基于PLC变频控制的物料分拣控制系统设计

时间：2022-09-19 13:17:25

关键字： PLC 变频器传感器

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[导读]摘要:为提高自动化生产线上物料分拣的效率,设计了基于PLC变频控制的物料分拣控制系统。该系统以PLC为核心控制器,采用传感器检测物料的材质和颜色,采用变频器调节速度。根据分拣系统的控制要求,完成了PLC的I/O分配、硬件接线设计和程序设计。实验结果表明,所设计的控制系统运行稳定可靠,提高了分拣的准确性和效率。

引言

物料分拣是将生产线前方完成加工的工件进行分拣,是农副加工、食品、医药和电子、化工行业中不可缺少的重要组成部分。传统的物料分拣系统大多采用继电器和接触器控制,存在操作复杂、动作迟缓、精度不高、稳定性差等缺陷。PLC作为工业自动化领域三大技术支柱之一,加上能够无极调速的变频器,在提高物料分拣系统的控制水平和运行水平方面发挥着越来越重要的作用。

本文提出了基于PLC和变频器控制的物料分拣控制系统的总体设计和控制方法,设计了一种能区分物料材质和颜色的分拣系统。

1控制系统整体设计

物料分拣系统是自动化生产线的重要组成部分之一,其俯视图如图1所示。需要分拣的物料是金属材质、白色塑料材质和黑色塑料材质的无序组合。

传送带端口有无物料由漫射式光电接近开关检测,该光电开关选用s1CK公司MHT15-N2317型产品。电感式传感器可检测出金属材质的物料,选用LJ18A3-8-Z/Ax型产品。颜色检测由光纤传感器根据光反射程度进行检测,选用欧姆龙公司E3Z-NA11型产品。

传送带运送物料时,若速度太快,物料容易倒下,因此选用三菱FR-E700系列的FR-E740-0.75K-CHT型变频器调节速度。

为使物料在出料滑槽前停止前进,选用E6B2-CwZ6C型编码器计算物料在传送带上的位置,该编码器三相脉冲采用NPN型集电极开路输出,分辨率为500线。

根据系统功能和控制要求,系统控制过程为:

(1)初始状态:传送带停止,推杆收回。

(2)当传送带入料口检测到物料时,变频器启动,驱动电机以30Hz的固定频率将物料带往分拣区。

(3)经过检测区域时,PLC记录检测信号,物料继续前进。

(4)若颜色检测和金属检测皆有信号,则物料为金属材质,当物料到达出料滑槽1中间时,传动带停止,物料被推到滑槽1中:若仅有颜色检测有信号,则物料为白色塑料材质,当物料到达出料滑槽2中间时,传动带停止,物料被推到滑槽2中:若颜色检测和金属检测皆无信号,则物料为黑色塑料材质,当物料到达出料滑槽3中间时,传动带停止,物料被推到滑槽3中。

(5)物料被推入滑槽后,结束一个工作周期,可以再次向传送带下料。

2PLL硬件接线设计

在分拣系统工作过程中,系统控制对象为:变频器、推杆的电磁换向阀。需要检测的参数为编码器脉冲、物料到位和材质颜色检测、各推杆动作的极限位置。

根据物料分拣系统的控制要求,整个控制系统的输入点数为11点,输出点数为5点,I/O地址分配表如表1所示。