发布时间 : 星期五 文章基于PLC的材料分拣系统更新完毕开始阅读
须任何保养的特点。可非接触监控彩色及透明的物体。主要应用于印刷品、包装标签、填充物、包装记号、商标、零件的辩识和分类。
3.3 电动机部分
本设计选用的是三相异步电动机。目前较常用的交流电动机有两种：1、三相异步电动机。2、单相交流电动机。第一种多用在工业上，而第二种多用在民用电器上。 三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。单相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的，三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场，旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。旋转磁场的转速为：
n=60f/P（3-4）
式中f为电源频率、P是磁场的磁极对数、n的单位是：每分钟转数。根据此式我们知道，电动机的转速与磁极数和使用电源的频率有关，为此，控制交流电动机的转速有两种方法：1、改变磁极法；2、变频法。以往多用第一种方法，现在则利用变频技术实现对交流电动机的无级变速控制。
旋转磁场的旋转方向与绕组中电流的相序有关。相序A、B、C顺时针排列，磁场顺时针方向旋转，若把三根电源线中的任意两根对调，例如将B相电流通入C相绕组中，C相电流通入B相绕组中，则相序变为：C、B、A，则磁场必然逆时针方向旋转。利用这一特性我们可很方便地改变三相电动机的旋转方向。定子绕组产生旋转磁场后，转子导条（鼠笼条）将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流，转子导条中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力，电磁力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向以n1的转速旋转起来。一般情况下，电动机的实际转速n1低于旋转磁场的转速n。因为假设n和n1相同，则转子导条与旋转磁场就没有相对运动，就不会切割磁力线，也就不会产生电磁转矩，所以转子的转速n1必然小于n。为此我们称三相电动机为异步电动机。
相对于本分拣系统设置要求我选用浙江省瑞安市金龙调速电机厂生产的YS系YS8024型号三相异步电动机。它按照国家标准设计制造，具有高效、节能、噪声低、振动小、寿命长、维护方便、起动转矩大等特点，采用B级绝缘，外壳防护等级为IP44，冷却方式为IC411，额定电压为380V，额定频率为50Hz，额定功率为750W。
3.4 空气压缩机
空气压缩机是本材料分拣系统装置中不可缺少的部分 ，它是将电动机的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。空气压缩机的种类很多，按工作原理可分为容积型压缩机和速度型压缩机。容积型压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力；速度型压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。空气压缩机的选择主要依据气动系统的工作压力和流量。气源的工作压力应比气动系统中的最高工作压力高20%左右，因为要考虑供气管道的沿程损失和局部损失。如果系统中某些地方的工作压力要求较低，可以采用减压阀来供气。空气压缩
机的额定排气压力分为低压（0.7~1.0MPa）、中压（1.0~10MPa）、 高压（10~100MPa）和超高压（100MPa以上）。
基于本分拣系统的工作要求选用的是威普德尔工业机械系列的标准型GL-2.0涡轮空气压缩机，产品性能优越，效率高，运行可靠。主要是因为它 体积少、重量轻、结构精密、运动部件少、无磨损。此外还有： （1）安装简单
产品出厂时，机器内已添加足量的专用油，所以安装就位，就可以自动运行。 （2）节省电力
机器的操控是由系统伍自动调节，特别GL-X4.0双涡轮供气或单机供气，大幅
减少运行耗电量达60%真正做到高效节能。 （3）节省易耗品
特殊设计的双柱形油气罐，罐内构筑多个立面，使油气混合气体在罐内经数次分离但又不产生城市降，减小油雾，延长加油周期和油雾分离器的使用时间，使用权其能长时间输出含油量低于3PPM的压缩空气。 （4）超级润滑油
