物料自動分檢裝載系統

楊世錦

(青島食品股份有限公司，山東 青島 266000）

物料自動分檢裝載系統

楊世錦

(青島食品股份有限公司，山東 青島 266000）

PLC控制是目前工業生產最先進的控制方法，PLC將原始的繼電器控制技術、計算機技術融為一體,專門為工業控制而設計,具有多功能、可靠性高、操作簡單等一系列優點,因此在工業生產的應用越來越廣泛。設計過程中以PLC為主控制器,結合分檢檢測裝置、步進電機伺服電機裝置、傳感器技術等技術對產品自動分揀。

PLC；S7-200；分揀；調試

1 緒論

1.1 自動分揀系統的背景

自動分揀系統是在物料系統中準確找到要出庫的商品所在具體位置，并按照客戶和生產所需，將從不同貨架上取出不同數量的物品配送到不同的理貨區域或生產站臺集中。

自動分揀在食品行業也都得到了廣泛的應用，隨著對高速精確的分揀系統的要求不斷地提高，這一需求最明顯地表現在食品的自動化生產。

1.2 可編程控制器PLC

可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)。PLC其實質上是一臺工業控制用的專用計算機，在現代工控行業中廣泛應用。

S7-200是小型的PLC，但它功能強大，體積小、可靠性高、是較為理想的控制設備。具有24點輸入，16點輸出，機械手動作要求按I/O分配。使用范圍極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，與自動化控制有關的工業生產、食品及機械制造等領域。

2 系統總體設計

2.1 任務分析

（1）持續、長久、批量地分揀物品。

（2）分揀誤差率要極低、可靠性要高。

（3）分揀實現無人化、操作簡單、維修方便。

其控制要求如下。

物料分揀過程：按開始按鈕，傳感器檢測到料倉有工件，把工件推出料倉由變頻器帶動的傳送帶，把工件傳送到檢測單元進行檢測分類計數，然后把數據傳送到機械手部分，等工件被傳送到指定位置停止，由氣擺缸運送到機械手抓取位置，然后根據前面傳送的數據由伺服電機和步進電機協同定位，把工件裝載到指定存儲倉位。循環工作，直到料倉內沒有工件為止。

2.2 單元構成分類

（1）控制單元：西門子S7-200控制整個系統運行，是整個系統的核心部分。

（2）傳送單元 ：西門子G110變頻器控制皮帶傳送。

（3）檢測單元 ：由光電傳感器組成，用來檢測各個工件屬性。

（4）分裝單元：由伺服電動機和步進電動機組成分機械手的定位有兩者完成。

（5）輔助單元：氣動元件及附件，傳送元件等。

3 動作流程圖（圖1）

從動作流程圖可了解此系統的工作流程。了解了此流程圖對電器維修人員進行維修有很大的幫助。

4 調試

為了及時發現錯誤和在生產中避免故障，需要進行逐步調試。

4.1 逐步調試檢測部分

檢測部分調試主要調試內容是傳感器能否正常工作，檢查各項傳感器是否完好，然后調試個部分配合，送料氣缸要與傳送裝置變頻器配合恰當，重點部分是檢測部件的分類程序，由于3個傳感器分辨三種物體，首先由電感傳感器分辨是否是金屬元件，是相應顏色燈亮，傳輸數據給裝載系統進入裝載系統，否進入光電傳感器分辨。等檢測出物體屬性，由擺缸輸送物體到裝載工作臺。

圖1

整體運行流暢達到功能要求后，就可開始后半部分調試了。

4.2 分段調試部分

倉儲部分調試主要調試部件是機械手定位，而機械手定位由伺服電機和步進電機共同控制，整個系統的主要動作由其完成。伺服電機和步進電機要分別調試，避免因程序或者其他問題引起的互擾。

4.3 整體調試

在整體調試中，要時刻注意工作臺變化，及時斷電避免發生事故，要著重注意機械手運動，在前后兩部分程序結合時要仔細檢查程序有無沖突部分，注意觀察物料分揀結果，程序應開啟監控，注意管擦個繼電器是否能正常工作，各運動部件是否存在運動沖突，整個物料分檢裝載系統運動流程運行，工件能正確分類裝載到相應位置，整個動作過程中，機械手的動作要保持連貫，防碰撞。

4.4 調試中出現的錯誤要及時解決

（1）要仔細、正確設置變頻器參數。

（2）程序中線圈沖突，在PLC編程中各線圈只能出現一次，這個問題有可能是疏忽所致，也有可能是因分段調試結合時沒有更改導致沖突。

（3）步進電機程序不運轉，主要原因是SM0.0是常閉觸點。

（4）步進電機不運轉，首先要查看線路，其次查一查參數的設置。更重要的檢查各光電傳感器是否調整到位。

（5）整體運行時同種物體第二次運行時出現系統混亂無法準確定位，要仔細分析程序編寫是否錯誤，在步進電機回零時有沒有用脈沖消零等多種原因導致。

總之，若出現錯誤首先判斷電源、各種保險是否無誤，而最容易出錯的是各個傳感器的位置、角度不到位。其次恢復出廠設置，或者關電源等5～6分鐘再重新啟動。當然要看專業電器維修人員對設備故障的修理情況。

5 結語

復雜的工件輸送需要更加靈活的機械手來完成，本設計簡單，維護方便，有很大的實用性。在工業、農業生產中自動化程度越來越高，勞動者從繁重的體力、腦力勞動中解脫出來。自動分揀正在代替人工分揀。PLC控制分揀裝置以其成本低，效率、可靠性高，維護方便、費用低廉、誤差小、企業生產成本低被普遍應用。在大型物流中心自動化程度很高的食品行業得到廣泛的應用。

[1]陽勝峰，吳志敏.西門子PLC與變頻器、觸摸屏 綜合應用教程[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2]梁森，王侃夫，黃杭美.自動檢測與轉換技術 [M].北京：機械工業出版社，2014.

[3]馮曉，仲恕.電機與電氣控制[M].北京：機械工業出版社，2005.

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1671-0711（2017）04（下）-0106-02