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文檔簡介
1、<p><b> 摘要:2</b></p><p><b> 前言:2</b></p><p> 第一章 .控制系統(tǒng)設(shè)計:3</p><p> 1.1需求分析:3</p><p> 1.2結(jié)構(gòu)組成:3</p><p> 1.3最終控制方案:3
2、</p><p> 第二章 .硬件系統(tǒng)設(shè)計:4</p><p> 2.1 控制器PLC的分析與選擇:4</p><p> 2.2 底座的分析與選擇:4</p><p> 2.3 傳送帶的分析與選擇:4</p><p> 2.4 電機(jī)的分析與選擇:5</p><p> 2.5
3、 傳動滾筒的分析與選擇:5</p><p> 2.6 聯(lián)軸器的分析與選擇:5</p><p> 2.7 傳感器的分析與選擇:6</p><p> 2.8 氣缸的分析與選擇:6</p><p> 第三章 .軟件系統(tǒng)設(shè)計:7</p><p> 3.1控制要求:7</p><p>
4、; 3.3 PLC外圍接線圖:7</p><p> 3.4程序流程圖:8</p><p> 3.5 PLC梯形圖程序:9</p><p> 3.6 PLC STL程序:11</p><p> 第四章 、調(diào)試仿真:12</p><p> 4.1硬件調(diào)試:12</p><p>
5、; 4.2軟件調(diào)試:12</p><p> 4.3整體調(diào)試:12</p><p><b> 結(jié)束語:13</b></p><p><b> 摘要</b></p><p> 分揀是把很多貨物或品種從不同的地點(diǎn)和單位分配到所置的場地的作業(yè),按分揀的手段不同,可分為人工分揀、機(jī)械分揀和自動
6、分揀。隨著工業(yè)的高速發(fā)展,機(jī)械手作為前沿的產(chǎn)品應(yīng)自動化設(shè)備更新時的需要,已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。它可以搬運(yùn)貨物、分揀物品、用以代替人的繁重及單調(diào)勞動,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化。</p><p> 自動分揀是從貨物進(jìn)入分揀系統(tǒng)送到指定的分配位置為止,都是按照人的指令靠自動分揀裝置來完成。它可以搬運(yùn)貨物、分揀物品、代替人的繁重勞動??梢詫?shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化,能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全,因此被廣泛
7、應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。</p><p> 基于PLC的物料分揀機(jī)構(gòu)設(shè)計,是以可編程控制器(PLC)是以中央處理器為核心,綜合了計算機(jī)和自動控制等先進(jìn)技術(shù),具有可靠性高、功能完善、組合靈活、編程簡單、功耗低等優(yōu)點(diǎn),。使用PLC的自動控制系統(tǒng)具有體積小,可靠高,故障率低,動作精度高等優(yōu)點(diǎn)。</p><p> 關(guān)鍵詞:可編程控制器(PLC),物料分揀。</p&
8、gt;<p><b> 前言</b></p><p> 隨著國內(nèi)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,以及郵政整體發(fā)展方向的調(diào)整,其內(nèi)部分揀處理設(shè)備的要求必然要適應(yīng)新的目標(biāo)要求。為了達(dá)到“營業(yè)窗口電子化,搬運(yùn)裝卸機(jī)械化,內(nèi)部處理自動化,信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化”的要求,解決現(xiàn)在現(xiàn)行分揀設(shè)備不能適應(yīng)多種尺寸范圍的包件分揀的矛盾,結(jié)合當(dāng)前世界上先進(jìn)的自動化分揀處理設(shè)備的經(jīng)驗(yàn),需要采用更加合理而有效的處理方式—
9、—推塊式分揀機(jī)。</p><p> 在發(fā)達(dá)國家,物流領(lǐng)域被作為第三利潤增長點(diǎn)來看待,是現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的基石,自動化處理設(shè)備層出不窮,因此借鑒國外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)是迅速趕超或達(dá)到國外同類型設(shè)備處理能力的有效辦法。為了解決這一難題,結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)際情況,采取廠校聯(lián)合的方式同時消化吸收國際上成熟技術(shù)成果開發(fā)的道路,發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)是有效、快速的完成這一新型分揀處理系統(tǒng)的較好辦法。</p><p>
