腾飞电子设计大赛设计课题：物料分拣系统PLC控制
系别电气工程系
组别第四组
组长强
组员宏璋、高华、魏杰
指导老师严俊、华满香、钟燕科
完成时间2011年 11 月12日
一概述
PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。
本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。
材料分拣装置是模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC控制、传感器、位置控制、电气传动和气动等技术，可以实现不同材料的自动分选和归类功能，并可配置监控软件由上位机监控。该装置采用台式结构，配有S7-200型CPU、传感器（光电式、电感式、颜色、磁感应式）、旋转编码器、交流电动机、输送带、气缸、电磁阀、直流电源、空气过滤减压器等是典型的机电一体化教学实验装置。
本系统采用的可编程控制器，只要结合不同的传感器，比如根据材料的属性、尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器，就可对不同的物料进行分拣，具有广泛的应用前景。
二、系统的技术要求及指标
1、输入电压：AC200～240V（带保护地三芯插座）
消耗功率：250W
2、环境温度围：0～40℃
3、气源：大于0.2Mpa且小于0.8Mpa
4、分拣功能
（1）能实行对铁物质的分拣
（2）能对铝物质的分拣
（3）能对黄色塑料分拣
（4）能准确的排除废物（前1、2、3都不能满足的物料
本次任务要求：
1）当料仓传感器检测到有物料后，按照一定的时间间隔或按照输送带上物料间隔适当(如物料的间隔不小于某个规定值)的原则，由PLC控制上料汽缸将物料送至输送带上。
2）输送带把物料依次带到各分拣工位。物料经过各分拣工位时，工位上的传感器会检测出是符合检出条件(即材质或颜色是否满足设定条件)，PLC得到传感器发出的符合检出条件信号(即信号有效)时，控制相应汽缸动作将物料推出传送带，送入相应下料斗。
3）PLC要通过输送带电机轴上的编码器跟踪物料的位置，当物料在前3各分
拣工位均未检出时，由第四各工位上的汽缸将物料推出传送带，送入下料斗。
三、使用方法
1、气源由二联体左侧进气口连接?6气管，另一端接气源。（非长期使用，不要向油杯里注油）
2、接通电源（启动按钮）
3、将物料放进竖井式料槽
4、运行方式：
a.通电状态下，下料时下料传感器动作，传送带运行。电感传感器检测
到铁材料时，气缸1动作，将材料块推下。
b.电容传感器检测到铝材料时，气缸2动作将材料推下。
c.颜色传感器检测到非金属材料黄色块时，气缸3动作将材料块推下。
d.其它颜色非金属材料块送到SD位置时，气缸4动作将材料块推下。
e.竖井式下料槽无下料时，传送带运行一个行程自动停机。
1.布局图
该装置采用台式结构，置电源，配装西门子S7-200系列主机，该装置中，选网板上．本装置还设置了气动方面的减压器、滤清、气压指示等，可与各类气源相连接。传感器位置见图
图1 传感器位置图
四调试方法
1．电感传感器的调试
在电感传感器下方的传送带上，放置铁质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铁质材料的检出点。
2．电容传感器的调试
在电容传感器下方的传送带上，放置铝质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铝质材料的检出点。
3．颜色传感器的调试
通电状态下，在颜色传感器下方的传送带上，放置带有某一颜色料块，调节传感器上的电位器，观察窗口中红绿（或蓝）指示灯，当两灯恰同时发光时，该
灵敏点即为料块颜色检出点。（注：顺时针旋转检测色温向低端移动，否则反之）
4、气压表标值建议调定在0.12Mpa
五监控系统
本次设计的重点就是通过组态软件模拟材料分拣系统的运行状态。设计的组态工程能够看到系统对各个不同的材料相对应的被分拣的出来。
在电脑上安装MCGS通用版。，运行MCGS运行环境，进入监控系统，如果监控的数据与实际的不一样，可能是通讯口的连接不对，或是连接的串口不对，进入组态MCGS运行环境后，通过控制开关的操作，系统开始工作。电动机带动传送带工作，首先上料传感器对料槽中的物料进行检测，如果有物料则将其推入传送带上，物料在传送带上移动；当物料通过传感器时，若不是要检测的物料则传感器和对应的气缸都不工作，物料继续向前运动；当传感器检测出相应的物料后气缸做出动作将此物料推出，物料会沿着气缸动作的方向移动到料槽。在无料状况一段时间后电机、传感器等会自动停止工作。设计中的控制开关具有材料分拣系统运行的开始按钮，分拣系统结束时要有停止按钮，当系统出现错误的时候有紧急停止按钮，可以使模拟画面上的物料，传送带，计数器等可以全部保持并停止，从而完善了整个分拣系统。
图2 监控画面
六人机界面
人机界面是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的部形式与人类可以接受形式之间的转换；本系统采用威纶通MT506MV的电阻式触摸屏，此触摸屏采用是开关电源24VDC供电，可以和多种硬件器件进行通讯连接。
触摸屏的运行与仿真在下载屏幕文件之前，应使用规定的通信电缆连接触摸屏的通信接口与计算机的RS-232C接口，将触摸屏切换到下载模式，设置好通信参数，然后执行组态软件的下载命令，将屏幕文件写入到触摸屏的存储器中。
触摸屏与PLC通信之前，应设置二者的通信接口的通信参数，它们的通信参数的设置应完全一致。设置完成后，用通信电缆把触摸屏与PLC连接起来，通电后PLC进入RUN模式，就可以进行预先设计好的画面操作
图3 人机界面图
七整体调试
将设备接入PLC，进行联机调试，看是否满足要求，如果不满足要求，可通过综合调整软件和硬件系统，直到满足要求为止。