第10章 分揀單元結(jié)構(gòu)與控制

1、 第第10章章 分揀單元的結(jié)構(gòu)分揀單元的結(jié)構(gòu)10.1 分揀單元的結(jié)構(gòu)分揀單元的結(jié)構(gòu)10.1.1 分揀單元的基本功能分揀單元的基本功能 分揀單元可以實現(xiàn)對工件按照材質(zhì)或顏色分揀的過程。 10.1.2 分揀單元的基本結(jié)構(gòu)分揀單元的基本結(jié)構(gòu) 分揀單元主要由分揀模塊、滑槽模塊、氣源處理組件、I/O接線端口、CP閥組、繼電器、對射式光電傳感器和反射式光電傳感器等組成。 1 1分揀模塊分揀模塊 該模塊通過傳送帶及導(dǎo)向裝置實現(xiàn)對工件分揀。它主要由傳送模塊、導(dǎo)向模塊1、導(dǎo)向模塊2、固定導(dǎo)向塊組成。 導(dǎo)向模塊 作用：在需要時將工件導(dǎo)入到相應(yīng)的滑槽中。 傳送模塊傳送模塊 2 2擋料氣缸擋料氣缸 當(dāng)滑槽中儲存的工件

2、已經(jīng)滿了的時候，就應(yīng)當(dāng)阻止向該滑槽中繼續(xù)分流工件。擋料氣缸起的就是這樣的作用。 3 3反射式光電接近開關(guān)反射式光電接近開關(guān) 用于檢測是否有工件進(jìn)入到滑槽中，或者用于判斷滑槽中存放的工件是否已滿槽。 4 4CPCP閥組閥組 本單元的CP閥組由3個閥組成，分別用于控制2個導(dǎo)向氣缸和1個擋料氣缸，在結(jié)構(gòu)上，它們都是帶手控裝置的單控電磁閥。 10.1.3 分揀單元的主要技術(shù)數(shù)據(jù)分揀單元的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 氣源工作壓力 最小6bar，最大8 bar I/O接口 開關(guān)量：6個輸入/4個輸出。輸入用于傳感器信號的傳輸，輸出用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號的傳輸。 10.1.4 10.1.4 學(xué)生活動：觀察了解分揀單元的氣

3、動控制回路學(xué)生活動：觀察了解分揀單元的氣動控制回路 1 1活動目的活動目的 觀察了解分揀單元的氣動控制回路的組成，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力； 復(fù)習(xí)掌握氣動技術(shù)知識，培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力； 通過自主操作，培養(yǎng)學(xué)生的主動思考能力和動手能力。 2 2活動內(nèi)容活動內(nèi)容 由學(xué)生自主操作控制各個方向控制閥的手動信號，控制相應(yīng)的氣缸動作，觀察各氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作特征，分析判斷與各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對應(yīng)的方向控制閥的類型； 觀察氣動控制回路的組成情況，推斷畫出分揀單元的氣動控制回路圖。 3 3方法建議方法建議 分別用手控信號控制各方向控制閥，觀察相應(yīng)的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作，找出閥及閥的控制信號與執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作之間的關(guān)系。

4、在觀察各個氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作特征時，應(yīng)觀察3種狀態(tài)：操作前執(zhí)行機(jī)構(gòu)的常態(tài)；操作過程中，突然去掉手控信號時執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)；在手控信號一直維持到使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作完成后去掉該信號的情況下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)。 10.1.5 10.1.5 學(xué)生活動：觀察了解分揀單元學(xué)生活動：觀察了解分揀單元PLCPLC的的I/OI/O接口情接口情況況 1 1活動目的活動目的 熟悉MPS系統(tǒng)中分揀單元的結(jié)構(gòu)組成。 查明分揀單元中PLC的I/O接口地址。 進(jìn)一步了解分揀單元的結(jié)構(gòu)、了解繼電器的作用、了解傳感器技術(shù)在分揀單元中的應(yīng)用。 2 2活動內(nèi)容活動內(nèi)容 在教師的指導(dǎo)下，觀察了解分揀單元的結(jié)構(gòu)。 查明氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成（氣缸