10、<b> .控制系統(tǒng)設(shè)計:</b></p><p><b> 1.1需求分析:</b></p><p> 金屬分揀機(jī)主要用來讓雜物與金屬分離,多運(yùn)用于廢品回收和垃圾分類和將金屬和非金屬產(chǎn)品區(qū)分,廣泛應(yīng)用在各種生產(chǎn)。分揀的方法是用金屬檢測傳感器來做主要元件。</p><p><b> 1.2結(jié)構(gòu)組成:<
11、;/b></p><p> 電動機(jī)、PLC控制器、聯(lián)軸器、滾筒、傳送帶、傳感器、氣缸、底座、指示燈等</p><p> 1.3最終控制方案:</p><p> 電動機(jī)拖動傳送帶輸送物料,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速有變頻器來控制,電動機(jī)支架用于固定電機(jī)。聯(lián)軸器把電機(jī)主軸和傳送主動輪連接起來,從而組成傳動機(jī)構(gòu)。在傳送帶料口位置裝有傳感器,用于檢測是否有物料送過來,有物料時
12、傳感器將信號傳送給PLC用戶PLC輸出啟動變頻器信號,從而驅(qū)動電機(jī),將工件輸送到分揀區(qū),在傳送帶分揀區(qū)也裝有傳感器,用于檢測物料是金屬還是非金屬,傳感器在接受到信號以后經(jīng)放大其放大作用就能實(shí)現(xiàn)對物料的分辨,如果是金屬,則由推桿推出,如果是非金屬則通過傳送帶送出。</p><p><b> ?。布到y(tǒng)設(shè)計:</b></p><p> 2.1 控制器PLC的分析與選擇
13、:</p><p> PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算電子裝置。PLC的特點(diǎn)是可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)。PLC作為通用工業(yè)控制計算機(jī),是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口人員,編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。</p><p> 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)復(fù)雜程度不高,需要端口不多,所以選擇簡單常用的西門子S7-200型可編程控制器。</p><p> 2.2 底座
14、的分析與選擇:</p><p> 由于電動機(jī)工作時會產(chǎn)生力和振動,所以底進(jìn)行固定,由于物料質(zhì)量較小,電動機(jī)功率較小。為了節(jié)省材料,底座應(yīng)選小點(diǎn)。</p><p> 2.3 傳送帶的分析與選擇:</p><p><b> 帶速選擇原則:</b></p><p> (1)輸送量大、輸送帶較寬時,應(yīng)選擇較高的帶速。&l
15、t;/p><p> (2)較長的水平輸送機(jī),應(yīng)選擇較高的帶速;輸送機(jī)傾角愈大,輸送距離愈短,則帶速應(yīng)愈低。</p><p> (3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強(qiáng)的,或容易揚(yáng)塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的,宜選用較低帶速。</p><p> (4)一般用于給了或輸送粉塵量大時,帶速可取0.8m/s~1m/s;或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。</p>&l
16、t;p> (5)人工配料稱重時,帶速不應(yīng)大于1.25m/s。</p><p> (6)采用犁式卸料器時,帶速不宜超過2.0m/s。</p><p> (7)采用卸料車時,帶速一般不宜超過2.5m/s;當(dāng)輸送細(xì)碎物料或小塊料時,允許帶速為3.15m/s。</p><p> (8)有計量秤時,帶速應(yīng)按自動計量秤的要求決定。</p><p
17、> (9)輸送成品物件時,帶速一般小于1.25m/s。</p><p> 由于本設(shè)計要求對產(chǎn)品進(jìn)行分類,傳送帶啟動停止及正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的頻率比較高,所以帶速不宜過快,因此選擇帶速為 0.8m/s</p><p> 2.4 電機(jī)的分析與選擇:</p><p> 電動機(jī)功率計算:N=K(N/h)=1.4(0.107/0.9)=0.167kw 其中<
18、/p><p> K——功率備用系數(shù)。對于功率大于5.5千瓦的JO2型電動機(jī)取值1.4,其他電動機(jī)取1.</p><p> ——總傳動效率。對于光面滾筒取值0.88,對于膠面滾筒取值0.9</p><p> 由計算得電機(jī)功率0.167kw,選用電機(jī)型號JO3-L802-6,額定功率0.75kw,</p><p> 滾筒轉(zhuǎn)速:n=V/3.14
19、D=(800*60)/(3.14*250)=6.14 r/min</p><p> 所以需要傳動比為i=1000/61.14=16.35 所以選擇傳動比為16的ZQ型減速器,型號為ZQ35,功率4.6kw 。</p><p> 2.5 傳動滾筒的分析與選擇:</p><p> 人字形溝槽鑄膠滾筒是為了增大摩擦系數(shù),在鋼制光面滾筒表面上,加一層帶人字溝槽的橡
