第10章 分揀單元的結(jié)構(gòu)與控制

第10章分揀單元的結(jié)構(gòu)10.1分揀單元的結(jié)構(gòu)10.1.1分揀單元的基本功能,分揀單元可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)射式光電傳感器和反射式光電傳感器等組成。,1分揀模塊,該模塊通過傳送帶及導(dǎo)向裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)將工件導(dǎo)入到相應(yīng)的滑槽中。,傳送模塊,2擋料氣缸,當(dāng)滑槽中儲(chǔ)存的工件已經(jīng)滿了的時(shí)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反射式光電接近開關(guān),用于檢測(cè)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。,4CP閥組,本單元的CP閥組由3個(gè)閥組成，分別用于控制2個(gè)導(dǎo)向氣缸和1個(gè)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),氣源工作壓力最小6bar，最大8bar,I/O接口開關(guān)量：6個(gè)輸入/4個(gè)輸出。輸入用于傳感器信號(hào)的傳輸，輸出用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)的傳輸。,10.1.4學(xué)生活動(dòng)：觀察了解分揀單元的氣動(dòng)控制回路,1活動(dòng)目的,觀察了解分揀單元的氣動(dòng)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(dòng)技術(shù)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力；,通過自主操作，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)思考能力和動(dòng)手能力。,2活動(dòng)內(nèi)容,由學(xué)生自主操作控制各個(gè)方向控制閥的手動(dòng)信號(hào)，控制相應(yīng)的氣缸動(dòng)作，觀察各氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作特征，分析判斷與各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的方向控制閥的類型；,觀察氣動(dòng)控制回路的組成情況，推斷畫出分揀單元的氣動(dòng)控制回路圖。,3方法建議,分別用手控信號(hào)控制各方向控制閥，觀察相應(yīng)的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，找出閥及閥的控制信號(hào)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作之間的關(guān)系。,在觀察各個(gè)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作特征時(shí)，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(hào)時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)；在手控信號(hào)一直維持到使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作完成后去掉該信號(hào)的情況下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)。,10.1.5學(xué)生活動(dòng)：觀察了解分揀單元PLC的I/O接口情況,1活動(dòng)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活動(dòng)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成（氣缸、控制閥），通過手動(dòng)方式操作控制閥分別控制各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，觀察分析控制信號(hào)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作之間的關(guān)系。,查明各電控閥的電控信號(hào)所對(duì)應(yīng)的PLC接口地址（輸出地址）。,認(rèn)識(shí)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(hào)名、安裝位置、作用及其對(duì)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(qǐng)將數(shù)據(jù)保存好，在以后編寫控制程序時(shí)要使用這些數(shù)據(jù)。,3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(duì)應(yīng)的輸入/輸出設(shè)備的符號(hào)及名稱；輸入/輸出設(shè)備的用途；各地址的信號(hào)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注意事項(xiàng),在氣動(dòng)執(zhí)行元件接通起源的情況下，禁止用手直接扳動(dòng)氣動(dòng)元件。,在PLC處于RUN模式或RUN-P模式、并運(yùn)行用戶程序時(shí)，禁止用手動(dòng)方式操作電控閥。,在觀察結(jié)構(gòu)時(shí)，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(shí)請(qǐng)教指導(dǎo)教師。,10.2分揀單元的PLC控制及編程10.2.1分揀單元的手動(dòng)單循環(huán)控制,分揀單元在作為獨(dú)立設(shè)備被控制時(shí)，需要有工件及其信息的來源；在作為MPS整個(gè)系統(tǒng)的一部分時(shí)，其來源是上一個(gè)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),在手動(dòng)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(dòng)按鈕后，設(shè)備便被啟動(dòng)，首先是傳送帶啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)工件從左端被放到傳送帶上時(shí)，導(dǎo)向氣缸1推出，使工件從第一個(gè)滑槽中分流出去；當(dāng)?shù)诙€(gè)工件被放上時(shí)，導(dǎo)向氣缸1不動(dòng)，導(dǎo)向氣缸2推出，使工件從第二個(gè)滑槽中分流出去；當(dāng)?shù)谌齻€(gè)工件被放上時(shí)，導(dǎo)向氣缸1和導(dǎo)向氣缸2都不動(dòng)，則工件被固定導(dǎo)向塊導(dǎo)入到第三個(gè)滑槽中。至此，一個(gè)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(dòng)按鈕應(yīng)該對(duì)其沒有影響；上述工作過程不受停止按鈕的控制。,在實(shí)現(xiàn)上述控制任務(wù)中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：,在啟動(dòng)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(dòng)。,在啟動(dòng)后，全部工作完成前，不再受啟動(dòng)按鈕的控制。,在該控制模式下，無需使用停止按鈕。,2生產(chǎn)工藝流程,操作手單元的初始狀態(tài)可設(shè)計(jì)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(dòng)條件且是否為手動(dòng)模式？,是否按下了啟動(dòng)按鈕？,啟動(dòng)傳送帶,是否有工件放在傳送帶上？,第一個(gè)工件嗎？,N,導(dǎo)向氣缸1推出,第二個(gè)工件嗎？