搜索
《自动化生产线安装与调试》《自动化生产线安装与调试》项目二自动分拣系统设计与运行自动化生产线安装与调试•书名：自动化生产线安装与调试•书号：978-7-111-50957-8•作者：杜丽萍•出版社：机械工业出版社项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目二自动分拣系统设计与运行项目名称自动分拣系统设计与运行参考学时26学时项目导入项目来源于某日用品生产企业，要求为灌装成品进行分拣，将外包圆柱形瓶体黑白两种颜色推到传不同的料仓中，完成分拣。随着机电一体化技术的不断发展，应用到轻工业的生产线的生产效率不断提高，企业为提高灌装线的生产效率不断改进原有设备。该项目目前主要应用于装配生产线的分拣机构、灌装线的成品分包等，从而能够对各类全自动生产线的产品进行分类，完成生产线分拣机构的安装与调试、维修。项目目标通过项目的设计与实现掌握自动分拣系统的设计与实现方法，了解自动分拣系统的各项技术，掌握如何将电机技术综合应用到自动分拣系统，掌握自动分拣系统的故障诊断与排除。项目完成的过程中，实现以下目标：1.培养学生正确对机械及电器元件进行拆装的能力；2.正确零件测绘的能力；3.正确使用机械工具、测绘工具及电器仪表的能力；4.理解传感器技术应用原理及正确接线、调整的能力；5.理解气动元件工作原理及正确安装与调试的能力；6.理解变频器及电机的选型与使用；7.使用PLC对自动供料机进行编程的能力；8.使用计算机处理技术文件的能力（包括AutoCAD绘图）；9.正确设计电气控制回路图的能力；10.正确设计气路控制回路图的能力；11.正确解读项目要求等技术文件的能力；12.正确查阅相关变频器技术手册的能力。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目二自动分拣系统设计与运行项目名称自动分拣系统设计与运行参考学时26学时项目要求完成自动分拣系统的设计与安装调试，项目具体要求如下：1.完成自动分拣系统零部件结构测绘设计；2.完成自动分拣系统气动控制回路的设计；3.完成自动分拣系统电气控制回路的设计；4.完成自动分拣系统PLC的程序设计；5.完成自动分拣系统的安装、调试运行；6.针对自动分拣系统在调试过程中出现的故障现象，正确对其进行维修。实施思路根据本项目的项目要求，完成项目实施思路如下：1．项目的机械结构设计及零部件测绘加工，时间6学时；2．项目的气动控制回路的设计及元件选用，时间2学时；3．项目的电气控制回路设计及传感器等元件选用，时间6学时；4．项目的可编程控制程序编制，时间6学时；5．项目的安装与调试，时间6学时。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思一、自动分拣系统的结构和工作过程自动分拣系统主要结构组成为：传送和分拣机构，传动带驱动机构，变频器模块，电磁阀组，接线端口，PLC模块，按钮/指示灯模块及底板等。自动分拣系统的机械结构总成图项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思（一）传送和分拣机构出料滑槽光纤传感器推料（分拣）气缸磁感应接近式传感器传送带漫射式光电传感器传送和分拣机构组成传送和分拣的工作原理：当输送站送来工件放到传送带上并为入料口漫射式光电传感器检测到时，将信号传输给PLC，通过PLC的程序启动变频器，电机运转驱动传送带工作，把工件带进分拣区，如果进入分拣区工件为白色，则检测白色物料的光纤传感器动作，作为1号槽推料气缸启动信号，将白色料推到1号槽里，如果进入分拣区工件为黑色，检测黑色的光纤传感器作为2号槽推料气缸启动信号，将黑色料推到2号槽里。自动生产线的加工结束。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思（二）传动带驱动机构传动带驱动机构机构如图所示。采用的三相减速电机，用于拖动传送带从而输送物料。它主要由电机支架、电动机、联轴器等组成。三相电机是传动机构的主要部分，电动机转速的快慢由变频器来控制，其作用是带传送带从而输送物料。电机支架用于固定电动机。联轴器由于把电动机的轴和输送带主动轮的轴联接起来，从而组成一个传动机构。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思二、旋转编码器概述旋转编码器是通过光电转换，将输出至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字信号的传感器，主要用于速度或位置（角度）的检测。典型的旋转编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形狭缝。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，旋转编码器原理示意图如图所示；通过计算每秒旋转编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。一般来说，根据旋转编码器产生脉冲的方式的不同，可以分为增量式、绝对式以及复合式三大类。自动线上常采用的是增量式旋转编码器。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思二、旋转编码器概述增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90°，用于辩向：当A相脉冲超前B相时为正转方向，而当B相脉冲超前A相时则为反转方向。Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。增量式编码器输出的三组方波脉冲如图所示。自动分拣系统使用了这种具有A、B两相90º相位差的通用型旋转编码器，用于计算工件在传送带上的位置。编码器直接连接到传送带主动轴上。该旋转编码器的三相脉冲采用NPN型集电极开路输出，分辨率500线，工作电源DC12～24V。本工作站没有使用Z相脉冲，A、B两相输出端直接连接到PLC（S7-224XPAC/DC/RLY主站）的高速计数器输入端。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思二、旋转编码器概述计算工件在传送带上的位置时，需确定每两个脉冲之间的距离即脉冲当量。自动分拣系统主动轴的直径为d=43mm,则减速电机每旋转一周，皮带上工件移动距离L=π•d=3.14×43=136.35mm。