基于PLC與MCGS的YL—335B分揀單元的創新設計

摘 要 分揀單元是YL-335B的最后一道工序，分揀的效果如何直接影響到整條生產線的運行質量。本文提出了一種針對分揀單元的分揀方法并進行探究，根據設計要求完成了梯形圖和觸摸屏的設計，為學習愛好者拓展了思路。

【關鍵詞】335B 分揀單元 MCGS

1 引言

YL-335B是全國職業院校技能大賽“自動生產線安裝與調試”賽項指定比賽設備。此賽項深受職業院校老師和學生的喜愛，參與度很高，是師生提升自己的有效通道之一。分揀單元作為整條生產線的最終環節，分揀的正確率以及效果如何直接影響到最終的成績，這就使得分揀方式的練習與模擬環節成為備賽過程中的重中之重。本文提出了一種新的分揀方式，并通過PLC、觸摸屏等實現其功能，保證其穩定連續的運行。

2 設計要求

具體設計要求如下：

（1）分揀單元有三個分揀料槽，每個槽收集一定重量的成品物料；

（2）通過觸摸屏對1、2、3號槽要收集的總重量進行設定，設定值同時也是上限值；

（3）假定金屬殼為30克、黑色殼為25克、白色殼為20克、金屬芯為15克、黑色芯為10克、白色芯為5克；

（4）按下啟動按鈕后，若入料口的光電傳感器有信號，則延時2秒啟動變頻器（皮帶速度可以通過模擬量來控制）；

（5）成品物料通過分揀單元的檢測區后，首先被送入1號槽。要保證物料進入1號槽后不能超過其設定的上限值，否則就要進入下一號槽，以此類推；

（6）當3個槽都達到上限時，物料直接從皮帶上滑落。

3 系統設計

3.1 硬件設計及I/O配置

分揀系統由S7-200-226PLC、S7-200-224PLC、觸摸屏和變頻器各一臺為主要控制，其中兩臺PLC之間由485總線連接進行通信，226PLC通過PPI通信線負責連接觸摸屏，224PLC負責連接變頻器和分揀站的輸入輸出。

分揀單元主要輸入有3個傳感器：光電、光纖、金屬傳感器各一個，光纖和金屬傳感器在豎直方向垂直于皮帶安裝。其中，入料口的光電傳感器負責檢測有無物料，光纖傳感器負責檢測物料的顏色，金屬傳感器負責檢測物料的材質。另外，變頻器3、4、5、8端口分別連接224PLC的V、M、Q0.0和1L端。其I/O配置如表1所示。

3.2 軟件的設計

軟件設計分為：通信設計、變頻器參數設定、梯形圖設計和觸摸屏組態設計四部分，各部分相互聯系緊密，缺一不可。

3.2.1 通信的設計

連接觸摸屏的S7-200-226為主站，另一個為從站，兩臺PLC的讀寫網絡地址分別為VB0-VB15和VB30-VB45。

3.2.2 變頻器參數的設定

根據設計要求設定命令源由外部端子輸入P700=2，皮帶速度由模擬量控制P1000=2，上坡下坡時間都為1秒P1120=1、P1121=1，頻率在0-50HZ之間變化P1080=0、P1082=50等，P304-P308根據電機參數進行對應設置。

3.2.3 梯形圖設計

本文采用順控指令編程的方法，按下啟動按鈕I1.2，物料檢測收到信號進入S0.0順控段。此順控段功能是啟動變頻器帶動皮帶轉動，把物料送往檢驗區進行檢測并按設計要求計算重量：按照從1到3的順序與各槽剩余克數進行比較，凡是檢測克數小于該槽剩余克數的則物料被推進該槽，推完后返回S0.0順控段，等待下一個物料的檢測；若三個槽都不符合則直接滑落后返回S0.0順控段。跳轉條件的梯形圖如圖1所示，每一個物料經過計算的重量傳給VD70，VD80、VD90和VD100分別為1-3槽剩余的重量，S0.1-S0.3的作用是1-3號槽的推料功能，S0.4的作用是滑動掉落功能。

3.2.4 觸摸屏的設計

選取讀寫屬性的通道VD0、VD5、VD10作為1-3號槽剩余克數的顯示，用輸出框實現其功能；VD30、VD35、VD40作為1-3號槽設定的克數，用輸入框顯示。組態效果圖如圖2所示。任務開始前手動輸入各槽的設定值，同時各自傳給VD0、VD5、VD10，使之能正常顯示。在按下啟動按鈕后，此傳送功能能流被切斷。之后依靠VD80、VD90和VD100來傳對應的數值。

4 結語

只用光纖和金屬傳感器各一個，就能實現既對料芯又對料殼的檢測，成本得到了節約。以往分揀單元的分揀方式大多都是按顏色和材質直接分揀，本文提出了一種新的按重量的分揀理念，增加了設計的靈活性，引入了必要的運算指令、通信指令等，在提升了師生興趣的同時也鍛煉了思維的嚴謹性和多樣性。

參考文獻

[1]呂景泉.自動化生產線安裝與調試[M].北京：中國鐵道出版社，2008.

[2]北京昆侖通態，MCGS用戶指南[Z].北京：北京昆侖通態自動化軟件科技有限公司，2005.

[3]宋云艷.自動生產線安裝與調試[M].北京：電子工業出版社，2012.

作者簡介

王治學（1983-），男，天津市人。碩士研究生。現為天津冶金職業技術學院講師。

作者單位

天津冶金職業技術學院 天津市 300400