引言

物料分揀是將生產(chǎn)線前方完成加工的工件進行分揀,是農副加工、食品、醫(yī)藥和電子、化工行業(yè)中不可缺少的重要組成部分。傳統(tǒng)的物料分揀系統(tǒng)大多采用繼電器和接觸器控制,存在操作復雜、動作遲緩、精度不高、穩(wěn)定性差等缺陷。PLC作為工業(yè)自動化領域三大技術支柱之一,加上能夠無極調速的變頻器,在提高物料分揀系統(tǒng)的控制水平和運行水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。

本文提出了基于PLC和變頻器控制的物料分揀控制系統(tǒng)的總體設計和控制方法,設計了一種能區(qū)分物料材質和顏色的分揀系統(tǒng)。

1控制系統(tǒng)整體設計

物料分揀系統(tǒng)是自動化生產(chǎn)線的重要組成部分之一,其俯視圖如圖1所示。需要分揀的物料是金屬材質、白色塑料材質和黑色塑料材質的無序組合。

傳送帶端口有無物料由漫射式光電接近開關檢測,該光電開關選用s1CK公司MHT15-N2317型產(chǎn)品。電感式傳感器可檢測出金屬材質的物料,選用LJ18A3-8-Z/Ax型產(chǎn)品。顏色檢測由光纖傳感器根據(jù)光反射程度進行檢測,選用歐姆龍公司E3Z-NA11型產(chǎn)品。

傳送帶運送物料時,若速度太快,物料容易倒下,因此選用三菱FR-E700系列的FR-E740-0.75K-CHT型變頻器調節(jié)速度。

為使物料在出料滑槽前停止前進,選用E6B2-CwZ6C型編碼器計算物料在傳送帶上的位置,該編碼器三相脈沖采用NPN型集電極開路輸出,分辨率為500線。

根據(jù)系統(tǒng)功能和控制要求,系統(tǒng)控制過程為:

(1)初始狀態(tài):傳送帶停止,推桿收回。

(2)當傳送帶入料口檢測到物料時,變頻器啟動,驅動電機以30Hz的固定頻率將物料帶往分揀區(qū)。

(3)經(jīng)過檢測區(qū)域時,PLC記錄檢測信號,物料繼續(xù)前進。

(4)若顏色檢測和金屬檢測皆有信號,則物料為金屬材質,當物料到達出料滑槽1中間時,傳動帶停止,物料被推到滑槽1中:若僅有顏色檢測有信號,則物料為白色塑料材質,當物料到達出料滑槽2中間時,傳動帶停止,物料被推到滑槽2中:若顏色檢測和金屬檢測皆無信號,則物料為黑色塑料材質,當物料到達出料滑槽3中間時,傳動帶停止,物料被推到滑槽3中。

(5)物料被推入滑槽后,結束一個工作周期,可以再次向傳送帶下料。

2PLL硬件接線設計

在分揀系統(tǒng)工作過程中,系統(tǒng)控制對象為:變頻器、推桿的電磁換向閥。需要檢測的參數(shù)為編碼器脈沖、物料到位和材質顏色檢測、各推桿動作的極限位置。

根據(jù)物料分揀系統(tǒng)的控制要求,整個控制系統(tǒng)的輸入點數(shù)為11點,輸出點數(shù)為5點,I/O地址分配表如表1所示。

根據(jù)I/O總點數(shù),選取PLC型號為三菱Fx2N-32MR,該PLC有16點輸入和16點繼電器輸出。其硬件接線如圖2所示。

3程序設計

物料分揀系統(tǒng)的控制程序使用GxDeveloper軟件編寫、調試,其工作流程如圖3所示。

4結語

本文介紹了基于PLC和變頻器的物料分揀控制系統(tǒng)的設計,通過傳感器檢測物料信息,變頻器驅動傳動帶,將不同顏色、不同材質的物料送入不同的滑槽。實驗證明,所設計的控制系統(tǒng)能連續(xù)、批量分揀物料。同時,控制系統(tǒng)也能與其他生產(chǎn)線設備無縫連接,實現(xiàn)對物料的加工、裝配及分揀,應用前景較好。