,N，是第三個(gè),導(dǎo)向氣缸2推出,是否已滑入槽中？,導(dǎo)向氣缸1退回,是否已滑入槽中？,導(dǎo)向氣缸2退回,Y,是否已滑入槽中？,結(jié)束,3程序流程,請(qǐng)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。,4LAD程序,請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己編寫的程序流程圖編寫LAD程序。,1活動(dòng)目的,進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握STEP7V5.1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(yǔ)言的常用指令及梯形邏輯語(yǔ)言的基本編程方法與技巧。,10.2.2學(xué)生活動(dòng)：上機(jī)調(diào)試分揀單元的手動(dòng)控制程序,進(jìn)一步加深對(duì)PLC控制作用的理解，加深理解控制功能是如何實(shí)現(xiàn)的。,了解設(shè)備調(diào)試時(shí)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(shí)。,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活動(dòng)內(nèi)容,創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，在該項(xiàng)目下，錄入所編寫的分揀單元的手動(dòng)單循環(huán)控制程序。,對(duì)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(shí)際的運(yùn)行調(diào)試。最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制功能。,3方法與建議,分揀工作單元的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，在空間上不會(huì)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(shí)將重點(diǎn)放在對(duì)能否實(shí)現(xiàn)功能的檢查上。,在調(diào)試程序時(shí)，使用程序編輯器中的【Monitor】工具對(duì)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控制任務(wù),在自動(dòng)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(dòng)按鈕后，設(shè)備便被啟動(dòng)，首先是傳送帶啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)工件從左端被放到傳送帶上時(shí)，導(dǎo)向氣缸1推出，使工件從第一個(gè)滑槽中分流出去；當(dāng)?shù)诙€(gè)工件被放上時(shí)，導(dǎo)向氣缸1不動(dòng)，導(dǎo)向氣缸2推出，使工件從第二個(gè)滑槽中分流出去；當(dāng)?shù)谌齻€(gè)工件被放上時(shí)，導(dǎo)向氣缸1和導(dǎo)向氣缸2都不動(dòng)，則工件被固定導(dǎo)向塊導(dǎo)入到第三個(gè)滑槽中。至此，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。當(dāng)繼續(xù)向傳送帶上放置工件時(shí)，則按照上述過程重新的循環(huán)，直至按下了停止按鈕。,10.2.3分揀單元的自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行控制,當(dāng)按下了停止按鈕時(shí)，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(yùn)行；如果在按下停止按鈕時(shí)傳送帶沒有工件，則直接停止運(yùn)行。停止后，設(shè)備應(yīng)回到初始狀態(tài)。,2生產(chǎn)工藝流程,操作手單元的初始狀態(tài)可設(shè)計(jì)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(dòng)條件且是否為自動(dòng)模式？,是否按下了啟動(dòng)按鈕？,啟動(dòng)傳送帶,是否有工件放在傳送帶上？,是否按了停止按鈕？,Y,是否按了停止按鈕？,N,N,第一個(gè)工件嗎？,N,導(dǎo)向氣缸1推出,第二個(gè)工件嗎？,N，是第三個(gè),導(dǎo)向氣缸2推出,是否已滑入槽中？,導(dǎo)向氣缸1退回,是否已滑入槽中？,導(dǎo)向氣缸2退回,Y,是否已滑入槽中？,第一個(gè)工件嗎？,N,導(dǎo)向氣缸1推出,第二個(gè)工件嗎？,N，是第三個(gè),導(dǎo)向氣缸2推出,是否已滑入槽中？,導(dǎo)向氣缸1退回,是否已滑入槽中？,導(dǎo)向氣缸2退回,Y,是否已滑入槽中？,結(jié)束,3程序流程,請(qǐng)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。,4LAD程序,請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己編寫的程序流程圖編寫LAD程序。,1活動(dòng)目的,進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握STEP7V5.1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(yǔ)言的常用指令及梯形邏輯語(yǔ)言的基本編程方法與技巧。,10.2.4學(xué)生活動(dòng)：上機(jī)調(diào)試分揀單元的自動(dòng)控制程序,進(jìn)一步加深對(duì)PLC控制作用的理解，加深理解控制功能是如何實(shí)現(xiàn)的。,了解設(shè)備控制中的工藝及安全技術(shù)知識(shí)，提高對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的操作能力，培養(yǎng)安全生產(chǎn)的意識(shí)。,了解設(shè)備調(diào)試時(shí)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活動(dòng)內(nèi)容,創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，在該項(xiàng)目下編寫（錄入）控制程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)分揀單元的控制，工作方式為：自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行。,將所編程序下載到CPU中，進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行調(diào)試，經(jīng)過調(diào)試修改的過程，最終完善控制程序，實(shí)現(xiàn)控制功能。,3方法與建議,在下載、運(yùn)行程序前，必須認(rèn)真檢查程序。在檢查程序時(shí)，重點(diǎn)檢查：各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間是否會(huì)發(fā)生沖突，同一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在不同的階段所作的相同的動(dòng)作是否區(qū)分開了。,如果幾個(gè)程序段實(shí)現(xiàn)的都是同一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的同一個(gè)動(dòng)作，只是實(shí)現(xiàn)的條件不同，則應(yīng)該將這幾個(gè)程序段按照或邏輯關(guān)系合并。,出于安全的角度考慮，同時(shí)也是為了培養(yǎng)學(xué)生的良好習(xí)慣，請(qǐng)?jiān)谶\(yùn)行程序前認(rèn)真、全面地檢查所錄入的程序，在確信查不出錯(cuò)誤