5、、控制閥），通過手動方式操作控制閥分別控制各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，觀察分析控制信號與執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作之間的關(guān)系。 查明各電控閥的電控信號所對應(yīng)的PLC接口地址（輸出地址）。 認(rèn)識了解該工作單元中所使用的傳感器；在教師的指導(dǎo)下，查明各傳感器的類型、符號名、安裝位置、作用及其對應(yīng)的PLC的接口地址（輸入地址）；查明各控制開關(guān)的觸電類型及其在PLC上的接口地址（輸入地址）。 請將數(shù)據(jù)保存好，在以后編寫控制程序時要使用這些數(shù)據(jù)。 3 3要求與建議要求與建議 將查明的該單元執(zhí)行機(jī)構(gòu)的情況及其與PLC的接口情況進(jìn)行整理，并以適當(dāng)?shù)男问奖磉_(dá)出來。主要內(nèi)容包括：PLC的I/O的接口地址使用情況；各地址所對應(yīng)的輸入/輸出

6、設(shè)備的符號及名稱；輸入/輸出設(shè)備的用途；各地址的信號狀態(tài)與設(shè)備的工作狀態(tài)之間的關(guān)系。 建議： PLC的I/O接口情況用I/O接口圖表示； 其它內(nèi)容用表格列出。參考表格如下： 4 4注意事項注意事項 在氣動執(zhí)行元件接通起源的情況下，禁止用手直接扳動氣動元件。 在PLC處于RUN模式或RUN-P模式、并運行用戶程序時，禁止用手動方式操作電控閥。 在觀察結(jié)構(gòu)時，不要用力拽導(dǎo)線、氣管；不要拆卸元器件及其它裝置；遇有不能解決的問題，及時請教指導(dǎo)教師。 10.2分揀單元的分揀單元的PLC控制及編程控制及編程 10.2.1 分揀單元的手動單循環(huán)控制分揀單元的手動單循環(huán)控制 分揀單元在作為獨立設(shè)備被控制時，需

7、要有工件及其信息的來源；在作為MPS整個系統(tǒng)的一部分時，其來源是上一個單元。工件可通過用人工放置的方法來解決；但工件的相關(guān)信息（如顏色）不便于設(shè)定，而這些信息又是分揀工件所必需的依據(jù)，解決辦法是：讓設(shè)備按照放置工件的順序進(jìn)行分揀，循環(huán)進(jìn)行，周期數(shù)為3，分別代表3種顏色。 1控制任務(wù)控制任務(wù) 在手動操作模式下，在各執(zhí)行機(jī)構(gòu)處于初始狀態(tài)的情況下，當(dāng)按下啟動按鈕后，設(shè)備便被啟動，首先是傳送帶啟動運轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝粋€工件從左端被放到傳送帶上時，導(dǎo)向氣缸1推出，使工件從第一個滑槽中分流出去；當(dāng)?shù)诙€工件被放上時，導(dǎo)向氣缸1不動，導(dǎo)向氣缸2推出，使工件從第二個滑槽中分流出去；當(dāng)?shù)谌齻€工件被放上時，導(dǎo)向氣缸1和導(dǎo)

