陳振偉 陳玉寶 劉淑芳

【摘要】本設(shè)計(jì)是用三菱PLC來實(shí)現(xiàn)對部件分揀的控制，其控制方法是采用三菱的Fx2n系列Fx2n-48MT型號PLC作為控制核心把大小球分開放置，以實(shí)現(xiàn)對部件分揀的控制。控制過程中采用了分支控制設(shè)計(jì)法，控制程序包括有狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、梯形圖。該控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是控制簡單、成本較低，能夠生動、形象的演示部件分揀的運(yùn)行情況，方便掌握三菱PLC的應(yīng)用，增加學(xué)習(xí)PLC的興趣。

【關(guān)鍵詞】三菱;PLC;部件分揀;Fx2n-48MT

1.引言

傳統(tǒng)的部件分揀大都是繼電器控制，而繼電器控制有著接線繁多、故障率高且維修不易等缺點(diǎn)，PLC作為目前國內(nèi)市場的主流控制器，在技術(shù)、行業(yè)影響等方面有重要作用。利用PLC控制代替繼電器控制已經(jīng)是大勢所趨。下面介紹部件分揀用PLC進(jìn)行控制的設(shè)計(jì)。

2.PLC控制系統(tǒng)

2.1 PLC概述

PLC是專為工業(yè)自動化控制設(shè)計(jì)的，其控制功能的強(qiáng)大是無法比擬的，可以做到外部接線簡化、內(nèi)部工作的抗干擾能力強(qiáng)，高可靠，穩(wěn)定性高，另外PLC易學(xué)、易懂且性價(jià)比高。在工業(yè)控制方面PLC得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2 PLC模擬控制系統(tǒng)要求

在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常要對流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行分撿，圖中是用于分撿小球大球的機(jī)械裝置。工作順序是向下，抓住球，向上，向右運(yùn)行，向下，釋放，向上和向左運(yùn)行至左上點(diǎn)（原點(diǎn)），抓住球和釋放球的時(shí)間均為1秒。

3.PLC模擬控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 PLC的選型

3.1.1 PLC的類型

PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，該控制系統(tǒng)采用三菱公司生產(chǎn)的一款性價(jià)比較高的產(chǎn)品——Fx2n-48MT，它屬于小型整體式PLC，有24個(gè)輸入點(diǎn)和24個(gè)輸出點(diǎn)，能夠滿足控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要。

3.1.2 輸入、輸出模塊的選擇

輸入、輸出模塊的選擇應(yīng)充分考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。

輸入模塊：選擇行程開關(guān)SQ五個(gè)，啟動開關(guān)一個(gè)，按鈕兩個(gè)。

輸出模塊：選擇電磁吸盤，指示燈，小型電動機(jī)。

3.1.3 經(jīng)濟(jì)性的考慮

選擇PLC型號時(shí)，應(yīng)考慮性價(jià)比。I/O點(diǎn)數(shù)對價(jià)格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。

3.2 I/O的分配

輸入（I） 輸出（O）

元件 功能 元件編號 元件 功能 元件編號

行程開關(guān)SQ1 左限位開關(guān) X1 機(jī)械臂 下降 Y0

行程開關(guān)SQ2 下限位開關(guān) X2 機(jī)械臂 上升 Y2

行程開關(guān)SQ3 上限位開關(guān) X3 機(jī)械臂 右移 Y3

行程開關(guān)SQ4 判斷小球的限位開關(guān) X4 機(jī)械臂 左移 Y4

行程開關(guān)SQ5 判斷大球的限位開關(guān) X5 機(jī)械臂 停留原點(diǎn)指示燈 Y5

開關(guān)PS0 程序運(yùn)行開關(guān) X0 電磁吸盤 吸住鐵球 Y1

按鈕SB1 將機(jī)械臂手動上移 X6

按鈕SB2 將機(jī)械臂手動左移 X7

3.3 PLC電源的選擇

PLC的供電電源設(shè)計(jì)選用交流220V（180-250V）電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。

3.4 PLC接地

良好的接地是PLC控制系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要條件。為了提高可靠性抑制外界的干擾，PLC最好單獨(dú)接地，與其它相關(guān)設(shè)備分別使用各自的接地裝置，PLC的接地線應(yīng)盡量短，這樣接地點(diǎn)盡量靠近PLC。同時(shí)，接地線的截面應(yīng)大于2mm，接地電阻要小于100Ω。

3.5 外部接線圖（如圖1所示）

4.PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

4.1 任務(wù)分析

把左左上、釋放狀態(tài)為原點(diǎn)，機(jī)械臂下降（當(dāng)碰鐵壓著的是大球時(shí)，限位開SQ2斷開，而壓著的是小球時(shí)SQ2接通，以此判斷是大球還是小球）。

左、右移分別由Y4、Y3控制，上升、下降分別由Y2、Y0控制，將球吸住由Y1控制。

4.2 程序設(shè)計(jì)（部分）

根據(jù)選擇性分支控制程序的設(shè)計(jì)步驟和規(guī)則，繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（如圖2所示）。

5.PLC系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試首先在正式調(diào)試前全面應(yīng)檢查整個(gè)PLC控制系統(tǒng)，包括供電電源、接地線、I/O連線、設(shè)備連接線等。然后裝載程序于PLC中，運(yùn)行PLC程序進(jìn)行調(diào)試。隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、立即解決問題，從而使系統(tǒng)逐步完善。因此，一般系統(tǒng)所存在的問題基本上可在此過程中得到解決。

參考文獻(xiàn)

[1]朱江主編.可編程控制技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003，01.

[2]王紅主編.可編程控制器使用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007，06.

基金項(xiàng)目：安徽省省級質(zhì)量工程項(xiàng)目“電氣自動化專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”（項(xiàng)目編號：2012zy133）。

作者簡介：

陳振偉（1979—），男，安徽碭山人，安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、安徽淮北煤電技師學(xué)院教師，研究方向：電子、電氣自動化控制。

陳玉寶（1981—），男，安徽淮北人，安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、安徽淮北煤電技師學(xué)院教，研究方向：電子、電氣自動化。

劉淑芳（1979—），女，江蘇徐州人，安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、安徽淮北煤電技師學(xué)院教師，研究方向：電氣自動化。