20、膠層面,這種滾筒有方向性,不得反向運(yùn)轉(zhuǎn)。人字形溝槽鑄膠滾筒,溝槽能使水的薄膜中斷,不積水,同時輸送帶與滾筒接觸時,輸送帶表面能擠壓到溝槽里,由于這兩種原因,即使在潮濕的場合工作,摩擦系數(shù)降低也很小。考慮到本設(shè)計的實(shí)際情況和輸送機(jī)的工作環(huán)境:用于工廠生產(chǎn),環(huán)境潮濕,功率消耗大,易打滑,所以我們選擇這種滾筒。鑄膠膠面厚且耐磨,質(zhì)量好;而包膠膠皮易掉,螺釘頭容易露出,刮傷皮帶,使用壽命較短,比較二者選用鑄膠滾筒。滾筒長度為600mm,直徑為5
21、00mm。</p><p> 2.6 聯(lián)軸器的分析與選擇:</p><p> 本次驅(qū)動裝置的設(shè)計中,較多的采用聯(lián)軸器,這里對其做簡單介紹:</p><p> 聯(lián)軸器是機(jī)械傳動中常用的部件。它用來把兩軸聯(lián)接在一起,機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時兩軸不能分離;只有在機(jī)器停車并將聯(lián)接拆開后,兩軸才能分離。聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸,由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等,往往不能
22、保證嚴(yán)格的對中,而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設(shè)計聯(lián)軸器時,要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施,使之具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能。</p><p> 根據(jù)對各種相對位移有無補(bǔ)償能力(即能否在發(fā)生相對位移條件下保持聯(lián)接的功能),聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器(無補(bǔ)償能力)和撓性聯(lián)軸器(有補(bǔ)償能力)兩大類。撓性聯(lián)軸器又可按是否具有彈性元件分為無彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩個類別。</p>
23、<p> 本次選擇的聯(lián)軸器是彈性聯(lián)軸器。</p><p> 2.7 傳感器的分析與選擇:</p><p> 傳感器的組成與一般特性</p><p> 傳感器是把諸如溫度、濕度、壓力、力矩、長度、重量等物理信號轉(zhuǎn)換為計算機(jī)易處理的電信號的一種器件。它是一種能把特定的被測量信息(包括物理量,化學(xué)量,生物量等)按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號輸出的器件或裝置
24、。其主要組成一般有:敏感器件、信號調(diào)理及信號轉(zhuǎn)換、外部接口等幾部分組成。</p><p><b> 接近開關(guān)傳感器</b></p><p> 接近開關(guān)是一種毋需與運(yùn)動部件進(jìn)行機(jī)械接觸而可以操作的位置開關(guān),當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動作距離時,不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動作,從而驅(qū)動交流或直流電器或給計算機(jī)裝置提供控制指令。接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器(即無無
25、觸點(diǎn)開關(guān)),它即有行程開關(guān)、微動開關(guān)的特性,同時具有傳感性能,且動作可靠,性能穩(wěn)定,頻率響應(yīng)快,應(yīng)用壽命長,抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(diǎn)。</p><p> 根據(jù)實(shí)際需要,所選的接近開關(guān)傳感器和金屬檢測傳感器</p><p> 2.8 氣缸的分析與選擇:</p><p> 氣缸類型的選擇 </p><p>
26、根據(jù)工作要求和條件,正確選擇氣缸的類型。要求氣缸到達(dá)行程終端無沖擊現(xiàn)象和撞擊噪聲應(yīng)選擇緩沖氣缸;要求重量輕,應(yīng)選輕型缸;要求安裝空間窄且行程短,可選薄型缸;有橫向負(fù)載,可選帶導(dǎo)桿氣缸;要求制動精度高,應(yīng)選鎖緊氣缸;不允許活塞桿旋轉(zhuǎn),可選具有桿不回轉(zhuǎn)功能氣缸;高溫環(huán)境下需選用耐熱缸;在有腐蝕環(huán)境下,需選用耐腐蝕氣缸。在有灰塵等惡劣環(huán)境下,需要活塞桿伸出端安裝防塵罩。要求無污染時需要選用無給油或無油潤滑氣缸等。本次選擇的是薄型缸。</
27、p><p> 氣缸安裝形式 </p><p> 根據(jù)安裝位置、使用目的等因素決定。在一般情況下,采用固定式氣缸。在需要隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時(如車床、磨床等),應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸。在要求活塞桿除直線運(yùn)動外,還需作圓弧擺動時,則選用軸銷式氣缸。有特殊要求時,應(yīng)選擇相應(yīng)的特殊氣缸。</p><p><b> 作用力的大小。</b></p&
