基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计 (4)

沧月哀荒 分享 2020-05-04 下载文档

型号 显示尺寸 分辨率 显示色彩 亮度 背光灯 触摸屏 液晶寿命 CPU 存储器 RTC

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MT4300C

5.6TFT(113.28*84.7mm) 320*234像素 65536彩色 300cd/m*2 LED

4线 精密电阻网络 50000小时

32-bit 400MHz RISC 8M FLASH+16M SDRAM 256KB+实时时钟 DB15/串口 不支持

1个USB SLAVE接口

COM0:RS232/RS485-2/RS485-4,COM1:RS232/RS485-2/RS485-4,COM2:RS232

3.8变频器的选择

在功率较低机电控制系统中,可编程控制器(PLC)与变频器(xxxF)最为契合的通讯方法是,利用双绞线把变频器(xxxF)和可编程控制器(PLC)连接起来,采用Rs-485的串行通信的方式来实行通讯。 3.8.1 硬件准备和接线

PLC 选用 FX2N-64MR,PLC 通信件选用 FX2N-485-BD,变频器选用 FR-E540。通信电缆选用10Base-t的电缆,终端的电阻和通讯接线的分配器。变频器端接在PU接口上PLC 端接在 FX2N-485-BD 接口中。 3.8.2 可编程控制器的初始设定

可编程控制器(PLC)的初始参数的设定:其协议设定选用无协议的通讯,而数据长度一般为:7 位,停止位一般为: 1 位,传输速率一般为:9600bps,H/W 类型选用 RS-485,其以项不用更改。 3.8.3 变频器的初始设定

Pr117的变频器站号设定为:00~31,而Pr118的波特率设定与 PLC的设 定内容致采用:9600bps,Pr119的数据长度/停止位设定为:10(数据长度): ,Pr120的奇偶校验设定为:2(偶校验) 7 位/停止位:1 (位) ,Pr123的等待时间设定为:9999,Pr124的有无 CR、LF 指令设定为:1, Pr79的运行模式设定为:0 ,Pr122的通信检查时间间隔设定为:9999。 (上电时外部运行模式) 。 3.8.4 通讯用到的指令

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可编程控制器与变频器之间的通信选用 EXTR(FNC.180) EXTR 指令按照通信的功能分为 EXTR K10,EXTR K11,EXTR K12,EXTR K13 四种。

4 控制系统设计

4.1 控制系统流程图

对自动分拣系统的流程设计如下:

A将料盘上的物料推送至料仓出口物料检测位置。物料检测传感器检测是否有料,若检测有料执行步骤B;

B机械手搬运物料。机械手动作顺序如下:伸缩机械手臂伸出至前限位一一垂直机械手臂下降到下限位一一启动手指抓取物料一一垂直机械手臂上升到上限位一一伸缩机械手臂缩回到后限位一一旋转机械手臂右转到右限位一一伸缩机械手臂伸出到前限位一一垂直机械手臂下降至下限位——气动手指释放物料。执行步骤C。

C气动手指释放物料后,落料口物料检测传感器检测是否有料,同时机械手返回原点位置等待抓料。返回顺序如下:垂直机械手臂上升至上限位一一伸缩机械手臂缩回至后限位一一旋转机械手臂左转至左限位。若正在处理的物料未分拣完,即使检测到料仓出口处有料,机械手亦不动作。

若落料口检测传感器检测有料,则执行步骤D;

D气动的手指释放物料后,落料口物料的检测传感器检测是否有料,同时机械手返回原点位置等待抓料。返回顺序如下:垂直机械手臂上升至上限位一一伸缩机械手臂缩回至后限位一一旋转机械手臂左转至左限位。若正在处理的物料未分拣完,即使检测到料仓出口处有料,机械手亦不动作。

其流程图图4.1所示:

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开始PLC上电初始化N回原位模式是否有料Y机械手将物体抓到传送带NN停止左转传送带是否有料Y传送带转动上升后缩N检测是否金属检测是否白色N检测是否黑色YYY气缸1动作气缸2动作气缸3动作

如图4.1 分拣的流程图

4.2 系统输入和输出点的I/O点数分配

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根据机械手动作流程分析及I/O点数确定,应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60%。PLC的I/O点数的多少,在很大程序上反映了PLC系统的功能要求,因此可在I/O点数确定的基础上,再加20%到30%的裕量,并实现PLC内外信号的电气隔离。

可以确定电气控制系统的I/O点分配,如表4.2所示:

表4.2 机械手控制输入和输出点分配表 输入 X0 X1 X2

X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26

功能描述 急停的按钮 启动的按钮 停止的按钮 单步的按钮 回原位的按钮 传送带落料口物料检测 料仓出料口物料检测 金属工件检测 白色工件检测 黑色工件检测 旋转机械手左限位 旋转机械手右限位 伸缩机械手前限位 伸缩机械手后限位 垂直机械手上限位 垂直机械手下限位 气动手指抓放限位 A杆推料气缸前限位 A杆推料气缸后限位 B杆推料气缸前限位 B杆推料气缸后限位 C杆推料气缸前限位 C杆推料气缸后限位

输出 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26

功能描述 运送物料电机 组合警示灯(红色) 组合警示灯(绿色) 黄色指示灯 气动手指抓紧 气动手指释放 旋转机械手左转 旋转机械手右转 伸缩机械手伸出 伸缩机械手缩回 垂直机械手上升 垂直机械手下降 A杆气缸电磁阀 B杆气缸电磁阀 C杆气缸电磁阀 蜂鸣器 皮带正转 皮带反转 皮带运转

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4.3 PLC外部接线图

根据分配输入/输出信号与PLC输入/输出接口分配情况及所选定的PLC,得到PLC的外部接线图如图4.3:

图4.3 PLC外部接线图

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