1、深圳稻草人自动化培训PLC 的工件自动分选装置设计摘要：通过对自动生产线上 2 种工件进行自动分选，对自动分选装置动作过程进行分析，按实际工况要求，设计出自动控制系统。阐述系统中各软硬件的配置，及系统中顺序控制智能化创新设计和解决的关键问题。 关键词： PLC；自动分选装置；生产线；气动 引言 随着工业自动化的发展，PLC 与自动生产线在工业生产中应用越来越广泛，尤其是PLC 具有强大的算术运算、定时、计数、逻辑控制、顺序控制、存储等功能。自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统。自动生产线的工件传送系统一般包
2、括上下料装置、传送装置、组合加工和储料装置。在特定情况下需要采用执行机构完成不同工件的传送。主要描述自动生产线中的一个环节，通过自动分选装置分别将不同的工件输送到不同的生产线上。PLC 与气动装置在自动分选与卸物的应用，可以借鉴为各种气动与控制系统设计的应用范例，同时作为液压与气动、自动化设计等课程的工程项目训练与教学的平台。1 自动分选装置设计 1.1 分选装置工作状态分析 自动生产线上有不同工件，根据系统设计的要求，会分选进入相关的生产线。扬州电力设备修造厂的设备主生产线上有很多工件，按照不同的装配要求分配到 A 生产线与 B 生产线，通过工件识别传感器识别 A 线工件与 B 线工件，再由
3、自动分选装置的气动技术移位到相应的生产线上。自动分选装置示意图如图 1 所示。深圳稻草人自动化培训若工件 A：下降气缸 Y 降落、机械手通过握紧气缸 Z 握紧、提升气缸 Y 提升、气缸X1 左行、下降气缸 Y 降落、握紧气缸 Z 松开，使工件放在归定的 A 生产线上，提升气缸Y 提升、气缸 X1 右行原位、待下个工作的识别判断。 若工件 B：下降气缸 Y 降落、机械手通过握紧气缸 Z 握紧、提升气缸 Y 提升、气缸X2 右行、下降气缸 Y 降落、握紧气缸 Z 松开，使工件放在归定的 B 生产线上，提升气缸Y 提升、气缸 X2 左行到原位、待下个工作的识别判断。 1.2 气动回路的设计 自动分选
4、装置的气动控制回路（见图 2）是由 2 个握紧气缸 Z（根据需要，有时 5 个）、一个提升气缸 Y、一个 A 线气缸 X1、一个 B 线气缸 X2、一个工件识别传感器 SP、组成，另外有握紧到位传感器 SZ，分选装置有物传感器 SW，上升到位传感器 SY+，下降到位传器 SY-，A 线气缸左行到位传感器 SX1-，A 线气缸右行到位传感器 SX1+，B 线气缸左行到位传感器 SX2-，B 线气缸右行到位传感器 SX2-，握紧松开二位五通电磁阀YVZ，上升下降二位五通电磁阀 YVY，A 线二位五通电磁阀 YVX1，B 线二位五通电磁阀YVX2，气缸的动作状态及电磁阀的状态见表 1。表 1 电磁阀
5、、气缸状态表 深圳稻草人自动化培训2 控制系统设计 2.1 流程图及控制系统状态分析 系统的初始状态为：气缸 Z 松开、握紧到位 SZ 传感器为 0；气缸 Y 上极限，上升到位传感器 SY+为 1；气缸 X1 右极限，A 线右行到位传感器 SX1+为 1； 气缸 X2 左极限，B 线左行到位传感器 SX2-为 1。 根据系统工作原理，设计出系统流程图（见图 3）。经系统识别传感器判断，分别从A 线与 B 线分析自动分选装置的控制流程：若是 A 线工件则系统对应的电磁阀工作时序为： YVY 失电（下降到位传感器 SY-为1）、YVZ 得电（握紧到位 SZ 传感器为 1，分选装置有物传感器 SW
6、为 1）、YVY 得电（上升到位传感器 SY+为 1）、YVX1 得电（A 线左行到位传感器 SX1-为 1）、YVY 失电（下降到位传感器 SY-为 1）、YVZ 失电（握紧到位 SZ 传感器为 0）、YVY 得电（上升到位传感器 SY+为 1，分选装置有物传感器 SY 为 0）、YVX1 失电（A 线右行到位传感器SX1+为 1）回到原位。 深圳稻草人自动化培训若是 B 工件则系统的对应的电磁阀工作时序为： YVY 失电（下降到位传感器 SY-为1）、YVZ 得电（握紧到位 SZ 传感器为 1，机械手有物传感器 SW 为 1）、YVY 得电（上升到位传感器 SY+为 1）、YVX2 得电（
7、B 线右行到位传感器 SX1+为 1）、YVY 失电（下降到位传感器 SY-为 1）、YVZ 失电（握紧到位 SZ 传感器为 0）、YVY 得电（上升到位传感器 SY+为 1，机械手有物传感器 SW 为 0）、YVX2 失电（B 线左行到位传感器 SX2-为 1）回到原位。 2.2 PLC 设计 本系统核心是采用西门子 S7-200 系列的 CPU224 的 PLC 为中央处理单元，输入点有14 个点，输出点有 10 个点。各点的分布情况见图 4。输入点分别有信号采集与模式选择2 种方式，工件识别传感器通过数据通信口 RS-485 口与 PLC 相连，由急停按钮（I0.0 ）、信号判断采集（I
8、0.1）、位置采集（I0.2I1.1）、气路保护（I1.5）4 部分组成。模式选择分别由自动、手动、停止 3 部分组成，另增设手动状态下的点动步进开关，作调试或检修过程的步进。以 A 线生产线来说明分选的控制过程（见图 5）： 1，下降；2，握紧；3，上升；4，左移；5，下降；6 ，松开； 7，上升；8，右移。下降时的限位状态为：SZ 为 0、SW为 0、SX1+为 1、SX1-为 0、SY+ 从 1 到 0、SY- 从 0 到 1。以此类推，可以分析出各个状态的行程状态。通过各个状态的行程对 A 线工作过程的 3 个二位五通电磁阀进行过程控制，根据工作原理得出图 6 的电磁阀得电时序图。经过
9、状态逻辑计算，设计出 PLC 梯形图（略）。深圳稻草人自动化培训2.3、HMI 的设计 MT500 系列触摸屏专门为工业环境设计，它的适用温度范围 (045C) 和 PLC 的使用范围是一样的。打开 Easy-Manager，选择 Easy-Builder，在菜单“编辑”中选择“ 系统参数”项,在对话框中，PLC 类型选择 SIEMENS 的 S7-200，人机类型选择MT510T（640640 ），完成参数的设定。 3 结语 本系统通过 PLC 的智能化控制自动生产线上的气动机械手，结构简单、成本低廉、自动化程度高、操作方便，运行一年来性能稳定，可以广泛应用到自卸系统的各个领域，同时也可以作为教学与课程设计的一个实用的范例。
