第10章 分拣单元的结构与控制

1、 第第10章章 分拣单元的结构分拣单元的结构10.1 分拣单元的结构分拣单元的结构10.1.1 分拣单元的基本功能分拣单元的基本功能 分拣单元可以实现对工件按照材质或颜色分拣的过程。 10.1.2 分拣单元的基本结构分拣单元的基本结构 分拣单元主要由分拣模块、滑槽模块、气源处理组件、I/O接线端口、CP阀组、继电器、对射式光电传感器和反射式光电传感器等组成。 1 1分拣模块分拣模块 该模块通过传送带及导向装置实现对工件分拣。它主要由传送模块、导向模块1、导向模块2、固定导向块组成。 导向模块 作用：在需要时将工件导入到相应的滑槽中。 传送模块传送模块 2 2挡料气缸挡料气缸 当滑槽中储存的工件

2、已经满了的时候，就应当阻止向该滑槽中继续分流工件。挡料气缸起的就是这样的作用。 3 3反射式光电接近开关反射式光电接近开关 用于检测是否有工件进入到滑槽中，或者用于判断滑槽中存放的工件是否已满槽。 4 4CPCP阀组阀组 本单元的CP阀组由3个阀组成，分别用于控制2个导向气缸和1个挡料气缸，在结构上，它们都是带手控装置的单控电磁阀。 10.1.3 分拣单元的主要技术数据分拣单元的主要技术数据 气源工作压力 最小6bar，最大8 bar I/O接口 开关量：6个输入/4个输出。输入用于传感器信号的传输，输出用于执行机构的控制信号的传输。 10.1.4 10.1.4 学生活动：观察了解分拣单元的气

3、动控制回路学生活动：观察了解分拣单元的气动控制回路 1 1活动目的活动目的 观察了解分拣单元的气动控制回路的组成，培养学生的观察能力； 复习掌握气动技术知识，培养学生的知识应用能力； 通过自主操作，培养学生的主动思考能力和动手能力。 2 2活动内容活动内容 由学生自主操作控制各个方向控制阀的手动信号，控制相应的气缸动作，观察各气动执行机构的动作特征，分析判断与各个执行机构相对应的方向控制阀的类型； 观察气动控制回路的组成情况，推断画出分拣单元的气动控制回路图。 3 3方法建议方法建议 分别用手控信号控制各方向控制阀，观察相应的气动执行机构的动作，找出阀及阀的控制信号与执行机构动作之间的关系。

4、在观察各个气动执行机构的动作特征时，应观察3种状态：操作前执行机构的常态；操作过程中，突然去掉手控信号时执行机构的状态；在手控信号一直维持到使执行机构动作完成后去掉该信号的情况下，执行机构的状态。 10.1.5 10.1.5 学生活动：观察了解分拣单元学生活动：观察了解分拣单元PLCPLC的的I/OI/O接口情接口情况况 1 1活动目的活动目的 熟悉MPS系统中分拣单元的结构组成。 查明分拣单元中PLC的I/O接口地址。 进一步了解分拣单元的结构、了解继电器的作用、了解传感器技术在分拣单元中的应用。 2 2活动内容活动内容 在教师的指导下，观察了解分拣单元的结构。 查明气动执行机构的组成（气缸

5、、控制阀），通过手动方式操作控制阀分别控制各个执行机构动作，观察分析控制信号与执行机构动作之间的关系。 查明各电控阀的电控信号所对应的PLC接口地址（输出地址）。 认识了解该工作单元中所使用的传感器；在教师的指导下，查明各传感器的类型、符号名、安装位置、作用及其对应的PLC的接口地址（输入地址）；查明各控制开关的触电类型及其在PLC上的接口地址（输入地址）。 请将数据保存好，在以后编写控制程序时要使用这些数据。 3 3要求与建议要求与建议 将查明的该单元执行机构的情况及其与PLC的接口情况进行整理，并以适当的形式表达出来。主要内容包括：PLC的I/O的接口地址使用情况；各地址所对应的输入/输出

