内容发布更新时间 : 2024/12/25 4:26:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 二、PLC的特点

(1)可靠性高、抗干扰能力强； (2)编程简单、易于掌握； (3)功能强、通用性好；

(4)设计、安装容易、维护工作量少； (5)体积小、重量轻、功耗低。

第三节 PLC的基本结构和基本原理

一 PLC的基本结构

图1.1 PLC的基本组成

PLC的基本组成： (1)中央处理单元； (2)存储器； (3)输入/输出接口； (4)电源及外部设备。 二、PLC的工作原理

当PLC运行后，工作过程分为三个阶段：输入采样、用户程序执行和输出刷新。完成三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

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第二章 物料分拣系统的工作过程和设备选择

第一节 物料分拣系统的工作过程

1、按下启动按钮X0，物料台检测到有物料，则变频器驱动电机，使圆盘转动，再由圆盘通道和机械手把物料送到物料分拣带上检测，以上动作实现了上料的过程。

2、把物料送到检测台。如果在4秒钟内检测不到物料，红灯闪烁，否则绿灯闪烁，机械手、电动机和变频器不动作，整个系统停止。当检测到物料时，物料提升到上限时，机械手臂先伸出，手爪夹紧物料后，手臂提升，再缩回，然后右旋，手臂伸出，下降，松开物料，手臂再提升，缩回，再回到左旋初始位置。

3、分拣台上光电传感器检测到物料时，启动传送带；当电感传感器检测到金属物质的物料时，活塞1伸出推动物料进入料槽再缩回；当到电容传感器检测到非金属的物料时，活塞2伸出推动物料进入料槽再缩回。当物料台再次检测到物料时，循环以上动作。

4、物料传输是通过机械手和三相异步电动机及变频器来实现，机械手可通过伸出，下降，夹紧物料，提升，缩回等动作将物料从物料台送到传输带上，而三相异步电动机启动传送带的动作及变频器改变传输带的速度。

5、在传输带上，光电传感器是启动传输带运行的信号，用电容传感器和电感传感器来分拣传输带上的物料，电感传感器可检测金属物质的物料，电容传感器可检测非金属的物料。这是实现分拣的动作。

第二节 物料分拣系统的设备选择

一、三菱PLC的选型

I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。根据物料分拣系统的工作过程可知，系统的输入信号有19个，输出信号有16，因此选三菱FX2N-48MR。

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表2.1 I/O分配表

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二、三菱变频器的选择

在实践中常常将机械设备根据负载转矩特性不同，分为如下三类： （1）恒转矩负载； （2）恒功率负载； （3）流体类负载。

2、根据负载特性选取适当控制方式的三菱变频器

三菱变频器的控制方式主要分为：V/f控制，包括开环和闭环；矢量控制，包括无速度传感器和带速度传感器控制；直接转矩控制；几种种方式的优缺点如下:

(1）V/f开环控制

优点：结构简单，调节容易，可用于通用鼠笼型异步电机； 缺点：低速力矩难保证，不能采用力矩控制，调速范围小；

主要采用场合：一般的风机，泵类节能调速或一台变频器带多台电机传动场合。

（2）V/f闭环控制

优点：结构简单，调速精度比较高，可用于通用性异步电机；

缺点：低速力矩难保证，不能采用力矩控制，调速范围小，要增加速度传感器； 主要采用场合：用于保持压力，温度，流量，PH定值等过程场合。

（3）无速度传感器的矢量控制

优点：不需要速度传感器，力矩响应好、结构简单，速度控制范围较广；缺点：需要设定电机参数，须有自动测试功能； 采用场合：一般工业设备，大多数调速场合。

（4）带有速度传感器的矢量控制

优点：力矩控制性能良好，力矩响应好，调速精度高，速度控制范围大；缺点：需要正确设定电机参数，需要自动测试功能，要高精度速度传感器；使用场合：要求精确控制力矩和速度的高动态性能应用场合。

（5）直接转矩控制

优点：不需要速度传感器，力矩响应好，结构较简单，速度控制范围较大； 缺点：需要设定电机参数，须有自动测试功能；

采用场合：要求精确控制力矩的高动态性能应用场合，如起重机、电梯、轧机等。 根据物料分拣系统可知，我们可选三菱FR-E500。 三菱FR-E500介绍：

（1）功率：7.5KW；

简易磁通矢量控制方式，实现1Hz时输出转矩达120%；

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柔性PWM，实现低噪音运行；

内置PID，变频器/工频切换和可以实现多泵循环运行功能； 内置RS485通讯口； 使用长寿命元器件；

ID，15段速度等功能选择。 三菱FR-E500特点： （1）更省能源；

（2）环保，寿命长，维护简单； （3）最适用风扇； （4）操作简单，网路化； （5）适用全球化； （6）丰富多彩的功能。 三、气动控制和执行元件

气动控制元件是控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类；能完成一定逻辑功能的元件，如气动逻辑元件。气动控制元件按功能分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。

1、电磁阀

气动电磁阀工作原理：气动电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，气动电磁阀的每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边。气动电磁阀通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过气动电磁阀的油的压力来推动油刚的活塞，这样通过控制气动电磁阀的电磁铁的电流就控制了整个电磁阀的机械运动。

气动电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；气动电磁阀并不限于液压，气动；气动电磁阀用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压钢或电磁阀来控制。

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