8、向氣缸2都不動，則工件被固定導(dǎo)向塊導(dǎo)入到第三個滑槽中。至此，一個工作循環(huán)結(jié)束，所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)都回到初始狀態(tài)。 在上述工作過程完成之前，操作啟動按鈕應(yīng)該對其沒有影響；上述工作過程不受停止按鈕的控制。 在實現(xiàn)上述控制任務(wù)中，應(yīng)注意以下幾點： 在啟動前，分揀單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須是處于初始位置，否則不允許啟動。 在啟動后，全部工作完成前，不再受啟動按鈕的控制。 在該控制模式下，無需使用停止按鈕。 2 2生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程 操作手單元的初始狀態(tài)可設(shè)計為： 導(dǎo)向氣缸1處于退回的位置； 導(dǎo)向氣缸2處于退回的位置； 傳送帶處于停止?fàn)顟B(tài)； 工藝流程 是否滿足啟動條件且是否為手動模式？開始是否按下了啟動按鈕？

9、NNYY啟動傳送帶Y是否有工件放在傳送帶上？NY第一個工件嗎？N導(dǎo)向氣缸1推出Y第二個工件嗎？N，是第三個導(dǎo)向氣缸2推出Y是否已滑入槽中？導(dǎo)向氣缸1退回NY是否已滑入槽中？導(dǎo)向氣缸2退回NY是否已滑入槽中？N結(jié)束3 3 程序流程程序流程 請同學(xué)們根據(jù)上述工藝流程自己編寫出相應(yīng)的程序流程。 4 4 LADLAD程序程序 請同學(xué)們根據(jù)自己編寫的程序流程圖編寫LAD程序。 1 1活動目的活動目的 進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握STEP7 V5.1軟件包的操作，進(jìn)一步熟練掌握“程序編輯器”的使用。 進(jìn)一步掌握梯形邏輯語言的常用指令及梯形邏輯語言的基本編程方法與技巧。 10.2.2 學(xué)生活動：上機(jī)調(diào)試分揀單元的手動控制

10、程序?qū)W生活動：上機(jī)調(diào)試分揀單元的手動控制程序 進(jìn)一步加深對PLC控制作用的理解，加深理解控制功能是如何實現(xiàn)的。 了解設(shè)備調(diào)試時應(yīng)注意的問題，掌握調(diào)試的基本方法與技巧。 培養(yǎng)安全生產(chǎn)的意識。 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)；培養(yǎng)分析問題解決問題的能力。 2 2活動內(nèi)容活動內(nèi)容 創(chuàng)建一個項目，在該項目下，錄入所編寫的分揀單元的手動單循環(huán)控制程序。 對所錄入的控制程序進(jìn)行認(rèn)真檢查，經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，再進(jìn)行實際的運行調(diào)試。最終實現(xiàn)預(yù)期的控制功能。 3 3方法與建議方法與建議 分揀工作單元的結(jié)構(gòu)比較簡單，在空間上不會出現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間相互沖突的現(xiàn)象，因此，在調(diào)試時將重點放在對能否實現(xiàn)功能的檢查上。 在調(diào)試程序時，使用

11、程序編輯器中的【Monitor】工具對調(diào)試的程序進(jìn)行監(jiān)視，觀察程序的執(zhí)行狀態(tài)，通過該工具并結(jié)合觀察到的設(shè)備執(zhí)行狀態(tài)，可以很方便地分析出程序中的問題。 1 1控制任務(wù)控制任務(wù) 在自動操作模式下，在各執(zhí)行機(jī)構(gòu)處于初始狀態(tài)的情況下，當(dāng)按下啟動按鈕后，設(shè)備便被啟動，首先是傳送帶啟動運轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝粋€工件從左端被放到傳送帶上時，導(dǎo)向氣缸1推出，使工件從第一個滑槽中分流出去；當(dāng)?shù)诙€工件被放上時，導(dǎo)向氣缸1不動，導(dǎo)向氣缸2推出，使工件從第二個滑槽中分流出去；當(dāng)?shù)谌齻€工件被放上時，導(dǎo)向氣缸1和導(dǎo)向氣缸2都不動，則工件被固定導(dǎo)向塊導(dǎo)入到第三個滑槽中。至此，一個工作循環(huán)結(jié)束。當(dāng)繼續(xù)向傳送帶上放置工件時，則按照上述過