28、gt;<p> 即缸徑的選擇。根據(jù)負(fù)載力的大小來確定氣缸輸出的推力和拉力。一般均按外載荷理論平衡條件所需氣缸作用力,根據(jù)不同速度選擇不同的負(fù)載率,使氣缸輸出力稍有余量。缸徑過小,輸出力不夠,但缸徑過大,使設(shè)備笨重,成本提高,又增加耗氣量,浪費(fèi)能源。在夾具設(shè)計時,應(yīng)盡量采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu),以減小氣缸的外形尺寸。</p><p><b> 活塞的行程</b></p>&
29、lt;p> 與使用的場合和機(jī)構(gòu)的行程有關(guān),但一般不選滿行程,防止活塞和缸蓋相碰。如用于夾緊機(jī)構(gòu)等,應(yīng)按計算所需的行程增加10~20㎜的余量。</p><p><b> 活塞的運(yùn)動速度 </b></p><p> 主要取決于氣缸輸入壓縮空氣流量、氣缸進(jìn)排氣口大小及導(dǎo)管內(nèi)徑的大小。要求高速運(yùn)動應(yīng)取大值。氣缸運(yùn)動速度一般為50~800㎜/s。對高速運(yùn)動氣缸,應(yīng)選
30、擇大內(nèi)徑的進(jìn)氣管道;對于負(fù)載有變化的情況,為了得到緩慢而平穩(wěn)的運(yùn)動速度,可選用帶節(jié)流裝置或氣—液阻尼缸,則較易實(shí)現(xiàn)速度控制。選用節(jié)流閥控制氣缸速度需注意:水平安裝的氣缸推動負(fù)載時,推薦用排氣節(jié)流調(diào)速;垂直安裝的氣缸舉升負(fù)載時,推薦用進(jìn)氣節(jié)流調(diào)速;要求行程</p><p> 末端運(yùn)動平穩(wěn)避免沖擊時,應(yīng)選用帶緩沖裝置的氣缸。</p><p><b> .軟件系統(tǒng)設(shè)計:</b
31、></p><p><b> 3.1控制要求:</b></p><p> (1)按下起動按鈕后,電機(jī)啟動,傳送帶開始工作,接近開關(guān)傳感器檢測是否有物料通過。</p><p> (2)當(dāng)金鐵通過時,金屬檢測傳感器接受到信號,并傳送到plc中。</p><p> (3)氣缸在接收到金屬檢測信號后3s后啟動氣缸,
32、將金屬物料推出。</p><p><b> 3.2 I/O:</b></p><p> 3.3 PLC外圍接線圖:</p><p> 啟停開關(guān) 傳輸帶電機(jī)</p><p> 接近開關(guān)傳感器
33、 入料推桿</p><p> 金屬檢測傳感器 分揀推桿</p><p><b> 開關(guān)指示燈</b></p><p><b> 3.4程序流程圖:</b><
34、/p><p> 3.5 PLC梯形圖程序:</p><p> 3.6 PLC STL程序:</p><p> LD I0.0</p><p> = Q0.0</p><p> S S0.0, 1</p><p> = Q0.3</p>
35、<p> LSCR S0.0</p><p> LD SM0.0</p><p> S Q0.1, 1</p><p> TON T37, 10</p><p> LD T37</p><p> SCRT S0.1</p><p>
36、 R Q0.1, 1</p><p><b> SCRE</b></p><p> LSCR S0.1</p><p> LD SM0.0</p><p><b> LPS</b></p><p> AN I0.1</p>
37、<p> TON T38, 30</p><p><b> LPP</b></p><p> A T38</p><p> S Q0.1, 1</p><p> LD I0.1</p><p> SCRT S0.2</p>
38、<p> R Q0.1, 1</p><p><b> SCRE</b></p><p> LSCR S0.2</p><p> LD SM0.0</p><p><b> LPS</b></p><p> A I0.2
39、</p><p> S Q0.2, 1</p><p><b> LPP</b></p><p> TON T39, 50</p><p> LD T39</p><p> SCRT S0.0</p><p> R Q0.2
40、, 1</p><p><b> SCRE</b></p><p><b> 、調(diào)試仿真:</b></p><p><b> 4.1硬件調(diào)試:</b></p><p><b> 1.傳感器調(diào)整:</b></p><p>
41、調(diào)整傳感器的位置,使它能準(zhǔn)確的對應(yīng)傳送帶上的物料。</p><p><b> 2.推桿調(diào)整:</b></p><p> 將物料放上傳送帶,上下調(diào)整推桿,并使它準(zhǔn)確能將物料推出。</p><p><b> 4.2軟件調(diào)試:</b></p><p> 在PLC軟件上編寫梯形圖并進(jìn)行編譯,檢查其是
42、否有錯誤。再將其連接到接口,查看是否連接正確。</p><p><b> 4.3整體調(diào)試:</b></p><p> 將設(shè)計方案編寫的程序通過PC機(jī)與編程軟件輸入并下載到可編程控制器后運(yùn)行,分析動作結(jié)果是否滿足設(shè)計要求,不滿足要求的則進(jìn)行修改、補(bǔ)充,使程序完全符合控制要求。</p><p><b> 結(jié)束語</b>&
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