基于PLC的部件分揀控制設計

陳振偉 陳玉寶 劉淑芳

【摘要】本設計是用三菱PLC來實現(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，以實現(xiàn)對部件分揀的控制。控制過程中采用了分支控制設計法，控制程序包括有狀態(tài)轉移圖、梯形圖。該控制系統(tǒng)的特點是控制簡單、成本較低，能夠生動、形象的演示部件分揀的運行情況，方便掌握三菱PLC的應用，增加學習PLC的興趣。

【關鍵詞】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，PLC作為目前國內市場的主流控制器，在技術、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是大勢所趨。下面介紹部件分揀用PLC進行控制的設計。

2.PLC控制系統(tǒng)

2.1 PLC概述

PLC是專為工業(yè)自動化控制設計的，其控制功能的強大是無法比擬的，可以做到外部接線簡化、內部工作的抗干擾能力強，高可靠，穩(wěn)定性高，另外PLC易學、易懂且性價比高。在工業(yè)控制方面PLC得到了廣泛的應用。

2.2 PLC模擬控制系統(tǒng)要求

在生產過程中，經常要對流水線上的產品進行分撿，圖中是用于分撿小球大球的機械裝置。工作順序是向下，抓住球，向上，向右運行，向下，釋放，向上和向左運行至左上點（原點），抓住球和釋放球的時間均為1秒。

3.PLC模擬控制系統(tǒng)硬件設計

3.1 PLC的選型

3.1.1 PLC的類型

PLC按結構分為整體型和模塊型兩類，該控制系統(tǒng)采用三菱公司生產的一款性價比較高的產品——Fx2n-48MT，它屬于小型整體式PLC，有24個輸入點和24個輸出點，能夠滿足控制系統(tǒng)設計的需要。

3.1.2 輸入、輸出模塊的選擇

輸入、輸出模塊的選擇應充分考慮與應用要求的統(tǒng)一。

輸入模塊：選擇行程開關SQ五個，啟動開關一個，按鈕兩個。

輸出模塊：選擇電磁吸盤，指示燈，小型電動機。

3.1.3 經濟性的考慮

選擇PLC型號時，應考慮性價比。I/O點數對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用。在估算和選用時應充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。

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SQ1 左限位開關 X1 機械臂 下降 Y0

行程開關SQ2 下限位開關 X2 機械臂 上升 Y2

行程開關SQ3 上限位開關 X3 機械臂 右移 Y3

行程開關SQ4 判斷小球的限位開關 X4 機械臂 左移 Y4

行程開關SQ5 判斷大球的限位開關 X5 機械臂 停留原點指示燈 Y5

開關PS0 程序運行開關 X0 電磁吸盤 吸住鐵球 Y1

按鈕SB1 將機械臂手動上移 X6

按鈕SB2 將機械臂手動左移 X7

3.3 PLC電源的選擇

PLC的供電電源設計選用交流220V（180-250V）電源，與國內電網電壓一致。

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最好單獨接地，與其它相關設備分別使用各自的接地裝置，PLC的接地線應盡量短，這樣接地點盡量靠近PLC。同時，接地線的截面應大于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)程序設計

4.1 任務分析

把左左上、釋放狀態(tài)為原點，機械臂下降（當碰鐵壓著的是大球時，限位開SQ2斷開，而壓著的是小球時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 程序設計（部分）

根據選擇性分支控制程序的設計步驟和規(guī)則，繪制狀態(tài)轉移圖（如圖2所示）。

5.PLC系統(tǒng)調試

系統(tǒng)調試首先在正式調試前全面應檢查整個PLC控制系統(tǒng)，包括供電電源、接地線、I/O連線、設備連接線等。然后裝載程序于PLC中，運行PLC程序進行調試。隨時發(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

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

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

作者簡介：

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