12、程重新的循環(huán)，直至按下了停止按鈕。 10.2.3 分揀單元的自動連續(xù)運行控制分揀單元的自動連續(xù)運行控制 當(dāng)按下了停止按鈕時，要求將當(dāng)前已經(jīng)放在傳送帶上的工件分揀完畢再停止運行；如果在按下停止按鈕時傳送帶沒有工件，則直接停止運行。停止后，設(shè)備應(yīng)回到初始狀態(tài)。 2 2生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程 操作手單元的初始狀態(tài)可設(shè)計為： 導(dǎo)向氣缸1處于退回的位置； 導(dǎo)向氣缸2處于退回的位置； 傳送帶處于停止?fàn)顟B(tài)； 工藝流程 是否滿足啟動條件且是否為自動模式？開始是否按下了啟動按鈕？ NNYY啟動傳送帶Y是否有工件放在傳送帶上？YN是否按了停止按鈕？YY是否按了停止按鈕？NNYY第一個工件嗎？N導(dǎo)向氣缸1推出Y第

13、二個工件嗎？N，是第三個導(dǎo)向氣缸2推出Y是否已滑入槽中？導(dǎo)向氣缸1退回NY是否已滑入槽中？導(dǎo)向氣缸2退回NY是否已滑入槽中？NYY第一個工件嗎？N導(dǎo)向氣缸1推出Y第二個工件嗎？N，是第三個導(dǎo)向氣缸2推出Y是否已滑入槽中？導(dǎo)向氣缸1退回NY是否已滑入槽中？導(dǎo)向氣缸2退回NY是否已滑入槽中？N結(jié)束3 3 程序流程程序流程 請同學(xué)們根據(jù)上述工藝流程自己編寫出相應(yīng)的程序流程。 4 4 LADLAD程序程序 請同學(xué)們根據(jù)自己編寫的程序流程圖編寫LAD程序。 1 1活動目的活動目的 進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握STEP7 V5.1軟件包的操作，進(jìn)一步熟練掌握“程序編輯器”的使用。 進(jìn)一步掌握梯形邏輯語言的常用指令及梯形

14、邏輯語言的基本編程方法與技巧。 10.2.4 學(xué)生活動：上機(jī)調(diào)試分揀單元的自動控制程序?qū)W生活動：上機(jī)調(diào)試分揀單元的自動控制程序 進(jìn)一步加深對PLC控制作用的理解，加深理解控制功能是如何實現(xiàn)的。 了解設(shè)備控制中的工藝及安全技術(shù)知識，提高對生產(chǎn)設(shè)備的操作能力，培養(yǎng)安全生產(chǎn)的意識。 了解設(shè)備調(diào)試時應(yīng)注意的基本問題，掌握調(diào)試的基本方法與技巧，培養(yǎng)調(diào)試設(shè)備的能力。 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)；培養(yǎng)分析問題解決問題的能力。 2 2活動內(nèi)容活動內(nèi)容 創(chuàng)建一個項目，在該項目下編寫（錄入）控制程序，實現(xiàn)對分揀單元的控制，工作方式為：自動連續(xù)運行。 將所編程序下載到CPU中，進(jìn)行實際運行調(diào)試，經(jīng)過調(diào)試修改的過程，最終完善控制程序，實現(xiàn)控制功能。 3 3方法與建議方法與建議 在下載、運行程序前，必須認(rèn)真檢查程序。在檢查程序時，重點檢查：各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間是否會發(fā)生沖突，同一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)在不同的階段所作的相同的動作是否區(qū)分開了。 如果幾個程序段實現(xiàn)的都是同一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的同一個動作，只是實現(xiàn)的條件不同，則應(yīng)該將這幾個程序段按照或邏輯關(guān)系合并。 出于安全的角度考慮，同時也是為了培養(yǎng)學(xué)生的良好習(xí)慣，請在運行程序前認(rèn)真、全