傳感器三級項目

1、圓柱物料分揀系統(tǒng)圓柱物料分揀系統(tǒng)Cylindrical material sorting system匯報人： 李 響 夏中巖 張軒赫導 師： 邊 輝物料分揀系統(tǒng)物料分揀系統(tǒng)簡介簡介主要傳感器介紹主要傳感器介紹控制系統(tǒng)設計控制系統(tǒng)設計收獲與感想收獲與感想目錄CONTENTS物料分揀系統(tǒng)簡介物料分揀系統(tǒng)簡介簡述物料分揀系統(tǒng)是生產生活中常見的工程系統(tǒng)之一，在實驗室中對其進行簡易的模擬，并通過對各項物理量的測量了解傳感器的工作方式?；驹?在物料分揀系統(tǒng)中，物料的材質、形狀、顏色、數(shù)量、電機的起停、速度等，均由傳感器控制。原始系統(tǒng)中采用漫反射接近開關對電機的起停進行控制；對射型紅外傳感器對物料進行

2、計數(shù)與啟動分揀程序；色標傳感器區(qū)分物料顏色以便于分揀；使用電渦流傳感器區(qū)分物料材質與高度。系統(tǒng)由s7-300型PLC控制，各傳感器采集到的物理量轉換為電信號反饋到PLC控制系統(tǒng)中，以實現(xiàn)物料分揀的目的。研究背景與意義研究背景與意義 物料分揀控制系統(tǒng)在先進制造領域中扮演著極其重要的角色。是工業(yè)控制及現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，實現(xiàn)物料同時進行多口多層連續(xù)的分揀。在社會各行業(yè)如：物流配送中心、郵局、倉庫等行業(yè)得到廣泛應用。主要傳感器介紹主要傳感器介紹電機起停控制傳感器物料計數(shù)用傳感器定位及速度控制傳感器物料分類用傳感器一、電機起?？刂苽鞲衅?在對電機起停控制中，采用接近開關來給予控制系統(tǒng)起停信號。

3、接近開關是一種無需與運動部件進行機械直接接觸而可以操作的位置開關，當物體接近開關的感應面到動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關動作，從而驅動直流電器或給計算機裝置提供控制指令。漫反射光電接近開關 漫反射型光電開關是當開關發(fā)射光束時，目標產生漫反射，發(fā)射器和接收器構成單個的標準部件，當有足夠的組合光返回接收器時，開關狀態(tài)發(fā)生變化，作用距離的典型值一直到3米。其他常用接近開關電感式光電開關電容式光電開關霍爾式光電開關金屬目標接近這一磁場，其內產生渦流，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開關信號，觸發(fā)驅動控制器件。磁性物件移近霍爾開關時，開關檢

4、測面上的霍爾元件因產生霍爾效應而使開關內部電路狀態(tài)發(fā)生變化，進而控制開關的通斷。物體移向接近開關時，使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，改變電容值，使得檢測電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關的通斷。傳感器應用比較漫反射漫反射電容式電容式霍爾式霍爾式電感式電感式 適用于各種工作條件，其有效的工作距離取決于作用物體的表面性質。 能改變其極板間介電常數(shù)的物體均能觸發(fā)該傳感器。檢測距離與接近物體的介電常數(shù)相關。 只能檢測磁性物體的接近。但其內部采用環(huán)氧樹脂封灌成一體化，可在各類惡劣環(huán)境下工作。 只能檢測到金屬物體的接近。但成本相對較低。其他其他接近開關的選用應當結合生產工況，選擇最準確，最經濟的安裝方案。

5、二、物料計數(shù)用傳感器 在物料分揀系統(tǒng)中，對物料的計數(shù)是其中重要的一環(huán)。對物料統(tǒng)一計數(shù)，由傳感器采集信號送入PLC系統(tǒng)后實現(xiàn)。系統(tǒng)物料的計數(shù)與分揀程序觸發(fā)使用E3F-5DP1對射型紅外光電傳感器。對射型光電傳感器系統(tǒng)使用的E3F-5DP1對射型紅外光電開關是一種脈沖式的光電開關，其由投光器和受光器組成，結構上互相分離，分別敷設電纜；作用為辨別不透明的物體，并產生脈沖信號送入PLC控制系統(tǒng)；作用的有效距離大，而且光束僅需跨越一次感應距離；抗干擾能力強，在野外或者有灰塵的環(huán)境中依然能夠可靠地使用；但由于兩個單元都必須敷設電纜，所以設備的消耗比較高。三、定位及速度控制傳感器 在物料分揀系統(tǒng)中，傳送帶的