故脉冲当量μ为μ=L/500≈0.273mm。按图中传送带位置计算用图所示的安装尺寸，当工件从下料口中心线移至传感器中心时，旋转编码器约发出430个脉冲；移至第一个推杆中心点时，约发出614个脉冲；移至第二个推杆中心点时，约发出963个脉冲；移至第二个推杆中心点时，约发出1284个脉冲。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思三、西门子MM420变频器简介变频器安装应注意以下问题！♦不允许把变频器安装在接近电磁辐射源的地方。♦不允许把变频器安装在存在大气污染的环境中，例如，存在灰尘、腐蚀性气体等的环境中。♦变频器的安装位置切记要远离有可能出现淋水的地方。例如，不要把变频器安装在水管的下面，因为水管的表面有可能结露。禁止把变频器安装在湿度过大和有可能出现结露的地方。♦变频器不得卧式安装（水平位置）。♦变频器可以一个挨一个地并排安装。♦变频器的顶上和底部都至少要留有100mm的间隙。要保证变频器的冷却空气通道不被堵塞。♦为了保证变频器的安全运行，必须由经过认证合格的人员进行安装和调试，这些人员应完全按照本使用说明书在下面提出的警告指导下进行操作。♦要特别注意，在安装具有危险电压的设备时，要遵守相关的常规和地方性安装和安全导则（例如，EN50178），而且要遵守有关正确使用工具和人身防护装置的规定。♦即使变频器不处于运行状态，其电源输入线，直流回路端子和电动机端子上仍然可能带有危险电压。因此，断开开关以后还必须等待5分钟，保证变频器放电完毕，再开始安装工作。♦变频器可以挨着安装。但是，如果安装在另一台变频器的上部或下部，相互间必须至少相距100mm。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思（一）MM420变频器的安装和接线西门子MM420（MICROMASTER420）是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。该系列有多种型号。YL-335B选用的MM420订货号为6SE6420-2UD17-5AA1，变频器外形如图所示。该变频器额定参数：•电源电压：380V～480V；•三相交流额定输出功率：0.75KW；•额定输入电流：2.4A；•额定输出电流：2.1A；•外形尺寸：A型；•操作面板：基本操作板（BOP）。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思（一）MM420变频器的安装和接线1．MM420变频器的安装和拆卸1）安装步骤：①用导轨的上闩销把变频器固定到导轨的安装位置上。②向导轨上按压变频器，直到导轨的下闩销嵌入到位。2）从导轨上拆卸变频器的步骤：①为了松开变频器的释放机构，将螺钉旋具插入释放机构中。②向下施加压力，导轨的下闩销就会松开。③将变频器从导轨上取下。在工程使用中，MM420变频器通常安装在配电箱内的DIN导轨上。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思（一）MM420变频器的安装和接线2．MM420变频器的接线打开变频器的盖子后，就可以连接电源和电动机的接线端子。接线端子在变频器机壳下盖板内，机壳盖板的拆卸步骤如图所示。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思（一）MM420变频器的安装和接线2．MM420变频器的接线拆卸盖板后可以看到MM420变频器的接线端子如图所示。1）变频器主电路接线自动分拣系统变频器主电路电源由配电箱通过自动开关QF单独提供一路三相电源供给，电动机接线端子引出线则连接到电动机。注意，接地线PE必须连接到变频器接地端子，并连接到交流电动机的外壳。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思（一）MM420变频器的安装和接线2．MM420变频器的接线2）变频器控制电路接线项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思（二）MM420变频器的BOP操作面板BOP操作面板外形如图2-11所示。利用BOP可以改变变频器的各个参数。BOP具有7段显示的五位数字，可以显示参数的序号和数值，报警和故障信息，以及设定值和实际值。参数的信息不能用BOP存储。基本操作面板（BOP）备有8个按钮。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思（二）MM420变频器的BOP操作面板显示/按钮功能功能的说明状态显示状态显示LCD显示变频器当前的设定值停止变频器OFF1：按此键，变频器将按选定的斜坡下降速率减速停车，缺省值运行时此键被封锁；为了允许此键操作，应设定P0700=1。OFF2：按此键两次（或一次，但时间较长）电动机将在惯性作用下自由停车。此功能总是“使能”的。改变电动机的转动方向按此键可以改变电动机的转动方向，电动机的反向时，用负号表示或用闪烁的小数点表示。缺省值运行时此键是被封锁的，为了使此键的操作有效应设定P0700=1电动机点动在变频器无输出的情况下按此键，将使电动机起动，并按预设定的点动频率运行。释放此键时，变频器停车。如果变频器/电动机正在运行，按此键将不起作用。功能此键用于浏览辅助信息。变频器运行过程中，在显示任何一个参数时按下此键并保持不动2s，将显示以下参数值（在变频器运行中从任何一个参数开始）：1.直流回路电压（用d表示–单位：V）2.输出电流A3.输出频率（Hz）4.输出电压（用o表示–单位V）5.由P0005选定的数值（如果P0005选择显示上述参数中的任何一个（3，4或5），这里将不再显示）。连续多次按下此键将轮流显示以上参数。跳转功能在显示任何一个参数（rXXXX或PXXXX）时短时间按下此键，将立即跳转到r0000,如果需要的话，您可以接着修改其它的参数。跳转到r0000后，按此键将返回原来的显示点。访问参数按此键即可访问参数。增加数值增加数值按此键即可增加面板上显示的参数数值。减少数值按此键即可减少面板上显示的参数数值。项目二自动分拣系统设计与运行《自动化生产线安装与调试》项目构思（三）MM420变频器的参数1．参数号和参数名称参数号是指该参数的编号。参数号用0000到9999的4位数字表示。在参数号的前面冠以一个小写字母“r”时，表示该参数是“只读”的参