【plc自动控制论文自动化控制论文】 自动化控制plc

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基于 PLC 的自动控制分捡系统的设计

摘要设计一套基于 PLC 控制的柔性生产线自动分捡系统,该系统的功能是提取 从流水线传送带上送过来的工件,检测工件的类型,并进行分类,最后将其推放 到对应的工件滑槽里。就其设计思想、工作原理、控制方案、程序设计等要点 进行阐述。 关键词 PLC;柔性生产线;分捡系统 随着社会对产品多样化、 低制造成本以及短制造周期等需求日趋迫切,柔性 制造系统(FMS,Flexible Manufacturing System)发展颇为迅速。FMS 是由加工 系统、 物料系统和计算机控制系统组成的,并能根据制造任务和生产品种变化而 迅速进行调整的自动化制造系统。本文设计的基于 PLC 控制的自动分捡系统, 根据工件的颜色和材质在线检测,快速分类,提高分检效率。 1 系统组成与功能分析 本设计的工件分为三种,第一种为红色红色工件,第二种为黑色塑料工件, 第三种为银色金属工件,设计基于 PLC 控制的自动分捡系统结构原理如图 1 所 示。 图 1 分检系统组成框图 气动提取部件主要是由提取工件的气动机械手、直线驱动单元、光电传感 器、 电磁接近传感器等组成。 当工件由流水线传送带将传送过来,光电传感器检 测到有工件后,机械手将其抓住实现提取动作,直线驱动单元带动机械手进行直 线运动实现运送动作,将工件运送到检测单元。

检测与分检部件主要由分检动作执行元件、传送带、工件分类堆放滑槽和 各种检测传感器等组成。当气动提取部件将工件传送到检测部件的传送带上, 光电传感器检测到有工件,便启动传送带和第一个执行挡杆将工件挡住检测位 置,该位置安装两个传感器,即电感式传感器和漫反射传感器,其中电感式传感 器检测工件是否为金属,漫反射传感器传感器检测工件是否为黑色,检测完毕判 断出工件为哪类工件时,相应的执行元件带动挡杆旋转挡在相应的工件分类位 置,实现分类堆放,最后拨板复位,传送部分停止运动,完成分检,如图 2 所示。 图 2 分检系统装配图 2 控制系统硬件设计 分捡系统的控制框图如图 3 所示,硬件主要由 S7-300 型 PLC 微机控制器与 各传感器、电机的接口电路等组成。 图 3 分捡系统的控制框图 2.1PLC 控制系统的工作要求 要求 PLC 控制系统能够控制工件的提取、检测与分检等动作。其工作流程 为。 流水线传送带上工件到位→气动提取部件→检测气动机械手位置→检测气 动机械手状态→机械手下降抓取工件→机械手沿直线驱动单元移动→检测工件 送到分检传送带→机械手下降松开→机械手上升→机械手返回→启动分检传送 带→检测工件类型→检测相应执行挡杆状态→相应执行挡杆伸出→相应执行挡 杆缩回→检测工件分检到位。

2.2 核心器件

Simatic S7-300 是一种模块式的结构, 主要由机架、 CPU 模块、 信号模块、 功能模块、接口模块、通信模块、电源模块和编程设备组成,各种模块安装在机 架上,系统构成和扩展都十分方便。根据整个系统的要求,控制模块选 用:CPU-313C 2DP,I/O 模块选用:CP 342-2。

2.3 传感器选用 传感器是一种具有检测某种变量并把检测结果传送出去的功能器件,在本 系统中主要用来检测工件是否到位、工件类型和行程控制等。 3 控制系统软件设计 由于自动分检系统的工作过程是顺序动作,所以控制程序采用步进顺控指 令编程。控制程序包括初始化程序、复位程序和自动运行程序。自动运行方式 起动时系统必须处在原位,即提取部件、 分检部件均处原位。 系统起动后连续重 复运行,直到按下“停”按钮或报警时,系统运行至原位后停机。 4 结束语 柔性生产线自动分捡系统采用的是并行控制、 模块化设计思想,无论是机械 装置,还是控制系统设计,都具有良好的可扩展性、高度的柔性和灵活性。其不 仅适用于少数品种物品的分检,也可拓展到多种物品的分检;不仅适用于成品的 分检,也适用于零部件的分散输送。 该系统已成功地运用于机电工程实验室柔性 生产线上。 结果表示性,能稳定,效果良好,完全适用于 FMS 柔性生产线的工件自 动分检,使柔性生产线的效率大幅

度提高,具有一定的推广应用价值。 参考文献 [1]李卫京.面向二十一世纪的柔性制造系统.机械工程与自动 化,2004,3:83-86.

[2]郭聚东,钱惠芬.柔性制造系统的优势及发展趋势.轻工机 械,2004,4:4-5. [3]唐晓红.PLC 在微细圆棒料自动分检系统中的应用.煤矿机 械,2006,27(2):273-274. [4]鲁远栋.PLC 机电控制系统应用设计技术.北京:电子工业出版 社,2006,4.

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