特殊配方和添加剂合成的GL-X系列空气压缩机开发的超级润滑油，客观存在的润滑性能，密封性能，冷却性能，降噪和防腐蚀等方面都有良好表现，在高温时的热稳定性和抗氧化性使涡轮压缩机在各种高温、高压、超负载实验中都能保持最佳状态。
第4章基于PLC的材料分拣系统的软件部分设计
本课题是关于材料分拣系统的设计。本设计采用可编程序控制器对分拣部分进行控制。最初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置。它们的运行方式是不同的：继电器控制装置采用硬接线逻辑并行运行的方式，即如果这个继电
器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点在继电器控制线路的那个位置会立即同时动作。PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的串行运行方式，即如果一个逻辑线圈被接通或断开，该线圈的程序中所有的触点（包括起常开或常闭触点）不会立即动作，必须等到扫描到该触点时才会动作。而用户最常用的编程语言就是梯形图，梯形图就是从继电器控制电路图演变而来，以图形符号及其相互之间的相互关系表示相互关系。
梯形图编程是各种PC通用的方式。尽管各种PC的指令系统以及指令的助记符不完全相同，但梯形图的设计方法基本上是相同的。首先，梯形图按自上而下，从左至右的顺序排列，每个继电器为一个逻辑行，即一层阶梯。没一逻辑行起于左母线，终于右母线。继电器线圈与右母线直接相连接，不能在继电器线圈与右母线之间连接其它元素。梯形图中，一般情况下，某个编号的继电器线圈只能出现一次，而继电器的接点则可无限引用，既可是常开接点，也可是常闭接点。输入继电器的线圈由输入点上的外部输入信号驱动。因此，梯形图中输入继电器的接点用以表示对应点的输入信号。
语句编程也是各种PC通用的编程方式。通常是根据梯形图来进行语句表编程。由于PC的指令比较简单，所以语句表编程比较简单。首先，对梯形图的的并列支路编程时，先上后下、先左后右。其次，在较复杂的梯形图中，常遇到几个逻辑组相串联或相并联的情况，其逻辑运算比较复杂，编程时需用接点组的串、并联指令，这时需要使用堆栈。
可编程控制器运行时，在系统程序的监视下，按常规的顺序对系统内部的各个任务进行查询、判断和执行，CPU每一个时刻只能执行一个操作，随着时间延伸，一个动作接一个动作顺序执行，这种分时操作过程称为扫描。扫描过程周而复始的不断循环。一个扫描过程称为扫描周期。在一个扫描周期内，前面执行的结果，马上就可被后面的将要执行的任务所用。
4.1 材料分拣系统的软件设计流程图
本课题要求实现三种物料的分拣，分别是铁质物料、铝质物料、红色物料等。本系统采用可编程控制器来控制分拣系统装置。系统开始运行时，第一个光电传感器首先检测进料槽有无物料，若有开始上料（我设置的是每3秒一次把物料推上传送带），之后启动传送带（系统启动时延迟1秒工作）。传送带启动后，物料到达第一个电感传感器传感器开始检测，若是铁块，推下，不是继续前行。到达第二个电容传感器时又开始检测，若是铝块，推下，不是继续往前传送，到达第三个颜色传感器，开始检测，若是带有颜色的物块，推下，没有继续前行。第四个传感器是备用传感器，它主要起到把前面漏拣的物料分拣下来，只要有物块就推下。这是一个循环过程。若第一个光电传感器没检测到物料，则断电延时器开始记时，到一周期后断电，整个系统停止。直至检测下料槽的光电传感器检测到物料时才会启动整个系统重新开始工作，进行物料分拣。以下是我对于以上设计思路来进行软件程序设计的。
分拣系统的软件设计结构图如图4-1所示。
开 始 否 有料 否？是 上料 开 始 记 时 否 传送带运行? 是
图4-1 材料分拣系统软件设计流程图
4.2 分拣系统的梯形图设计
根据要求，利用PLC 的基本逻辑指令来实现分拣系统的控制程序编程。 一、首先是进料槽控制部分
开始工作时，如果进料槽有待分拣的物料，则进料槽的光电传感器就接受到信号，然后把信号传送给PLC。PLC通过控制电磁阀来控制气缸推手把物料推入传送带。本设计的是每三秒钟推一次物料。在光电传感器检测到物料时，程序首先形成自锁，同时记时器1开始记时，气缸推手把物料推入传送带。记时器1和记时器2主要是控制进料槽的推手每三秒工作一次。这样被分拣物料就会有规律的被传送到传送带上被分拣。X000就代表光电传感器的输入信号。X001、X002分别是行程开关，用来控制Y000、Y001。Y000、Y001分别代表是气缸推手工作的前行程开关和后行程开关。下面图4-2就是实现这个功能的梯形图设计。
X000 M102 M100 M100T2 M100 M100 M T1 K10 T2 T1