PLC在物料自動分揀系統中的技術應用

許波 河南工業和信息化職業學院

PLC在物料自動分揀系統中的技術應用

許波 河南工業和信息化職業學院

PLC稱為可編程邏輯控制器，是綜合了微型計算機技術、以微處理器為核心的廣泛應用于工業自動化控制領域的裝置技術，不僅靈活耐用、實用性好，還可以擴展容量，實現復雜生產過程的自動化控制。本文立足于研究基于PLC控制的物料自動分揀系統設計，分別從物料自動分揀系統概述、關鍵技術分析及系統設計的實現三個方面加以論述，以期對PLC控制系統轉型升級提供一定的指導意義。

PLC 物料自動分揀 技術應用

1 物料自動分揀系統概述

物料自動分揀系統要求有一條精密、完整、流暢的自動分揀線，而構成這個分揀線系統的單元則分別由供料站、檢測站、搬運站、分揀站和不合格品回收站5個工作站構成，這5個模塊既是一個技術和設備高度綜合的機電系統，又是一個獨立運行的模塊。分揀系統中的位置控制和傳感技術更是工業控制行業的關鍵性技術。本文研究的對象選取了工業編程上較為簡單的三菱PLC兩臺，相互之間通過RS485的串行方式實現聯動控制。

物料分揀系統的基本功能是在系統運行時，把儲料缸推送到輸送機皮帶上，通過由變頻器組成的檢測區域時依次對物料的位置、材質、顏色進行辨別，遇到不合格產品時會啟動不合格產品處理驅動，把不合格工件推進指定的回收箱內；遇到合格的產品會直接被傳送到末梢，再按照檢測結果分別進行自動分揀搬運至對應的加工處理箱內。整個過程全部采用自動模式，生產過程中沒有接到操作者的停止命令時，系統將繼續運行。

2 物料自動分揀系統關鍵技術分析

首先，PLC的編程作用。PLC目前產品掃描速度可達0．1us/步，用戶程序的存儲量能夠達到幾十兆字節，逐步向更高速、更大容量的方向發展。PLC之間，與其他設備之間的聯網和通信能力較強，已成為目前控制系統發展的主流；I/O（輸入/輸出）模塊趨向于智能化發展；對故障檢測和調試能力得到提高；PLC編程語言更為簡單化和多樣化。

其次，變頻技術的應用。變頻技術是一種交流調速技術，能夠控制和掌握系統的運行速度，近年來隨著電力電子等技術發展起來，目前已廣泛應用于工業自動化生產領域中。變頻技術解決了傳統調速系統無法解決的問題，不僅能夠有效精準控制頻率的調節范圍，還能夠靈活調速、低功耗，可以說是變頻器各種支撐技術的進步。

再次，觸摸屏技術的應用。觸摸屏又稱為人機交互界面，在日常使用的手機、電腦、銀行系統等均采用了觸摸屏技術。它具備了顯示、監視、報警、輸入、控制等多種功能，響應速度快，執行力強，界面人性化且友好，是目前使用最為廣泛的一種與PLC進行人機交互的設備。

最后，執行模塊的應用。基于PLC的物料自動分揀系統主要由安裝在鋁合金導軌式臺面上的供料站、檢測站、回收站、搬運站和分揀站5個工作站和翻轉機械手組成，各個工作站中又包含了可編程序控制器、變頻器、穩壓電源等，不同的程序在不同的系統模塊中等待著程序指令。

3 基于PLC控制的物料自動分揀系統設計

物料自動分揀系統采用氣動技術，滿足了工業系統清潔、節能、高效的生產需求；同時，系統擁有分立式單元，拆卸方便、安裝靈活；選用三菱小型PLC，價格便宜，程序控制簡單，性價比高；觸摸屏和物理按鈕結合使用，使界面更加人性化。這些優點主要是因為采用了PLC進行編程，其關鍵技術在其中起到了非常重要的作用。之前我們介紹了自動分揀線控制平臺上的5個工作站，每個工作站根據系統指令進行工作，依靠的是對自動分揀系統的設計和程序實現。

通過PLC與變頻器的通信可以實現輸送皮帶運行頻率的實施調整與檢測，為企業技術人員提供實時數據，信息交換用16進制的ASCII碼進行；三菱FX2N系列PLC和三菱FR-700變頻器通過通信程序實現變頻器頻率讀寫，并在人機界面（HMI）上做到實時調整皮帶運行頻率，控制精度；對三菱變頻器部分指令代碼要提前寫入變頻器，以實現PLC與變頻器設備的通信；在設備初始化和指示燈控制程序，以及變頻器參數設置和PLCI/O分配上要設置參數，之后再做普通運行參數的設定，所有參數設置正確后，重啟變頻器即可生效。

在PLC程序設計上面，整體的思路是要實現PLC與變頻器之間的良好通訊，實現PLC讀取變頻器實時頻率和可即時更改頻率的功能。同時，通過與觸摸屏的連接，能夠實現工件的統計和在屏上更改變頻器頻率的總體功能。總之，基于PLC的物料自動分揀系統的整體設計得到了良好的應用，各項性能指標均達到總體設計方案的要求，希望對類似系統的研究提供有效的參考價值。

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