6、设备的符号及名称；输入/输出设备的用途；各地址的信号状态与设备的工作状态之间的关系。 建议： PLC的I/O接口情况用I/O接口图表示； 其它内容用表格列出。参考表格如下： 4 4注意事项注意事项 在气动执行元件接通起源的情况下，禁止用手直接扳动气动元件。 在PLC处于RUN模式或RUN-P模式、并运行用户程序时，禁止用手动方式操作电控阀。 在观察结构时，不要用力拽导线、气管；不要拆卸元器件及其它装置；遇有不能解决的问题，及时请教指导教师。 10.2分拣单元的分拣单元的PLC控制及编程控制及编程 10.2.1 分拣单元的手动单循环控制分拣单元的手动单循环控制 分拣单元在作为独立设备被控制时，需

7、要有工件及其信息的来源；在作为MPS整个系统的一部分时，其来源是上一个单元。工件可通过用人工放置的方法来解决；但工件的相关信息（如颜色）不便于设定，而这些信息又是分拣工件所必需的依据，解决办法是：让设备按照放置工件的顺序进行分拣，循环进行，周期数为3，分别代表3种颜色。 1控制任务控制任务 在手动操作模式下，在各执行机构处于初始状态的情况下，当按下启动按钮后，设备便被启动，首先是传送带启动运转，当第一个工件从左端被放到传送带上时，导向气缸1推出，使工件从第一个滑槽中分流出去；当第二个工件被放上时，导向气缸1不动，导向气缸2推出，使工件从第二个滑槽中分流出去；当第三个工件被放上时，导向气缸1和导

8、向气缸2都不动，则工件被固定导向块导入到第三个滑槽中。至此，一个工作循环结束，所有执行机构都回到初始状态。 在上述工作过程完成之前，操作启动按钮应该对其没有影响；上述工作过程不受停止按钮的控制。 在实现上述控制任务中，应注意以下几点： 在启动前，分拣单元的执行机构必须是处于初始位置，否则不允许启动。 在启动后，全部工作完成前，不再受启动按钮的控制。 在该控制模式下，无需使用停止按钮。 2 2生产工艺流程生产工艺流程 操作手单元的初始状态可设计为： 导向气缸1处于退回的位置； 导向气缸2处于退回的位置； 传送带处于停止状态； 工艺流程 是否满足启动条件且是否为手动模式？开始是否按下了启动按钮？

9、NNYY启动传送带Y是否有工件放在传送带上？NY第一个工件吗？N导向气缸1推出Y第二个工件吗？N，是第三个导向气缸2推出Y是否已滑入槽中？导向气缸1退回NY是否已滑入槽中？导向气缸2退回NY是否已滑入槽中？N结束3 3 程序流程程序流程 请同学们根据上述工艺流程自己编写出相应的程序流程。 4 4 LADLAD程序程序 请同学们根据自己编写的程序流程图编写LAD程序。 1 1活动目的活动目的 进一步学习掌握STEP7 V5.1软件包的操作，进一步熟练掌握“程序编辑器”的使用。 进一步掌握梯形逻辑语言的常用指令及梯形逻辑语言的基本编程方法与技巧。 10.2.2 学生活动：上机调试分拣单元的手动控制

10、程序学生活动：上机调试分拣单元的手动控制程序 进一步加深对PLC控制作用的理解，加深理解控制功能是如何实现的。 了解设备调试时应注意的问题，掌握调试的基本方法与技巧。 培养安全生产的意识。 培养严谨的工作作风；培养分析问题解决问题的能力。 2 2活动内容活动内容 创建一个项目，在该项目下，录入所编写的分拣单元的手动单循环控制程序。 对所录入的控制程序进行认真检查，经检查确认无误后，再进行实际的运行调试。最终实现预期的控制功能。 3 3方法与建议方法与建议 分拣工作单元的结构比较简单，在空间上不会出现执行机构之间相互冲突的现象，因此，在调试时将重点放在对能否实现功能的检查上。 在调试程序时，使用

