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圆柱物料分拣系统Cylindricalmaterialsortingsystem汇报人：李响夏中岩张轩赫导师：边辉物料分拣系统简介主要传感器介绍控制系统设计收获与感想目录CONTENTS物料分拣系统简介简述物料分拣系统是生产生活中常见的工程系统之一，在实验室中对其进行简易的模拟，并通过对各项物理量的测量了解传感器的工作方式。基本原理在物料分拣系统中，物料的材质、形状、颜色、数量、电机的起停、速度等，均由传感器控制。原始系统中采用漫反射接近开关对电机的起停进行控制；对射型红外传感器对物料进行计数与启动分拣程序；色标传感器区分物料颜色以便于分拣；使用电涡流传感器区分物料材质与高度。系统由s7-300型PLC控制，各传感器采集到的物理量转换为电信号反馈到PLC控制系统中，以实现物料分拣的目的。研究背景与意义物料分拣控制系统在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。是工业控制及现代物流系统的重要组成部分，实现物料同时进行多口多层连续的分拣。在社会各行业如：物流配送中心、邮局、仓库等行业得到广泛应用。主要传感器介绍电机起停控制传感器物料计数用传感器定位及速度控制传感器物料分类用传感器一、电机起停控制传感器在对电机起停控制中，采用接近开关来给予控制系统起停信号。接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给计算机装置提供控制指令。漫反射光电接近开关漫反射型光电开关是当开关发射光束时，目标产生漫反射，发射器和接收器构成单个的标准部件，当有足够的组合光返回接收器时，开关状态发生变化，作用距离的典型值一直到3米。其他常用接近开关电感式光电开关电容式光电开关霍尔式光电开关金属目标接近这一磁场，其内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件。磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，进而控制开关的通断。物体移向接近开关时，使电容的介电常数发生变化，改变电容值，使得检测电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的通断。传感器应用比较漫反射电容式霍尔式电感式适用于各种工作条件，其有效的工作距离取决于作用物体的表面性质。能改变其极板间介电常数的物体均能触发该传感器。检测距离与接近物体的介电常数相关。只能检测磁性物体的接近。但其内部采用环氧树脂封灌成一体化，可在各类恶劣环境下工作。只能检测到金属物体的接近。但成本相对较低。其他接近开关的选用应当结合生产工况，选择最准确，最经济的安装方案。二、物料计数用传感器在物料分拣系统中，对物料的计数是其中重要的一环。对物料统一计数，由传感器采集信号送入PLC系统后实现。系统物料的计数与分拣程序触发使用E3F-5DP1对射型红外光电传感器。对射型光电传感器系统使用的E3F-5DP1对射型红外光电开关是一种脉冲式的光电开关，其由投光器和受光器组成，结构上互相分离，分别敷设电缆；作用为辨别不透明的物体，并产生脉冲信号送入PLC控制系统；作用的有效距离大，而且光束仅需跨越一次感应距离；抗干扰能力强，在野外或者有灰尘的环境中依然能够可靠地使用；但由于两个单元都必须敷设电缆，所以设备的消耗比较高。三、定位及速度控制传感器在物料分拣系统中，传送带的速度极其重要，它影响系统的工作效率与各项基础数据的确定。物料随着传送带运动，到达分拣位置后被推下。在这过程中，物料的性质不同，传送带分别以不同的速度运动。分拣位置的确定则需要传感器对其进行定位。在此系统中，使用增量编码器HN-3806-AB-N计数转动脉冲，来确定物料的相对位置；使用固态继电器控制速度，对不同工作条件调整传送带带速度。增量编码器工作原理固态继电器系统使用的固态继电器是KS1-10DD，由光控晶闸管和发光二极管组合构成。其主要传感器部分为光控晶闸管。在物料分拣系统中，选用固态继电器控制电机起停，由接近开关提供控制信号。固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关，在开关过程中无机械接触部件。具有输入功率小，灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好，噪声低和工作频率高等特点。四、物料分类传感器物料分拣系统中的重要的识别功能需要由传感器来完成，通过读物料的识别，来判断其应该分拣到何处，这也是物料分拣系统的核心功能。在搭建的物料分拣系统试验台中，采用色标传感器来区分深色与浅色物料，线位移传感器（电涡流传感器）用来区分金属与非金属物料以及区分金属物料高度，磁簧管判断气缸状态。色标传感器系统中所使用的BZJ-411色标传感器采用的是光发射接收原理，发射调制光，接受被测物体的发射光，并根据其信号的强弱来区分不同的颜色，识别物料是否在此处推下。该系列传感器综合了光学技术，半导体电子技术，调制解调技术具有灵敏性高，响应速度快，抗背景光干扰能力强，结构紧凑，使用方便等特点。电涡流式传感器系统选用的是JCW-18SR线位移传感器工作原理是金属在通有交流电的线圈附近形成电涡流，从而反作用于线圈，使线圈感量、阻抗和品质因数发生变化，在电路中表现为电压或电流的变化，作为信号送入控制系统中，以实现测量被测量的目的。磁簧管磁簧管通常由两个软磁性材料做成的、无磁时断开的两个金属簧片触点。该簧片触点被封在充有惰性气体或真空的玻璃管中，玻璃管内平行封装的簧片端重叠，并留有一定间隙或相互接触以构成常开或常闭触点。其相对于机械开关结构简单，体积小，速度高，工作寿命长；与电子开关相比，具有抗负载冲击能力强等优点。工作可靠性很高。控制系统设计在三级项目的实施过程中，分拣系统的工作由s7-300PLC控制，各输入端口接受来自传感器的信息，经过系统处理后输出信号，来控制气缸和电机的工作。控制系统设计过程分为两个部分，硬件连接和程序编译。硬件系统设计表3-1-1硬件I/O分配表硬件I/O接口接口色标传感器I1.1增量编码器I1.2光电对射开关I0.0漫反射光电开关I0.1干簧管11I0.3干簧管22I0.2干簧管33I0.5干簧管44I0.4干簧管55I0.7干簧管66I0.6线位移传感器PIW752气缸Q0.0气缸Q0.1气缸Q0.2继电器Q0.3调速PQB2程序编译程序段6：线位移识别检测铁块，高块3缸推，低缸2缸推程序段7：定时推下程序段9气缸2动作并调成低速传感器在其他领域的应用前景随着科技的日益进步，各式各样的新型传感器也越来越多，除了基础的机械类传感器，生物、化学等传感器也渐渐出现在生产生活实际中。其未来无可限量。传感器在科技发展中的重要性先进传感器的发展趋势先进传感器有两层含义，其一指近年来研制成功的新型传感器。其二是指利用先进的科学技术研制开发出来的。在先进传感器研制过程中，基础是发现新的物理、化学、生物效应作为传感器基本原则，并开发出能够承载其功能的新型材料。譬如应用了超导量子力学的隧道效应的约瑟夫逊效应传感器和各种的气体传感器、有机传感器等。约瑟夫逊效应原理图收获与感想反思与收获我们在这一课程中，深入的了解了各个物理量的测量方法与各种传感器的应用条件和工作方式。且此次讨论课是与三级项目相结合来完成的，强化了对三级项目任务的理解。在讨论课过程中，对整个物料分拣系统的工作方式进行了剖析，分析所使用传感器的类型与优缺点，并通过查询资料来寻找可替代的其他传感器并比较其优劣。对传感器有了新的认识。并且由此深化了解了传感器的发展前景，对未来的传感器发展方向有了初步的认识，为将来在实际生活中能够更好地使用传感器打下了良好的基础。THANKYOUTHEPROFESSIONALPOWERPOINTTEMPLATE