基于Q系列PLC的大小球分揀設計

陳若辰 曹弋

為了實現物料分揀的流水線作業，以三菱Q系列PLC伺服為硬件設計了一種大小球自動分揀系統，通過伺服放大器控制三臺電機的正反轉，實現抓取、移動等分揀的基礎功能。

三菱PLC;大小球分揀;伺服

引言

可編程邏輯控制器，即PLC，是一款專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。經過近幾年的飛速發展，可編程邏輯控制技術在機械制造、冶金煉鐵等方面得到了廣泛的運用。

基于可編程邏輯控制技術，本文設計了一種運用于工業物料分揀的自動化控制系統，采用三菱Q系列兩軸伺服作為基本結構，實現了不同物料分揀和歸類的自動化流程，具有操作簡便、界面友好、分揀效率高等優點。

1、總體設計

系統設計主要分為PLC軟件設計和硬件設計兩部分。上位機程序燒寫入PLC以后，由CPU和QD75模塊控制三臺伺服放大器，其中兩臺連接兩軸伺服實現一定空間內的二維移動，另一臺控制傳送帶以一定速度傳送物料至分揀區，兩軸伺服上的直流電機完成上升下降、抓取等動作，由此流程實現對生產和分揀環節的完整控制。

2、控制要求及硬件設計

2.1 控制要求

系統控制要求如下：

1）上電后，兩軸伺服自動進行原點回歸，停在原點，即左限位、上限位位置處等待物料。

2）啟動按鈕控制傳送軸的運動和兩軸伺服的運轉，停止按鈕控制伺服電機的停止和復位，按下后，系統需恢復至原點。

3）啟動后，傳送帶開始傳送，兩軸伺服上的直流電機動作順序為：電機下行→抓球→電機上行至上限→右行至右限→電機下行→放球→電機上行至上限→左行至原點。

2.2 系統電氣設計

通過伺服放大器MR-J4-10A分別控制伺服電動機的正反轉，從而實現抓手定位的移動。通過上限位KM3和下限位KM4控制直流電機上升和下降的限制高度，從而實現機械抓手的上升和下降。

3、軟件程序設計

按照控制要求，系統在判斷抓住的球大小后應有一個分支點產生，且為選擇性分支。若吸住的是大球，將把球運輸至左側采集箱內;若吸住的是小球，則把球放到右側采集箱內。將兩采集箱的位置設為限位點，兩軸伺服抵達限位點后，系統程序分支匯合，再進行后續動作。

4、結束語

本文設計的大小球自動分揀系統利用了PLC可編程邏輯控制技術，實現了硬件和軟件的設計。通過硬件接線和軟件控制的相關配合，最終實現了流水線上大小球判別分揀的系統流程，具有具備智能化程度高、安全可靠、靈活方便等優點。

參考文獻

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作者：陳若辰（1998.09-），女，江蘇南京人，單位：南京師范大學南瑞電氣與自動化工程學院，學歷：2017級本科生，研究方向：電氣自動化電力系統方向;

通訊作者：曹弋：南京師范大學副教授、碩導，南京航天航空大學計算機系工學碩士，研究方向：控制理論、計算機控制