基于PLC與MCGS的YL—335B分揀單元的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

摘 要 分揀單元是YL-335B的最后一道工序，分揀的效果如何直接影響到整條生產(chǎn)線的運(yùn)行質(zhì)量。本文提出了一種針對(duì)分揀單元的分揀方法并進(jìn)行探究，根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成了梯形圖和觸摸屏的設(shè)計(jì)，為學(xué)習(xí)愛好者拓展了思路。

【關(guān)鍵詞】335B 分揀單元 MCGS

1 引言

YL-335B是全國(guó)職業(yè)院校技能大賽“自動(dòng)生產(chǎn)線安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)指定比賽設(shè)備。此賽項(xiàng)深受職業(yè)院校老師和學(xué)生的喜愛，參與度很高，是師生提升自己的有效通道之一。分揀單元作為整條生產(chǎn)線的最終環(huán)節(jié)，分揀的正確率以及效果如何直接影響到最終的成績(jī)，這就使得分揀方式的練習(xí)與模擬環(huán)節(jié)成為備賽過(guò)程中的重中之重。本文提出了一種新的分揀方式，并通過(guò)PLC、觸摸屏等實(shí)現(xiàn)其功能，保證其穩(wěn)定連續(xù)的運(yùn)行。

2 設(shè)計(jì)要求

具體設(shè)計(jì)要求如下：

（1）分揀單元有三個(gè)分揀料槽，每個(gè)槽收集一定重量的成品物料；

（2）通過(guò)觸摸屏對(duì)1、2、3號(hào)槽要收集的總重量進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定值同時(shí)也是上限值；

（3）假定金屬殼為30克、黑色殼為25克、白色殼為20克、金屬芯為15克、黑色芯為10克、白色芯為5克；

（4）按下啟動(dòng)按鈕后，若入料口的光電傳感器有信號(hào)，則延時(shí)2秒啟動(dòng)變頻器（皮帶速度可以通過(guò)模擬量來(lái)控制）；

（5）成品物料通過(guò)分揀單元的檢測(cè)區(qū)后，首先被送入1號(hào)槽。要保證物料進(jìn)入1號(hào)槽后不能超過(guò)其設(shè)定的上限值，否則就要進(jìn)入下一號(hào)槽，以此類推；

（6）當(dāng)3個(gè)槽都達(dá)到上限時(shí)，物料直接從皮帶上滑落。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 硬件設(shè)計(jì)及I/O配置

分揀系統(tǒng)由S7-200-226PLC、S7-200-224PLC、觸摸屏和變頻器各一臺(tái)為主要控制，其中兩臺(tái)PLC之間由485總線連接進(jìn)行通信，226PLC通過(guò)PPI通信線負(fù)責(zé)連接觸摸屏，224PLC負(fù)責(zé)連接變頻器和分揀站的輸入輸出。

分揀單元主要輸入有3個(gè)傳感器：光電、光纖、金屬傳感器各一個(gè)，光纖和金屬傳感器在豎直方向垂直于皮帶安裝。其中，入料口的光電傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)有無(wú)物料，光纖傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)物料的顏色，金屬傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)物料的材質(zhì)。另外，變頻器3、4、5、8端口分別連接224PLC的V、M、Q0.0和1L端。其I/O配置如表1所示。

3.2 軟件的設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)分為：通信設(shè)計(jì)、變頻器參數(shù)設(shè)定、梯形圖設(shè)計(jì)和觸摸屏組態(tài)設(shè)計(jì)四部分，各部分相互聯(lián)系緊密，缺一不可。

3.2.1 通信的設(shè)計(jì)

連接觸摸屏的S7-200-226為主站，另一個(gè)為從站，兩臺(tái)PLC的讀寫網(wǎng)絡(luò)地址分別為VB0-VB15和VB30-VB45。

3.2.2 變頻器參數(shù)的設(shè)定

根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)定命令源由外部端子輸入P700=2，皮帶速度由模擬量控制P1000=2，上坡下坡時(shí)間都為1秒P1120=1、P1121=1，頻率在0-50HZ之間變化P1080=0、P1082=50等，P304-P308根據(jù)電機(jī)參數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)設(shè)置。

3.2.3 梯形圖設(shè)計(jì)

本文采用順控指令編程的方法，按下啟動(dòng)按鈕I1.2，物料檢測(cè)收到信號(hào)進(jìn)入S0.0順控段。此順控段功能是啟動(dòng)變頻器帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，把物料送往檢驗(yàn)區(qū)進(jìn)行檢測(cè)并按設(shè)計(jì)要求計(jì)算重量：按照從1到3的順序與各槽剩余克數(shù)進(jìn)行比較，凡是檢測(cè)克數(shù)小于該槽剩余克數(shù)的則物料被推進(jìn)該槽，推完后返回S0.0順控段，等待下一個(gè)物料的檢測(cè)；若三個(gè)槽都不符合則直接滑落后返回S0.0順控段。跳轉(zhuǎn)條件的梯形圖如圖1所示，每一個(gè)物料經(jīng)過(guò)計(jì)算的重量傳給VD70，VD80、VD90和VD100分別為1-3槽剩余的重量，S0.1-S0.3的作用是1-3號(hào)槽的推料功能，S0.4的作用是滑動(dòng)掉落功能。

3.2.4 觸摸屏的設(shè)計(jì)

選取讀寫屬性的通道VD0、VD5、VD10作為1-3號(hào)槽剩余克數(shù)的顯示，用輸出框?qū)崿F(xiàn)其功能；VD30、VD35、VD40作為1-3號(hào)槽設(shè)定的克數(shù)，用輸入框顯示。組態(tài)效果圖如圖2所示。任務(wù)開始前手動(dòng)輸入各槽的設(shè)定值，同時(shí)各自傳給VD0、VD5、VD10，使之能正常顯示。在按下啟動(dòng)按鈕后，此傳送功能能流被切斷。之后依靠VD80、VD90和VD100來(lái)傳對(duì)應(yīng)的數(shù)值。

4 結(jié)語(yǔ)

只用光纖和金屬傳感器各一個(gè)，就能實(shí)現(xiàn)既對(duì)料芯又對(duì)料殼的檢測(cè)，成本得到了節(jié)約。以往分揀單元的分揀方式大多都是按顏色和材質(zhì)直接分揀，本文提出了一種新的按重量的分揀理念，增加了設(shè)計(jì)的靈活性，引入了必要的運(yùn)算指令、通信指令等，在提升了師生興趣的同時(shí)也鍛煉了思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和多樣性。

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作者簡(jiǎn)介

王治學(xué)（1983-），男，天津市人。碩士研究生。現(xiàn)為天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。

作者單位

天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 天津市 300400