6、速度極其重要，它影響系統(tǒng)的工作效率與各項基礎數(shù)據(jù)的確定。物料隨著傳送帶運動，到達分揀位置后被推下。在這過程中，物料的性質不同，傳送帶分別以不同的速度運動。分揀位置的確定則需要傳感器對其進行定位。在此系統(tǒng)中，使用增量編碼器HN-3806-AB-N計數(shù)轉動脈沖，來確定物料的相對位置；使用固態(tài)繼電器控制速度，對不同工作條件調整傳送帶帶速度。增量編碼器工作原理固態(tài)繼電器 系統(tǒng)使用的固態(tài)繼電器是KS1-10DD，由光控晶閘管和發(fā)光二極管組合構成。其主要傳感器部分為光控晶閘管。在物料分揀系統(tǒng)中，選用固態(tài)繼電器控制電機起停，由接近開關提供控制信號。固態(tài)繼電器是具有隔離功能的無觸點電子開關，在開關過程中無機械

7、接觸部件。具有輸入功率小，靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好，噪聲低和工作頻率高等特點。四、物料分類傳感器物料分揀系統(tǒng)中的重要的識別功能需要由傳感器來完成，通過讀物料的識別，來判斷其應該分揀到何處，這也是物料分揀系統(tǒng)的核心功能。在搭建的物料分揀系統(tǒng)試驗臺中，采用色標傳感器來區(qū)分深色與淺色物料，線位移傳感器（電渦流傳感器）用來區(qū)分金屬與非金屬物料以及區(qū)分金屬物料高度，磁簧管判斷氣缸狀態(tài)。色標傳感器 系統(tǒng)中所使用的BZJ-411色標傳感器采用的是光發(fā)射接收原理，發(fā)射調制光，接受被測物體的發(fā)射光，并根據(jù)其信號的強弱來區(qū)分不同的顏色，識別物料是否在此處推下。該系列傳感器綜合了光學技術，半導體電子技術，

8、調制解調技術具有靈敏性高，響應速度快，抗背景光干擾能力強，結構緊湊，使用方便等特點。電渦流式傳感器 系 統(tǒng) 選 用 的 是 J C W -18SR線位移傳感器工作原理是金屬在通有交流電的線圈附近形成電渦流，從而反作用于線圈，使線圈感量、阻抗和品質因數(shù)發(fā)生變化，在電路中表現(xiàn)為電壓或電流的變化，作為信號送入控制系統(tǒng)中，以實現(xiàn)測量被測量的目的。磁簧管 磁簧管通常由兩個軟磁性材料做成的、無磁時斷開的兩個金屬簧片觸點。該簧片觸點被封在充有惰性氣體或真空的玻璃管中，玻璃管內平行封裝的簧片端重疊，并留有一定間隙或相互接觸以構成常開或常閉觸點。其相對于機械開關結構簡單，體積小，速度高，工作壽命長；與電子開關相

9、比，具有抗負載沖擊能力強等優(yōu)點。工作可靠性很高?？刂葡到y(tǒng)設計控制系統(tǒng)設計 在三級項目的實施過程中，分揀系統(tǒng)的工作由s7-300PLC控制，各輸入端口接受來自傳感器的信息，經過系統(tǒng)處理后輸出信號，來控制氣缸和電機的工作。控制系統(tǒng)設計過程分為兩個部分，硬件連接和程序編譯。硬件系統(tǒng)設計表3-1-1 硬件I/O分配表硬件I/O接口接口色標傳感器I1.1增量編碼器I1.2光電對射開關I0.0漫反射光電開關I0.1干簧管11I0.3干簧管22I0.2干簧管33I0.5干簧管44I0.4干簧管55I0.7干簧管66I0.6線位移傳感器PIW752氣缸Q0.0氣缸Q0.1氣缸Q0.2繼電器Q0.3調速PQB

10、2程序編譯程序段6：線位移識別檢測鐵塊，高塊3缸推，低缸2缸推 程序段7：定時推下 程序段9 氣缸2動作并調成低速傳感器在其他領域的傳感器在其他領域的應用前景應用前景 隨著科技的日益進步，各式各樣的新型傳感器也越來越多，除了基礎的機械類傳感器，生物、化學等傳感器也漸漸出現(xiàn)在生產生活實際中。其未來無可限量。傳感器在科技發(fā)展中的重要性先進傳感器的發(fā)展趨勢 先進傳感器有兩層含義，其一指近年來研制成功的新型傳感器。其二是指利用先進的科學技術研制開發(fā)出來的。在先進傳感器研制過程中，基礎是發(fā)現(xiàn)新的物理、化學、生物效應作為傳感器基本原則，并開發(fā)出能夠承載其功能的新型材料。譬如應用了超導量子力學的隧道效應的約瑟夫遜效應傳感器和各種的氣體傳感器、有機傳感器等。約瑟夫遜效應原理圖收獲與感想收獲與感想反思與收獲反思與收獲 我們在這一課程中，深入的了解了各個物理量的測量方法與各種傳感器的應用條件和工作方式。且此次討論課是與三級項目相結合來完成的，強化了對三級項目任務的理解。在討論課過程中，對整個物料分揀系統(tǒng)的工作方式進行了剖析，分析所使用傳