楊世錦

(青島食品股份有限公司，山東 青島 266000）

物料自動分檢裝載系統

楊世錦

(青島食品股份有限公司，山東 青島 266000）

PLC控制是目前工業(yè)生產最先進的控制方法，PLC將原始的繼電器控制技術、計算機技術融為一體,專門為工業(yè)控制而設計,具有多功能、可靠性高、操作簡單等一系列優(yōu)點,因此在工業(yè)生產的應用越來越廣泛。設計過程中以PLC為主控制器,結合分檢檢測裝置、步進電機伺服電機裝置、傳感器技術等技術對產品自動分揀。

PLC；S7-200；分揀；調試

1 緒論

1.1 自動分揀系統的背景

自動分揀系統是在物料系統中準確找到要出庫的商品所在具體位置，并按照客戶和生產所需，將從不同貨架上取出不同數量的物品配送到不同的理貨區(qū)域或生產站臺集中。

自動分揀在食品行業(yè)也都得到了廣泛的應用，隨著對高速精確的分揀系統的要求不斷地提高，這一需求最明顯地表現在食品的自動化生產。

1.2 可編程控制器PLC

可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)。PLC其實質上是一臺工業(yè)控制用的專用計算機，在現代工控行業(yè)中廣泛應用。

S7-200是小型的PLC，但它功能強大，體積小、可靠性高、是較為理想的控制設備。具有24點輸入，16點輸出，機械手動作要求按I/O分配。使用范圍極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，與自動化控制有關的工業(yè)生產、食品及機械制造等領域。

2 系統總體設計

2.1 任務分析

（1）持續(xù)、長久、批量地分揀物品。

（2）分揀誤差率要極低、可靠性要高。

（3）分揀實現無人化、操作簡單、維修方便。

其控制要求如下。

物料分揀過程：按開始按鈕，傳感器檢測到料倉有工件，把工件推出料倉由變頻器帶動的傳送帶，把工件傳送到檢測單元進行檢測分類計數，然后把數據傳送到機械手部分，等工件被傳送到指定位置停止，由氣擺缸運送到機械手抓取位置，然后根據前面?zhèn)魉偷臄祿伤欧姍C和步進電機協同定位，把工件裝載到指定存儲倉位。循環(huán)工作，直到料倉內沒有工件為止。

2.2 單元構成分類

（1）控制單元：西門子S7-200控制整個系統運行，是整個系統的核心部分。

（2）傳送單元 ：西門子G110變頻器控制皮帶傳送。

（3）檢測單元 ：由光電傳感器組成，用來檢測各個工件屬性。

（4）分裝單元：由伺服電動機和步進電動機組成分機械手的定位有兩者完成。

（5）輔助單元：氣動元件及附件，傳送元件等。

3 動作流程圖（圖1）

從動作流程圖可了解此系統的工作流程。了解了此流程圖對電器維修人員進行維修有很大的幫助。

4 調試

為了及時發(fā)現錯誤和在生產中避免故障，需要進行逐步調試。

4.1 逐步調試檢測部分

檢測部分調試主要調試內容是傳感器能否正常工作，檢查各項傳感器是否完好，然后調試個部分配合，送料氣缸要與傳送裝置變頻器配合恰當，重點部分是檢測部件的分類程序，由于3個傳感器分辨三種物體，首先由電感傳感器分辨是否是金屬元件，是相應顏色燈亮，傳輸數據給裝載系統進入裝載系統，否進入光電傳感器分辨。等檢測出物體屬性，由擺缸輸送物體到裝載工作臺。

圖1

整體運行流暢達到功能要求后，就可開始后半部分調試了。

4.2 分段調試部分

倉儲部分調試主要調試部件是機械手定位，而機械手定位由伺服電機和步進電機共同控制，整個系統的主要動作由其完成。伺服電機和步進電機要分別調試，避免因程序或者其他問題引起的互擾。

4.3 整體調試

在整體調試中，要時刻注意工作臺變化，及時斷電避免發(fā)生事故，要著重注意機械手運動，在前后兩部分程序結合時要仔細檢查程序有無沖突部分，注意觀察物料分揀結果，程序應開啟監(jiān)控，注意管擦個繼電器是否能正常工作，各運動部件是否存在運動沖突，整個物料分檢裝載系統運動流程運行，工件能正確分類裝載到相應位置，整個動作過程中，機械手的動作要保持連貫，防碰撞。

4.4 調試中出現的錯誤要及時解決

（1）要仔細、正確設置變頻器參數。

（2）程序中線圈沖突，在PLC編程中各線圈只能出現一次，這個問題有可能是疏忽所致，也有可能是因分段調試結合時沒有更改導致沖突。

（3）步進電機程序不運轉，主要原因是SM0.0是常閉觸點。

（4）步進電機不運轉，首先要查看線路，其次查一查參數的設置。更重要的檢查各光電傳感器是否調整到位。

（5）整體運行時同種物體第二次運行時出現系統混亂無法準確定位，要仔細分析程序編寫是否錯誤，在步進電機回零時有沒有用脈沖消零等多種原因導致。

總之，若出現錯誤首先判斷電源、各種保險是否無誤，而最容易出錯的是各個傳感器的位置、角度不到位。其次恢復出廠設置，或者關電源等5～6分鐘再重新啟動。當然要看專業(yè)電器維修人員對設備故障的修理情況。

5 結語

復雜的工件輸送需要更加靈活的機械手來完成，本設計簡單，維護方便，有很大的實用性。在工業(yè)、農業(yè)生產中自動化程度越來越高，勞動者從繁重的體力、腦力勞動中解脫出來。自動分揀正在代替人工分揀。PLC控制分揀裝置以其成本低，效率、可靠性高，維護方便、費用低廉、誤差小、企業(yè)生產成本低被普遍應用。在大型物流中心自動化程度很高的食品行業(yè)得到廣泛的應用。

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[3]馮曉，仲恕.電機與電氣控制[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

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