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基于PLC的自动控制分拣系统的设计 郑重 博兴县职业中专 摘 要 ;然后机械手快速定位到物料的正上方，下降抓取物料、提升并释放至指定位置;待物料被释放后，传送装置联动，并根据金属与非金属的特点进行分拣;机械手则迅速返回，等待下一轮分拣抓取。 关键词: 分拣装置，控制系统，传感器材料分拣装置结构及总体设计 PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业现场生产设备的微缩模型。本章主要介绍分拣装置的工艺过程及控制要求。 要想进行PLC控制系统的设计，首先必须对控制对象进行调查，搞清楚控制对象的工艺过程、工作特点，明确控制要求以及各阶段的特点和各阶段之间的转换条件。1.1 物料分拣平台 图为机械手自动分拣装置，它包括物料盘、机械手、输送带、金属和非金属通道等。 1.2 材料分拣装置概述 系统的技(1) 按启动按钮后，启动送料电动机驱动放料盘旋转，物料由送料槽滑到物料提升位置，物料检测光电传感器开始检测。 (2) 送料电动机运行一定时间后机构已经无物料，如果物料检测光电传感器仍未检测到物料，则说明送料机构已经无物料，这时要停机并报警。 (3) 当物料检测光电传感器检测到有物料，将发出信号，上料单向电磁阀驱动上料，机械手臂伸出手爪下降抓物，然后手爪提升臂缩回，手臂向右旋转到右限位，手臂伸出，手爪下降将物料放到传送带上。 (4) 传送带输送物料，传感器则根据物料性质(金属和非金属)，分别控制相应电磁阀使汽缸动作，对物料进行分拣。 (5) 最后机械手返回原位重新开始下一个流程。 1.3系统的控制要求 (1) 380V电源。 (2) 机械手自动分拣装置的控制核心要求为小型PLC(如西门子S7-200) 。 (3) 整机工作流程如图所示。 二、送料与搬运机构的控制 PLC控制系统的硬件设计，主要是根据被控制对象对PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备，选择合适的PLC类型，并分配I/O点。 2.1 机械手自动分拣装置的第一部分是送料机构。所有的物料在放料转盘的转动下，逐个通过物料滑槽，等待提升汽缸从提升台向上运送(1) 放料转盘 转盘中共放有两种物料，一种是金属物料，另一种是非金属物料。 驱动电动机:24V直流电动机，用于驱动放料转盘旋转。 (2) 物料滑槽 放料转盘旋转，物料互相推挤趋向入料口，物料则从入料口顺着滑槽落到提升台上。 (3) 提升台是将物料和滑槽有效分离，并确保每次只上一个物料，它采用上料汽缸进行动作 2.2 机械手分拣装置的搬运机构能完成4个自由度动作，即手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪紧松。 (1) 手爪提升汽缸:提升汽缸采用双向电控气阀控制，汽缸伸出或缩回可任意定位。 (2) 磁性开关:检测手爪提升汽缸处于伸出或缩回位置。 (3) 手爪:抓取物料由单向电控气阀控制，当单向电控气阀得电，手爪夹紧磁性开关有信号输出，指示灯亮，单向电控气阀断电，手爪松开。 (4) 旋转汽缸:机械手臂的正反转，由双向电控气阀控制。 (5) 接近传感器:机械手臂正转和反转到位后，接近传感器信号输出。 (6) 双杆汽缸:机械手臂伸出、缩回，由双向电控气阀控制。汽缸上装有两个磁性开关，检测汽缸伸出或缩回位置。 (7) 缓冲器:旋转汽缸高速正转和反转到位时，起缓冲减速作用。 2.3 送料与搬运机构的传感器选型 物料检测为光电漫反射型传感器，主要为PLC;如果运行中，光电传感器没有检测到物料，并保持一定的时间后，让系统停机然后报警。 红外线光电开关所发射的红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或X射线。人眼可见的光波是380~780nm，发射波长为780nm~lmm的长射线称为红外线，一般红外线光电开关优先使用的是接近可见光波长的近红外线。图为各种不同频率与波长的电磁射线。 图为光电开关的工作原理示意，由光电开关内部振荡回路产生的调制脉冲先经反射电路后，由发射管辐射出光脉冲;当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏二极管;并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分或RC积分方式排除干扰，最后经延时(或不延时)触发驱动器输出光电开关控制信号。 在机械手自动分拣装置中，应用最常见的是一种直接反射光电开关，如下图所示。它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的是够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，直接反射式的光电开关是首选的检测模式。 三、执行机构的选型 3.1 双向电磁阀 搬运机构共有4个主要的气动执