11、程序编辑器中的【Monitor】工具对调试的程序进行监视，观察程序的执行状态，通过该工具并结合观察到的设备执行状态，可以很方便地分析出程序中的问题。 1 1控制任务控制任务 在自动操作模式下，在各执行机构处于初始状态的情况下，当按下启动按钮后，设备便被启动，首先是传送带启动运转，当第一个工件从左端被放到传送带上时，导向气缸1推出，使工件从第一个滑槽中分流出去；当第二个工件被放上时，导向气缸1不动，导向气缸2推出，使工件从第二个滑槽中分流出去；当第三个工件被放上时，导向气缸1和导向气缸2都不动，则工件被固定导向块导入到第三个滑槽中。至此，一个工作循环结束。当继续向传送带上放置工件时，则按照上述过

12、程重新的循环，直至按下了停止按钮。 10.2.3 分拣单元的自动连续运行控制分拣单元的自动连续运行控制 当按下了停止按钮时，要求将当前已经放在传送带上的工件分拣完毕再停止运行；如果在按下停止按钮时传送带没有工件，则直接停止运行。停止后，设备应回到初始状态。 2 2生产工艺流程生产工艺流程 操作手单元的初始状态可设计为： 导向气缸1处于退回的位置； 导向气缸2处于退回的位置； 传送带处于停止状态； 工艺流程 是否满足启动条件且是否为自动模式？开始是否按下了启动按钮？ NNYY启动传送带Y是否有工件放在传送带上？YN是否按了停止按钮？YY是否按了停止按钮？NNYY第一个工件吗？N导向气缸1推出Y第

13、二个工件吗？N，是第三个导向气缸2推出Y是否已滑入槽中？导向气缸1退回NY是否已滑入槽中？导向气缸2退回NY是否已滑入槽中？NYY第一个工件吗？N导向气缸1推出Y第二个工件吗？N，是第三个导向气缸2推出Y是否已滑入槽中？导向气缸1退回NY是否已滑入槽中？导向气缸2退回NY是否已滑入槽中？N结束3 3 程序流程程序流程 请同学们根据上述工艺流程自己编写出相应的程序流程。 4 4 LADLAD程序程序 请同学们根据自己编写的程序流程图编写LAD程序。 1 1活动目的活动目的 进一步学习掌握STEP7 V5.1软件包的操作，进一步熟练掌握“程序编辑器”的使用。 进一步掌握梯形逻辑语言的常用指令及梯形

14、逻辑语言的基本编程方法与技巧。 10.2.4 学生活动：上机调试分拣单元的自动控制程序学生活动：上机调试分拣单元的自动控制程序 进一步加深对PLC控制作用的理解，加深理解控制功能是如何实现的。 了解设备控制中的工艺及安全技术知识，提高对生产设备的操作能力，培养安全生产的意识。 了解设备调试时应注意的基本问题，掌握调试的基本方法与技巧，培养调试设备的能力。 培养严谨的工作作风；培养分析问题解决问题的能力。 2 2活动内容活动内容 创建一个项目，在该项目下编写（录入）控制程序，实现对分拣单元的控制，工作方式为：自动连续运行。 将所编程序下载到CPU中，进行实际运行调试，经过调试修改的过程，最终完善控制程序，实现控制功能。 3 3方法与建议方法与建议 在下载、运行程序前，必须认真检查程序。在检查程序时，重点检查：各个执行机构之间是否会发生冲突，同一个执行机构在不同的阶段所作的相同的动作是否区分开了。 如果几个程序段实现的都是同一个执行机构的同一个动作，只是实现的条件不同，则应该将这几个程序段按照或逻辑关系合并。 出于安全的角度考虑，同时也是为了培养学生的良好习惯，请在运行程序前认真、全