基于PLC的次品筛选系统设计.doc

分类号：分类号：TS206.5 U D C：D10621-408-(2014) 1394-0 密密 级：公级：公 开开 编编 号：号：2010071008 基于基于 PLC 的次品筛选系统设计的次品筛选系统设计 论文作者姓名：论文作者姓名： 申请学位专业：申请学位专业： 测控技术与仪器测控技术与仪器 申请学位类别：申请学位类别： 工学学士工学学士 指指导导教教师师姓姓名名（职职称称） ： 论文提交日期：论文提交日期： 2014 年年 05 月月 30 日日 分类号：分类号：TS206.5 U D C：D10621-408-(2014) 1394-0 密密 级：公级：公 开开编编 号：号：2010071008 成成 都都 信信 息息 工工 程程 学学 院院 学学 位位 论论 文文 基于基于 PLC 的次品筛选系统设计的次品筛选系统设计 论文作者姓名：论文作者姓名： 申请学位专业：申请学位专业：测控技术与仪器测控技术与仪器 申申请请学学位位类类别别：工学学士工学学士 指指导导教教师师姓姓名名（职职称称） ： 论文提交日期：论文提交日期： 2014 年年 05 月月 30 日日 基于基于 PLC 的次品筛选系统设计的次品筛选系统设计 摘摘 要要 在食品加工工业中，常会有细小的、不能通过肉眼看见的金属颗粒混合掺 杂在食品中，使食品的质量受到严重影响，同时也导致经营者和消费者的利益 受到损害，更有人因误食食品中的金属颗粒而造成食管的损害。除此之外，每 个食品生产厂家都希望食品重量值的一致性能达到预想的标准，不因为短斤缺 两而损害厂家的声誉，也不因为多加份量而造成成本的损失。 本课题的主要目的是在 PLC 的控制下，通过触摸屏监控物品中是否含有铁 屑或者重量值是否达标，经过有效的检测，检测出包装袋里面存在铁屑或者重 量值不符合标准的物品，然后报警并通过推动将次品推离正在运行的主生产线， 从而实现次品的剔除，并动态计算并显示出次品率。该课题有一定的实用性， 且对食品检测系统的完善具有一定的参考价值。 关键词关键词：PLC；次品；检测；金属；重量； 控制 Design on Screening Defective System Based on PLC Abstract In the food processing industry, there are always small metal particles, which can not be seen by the naked-eye, doped mixed in the food. It makes the quality of the food seriously affected, sometimes also damages the interest of business and consumers. As we known, a person who had mistaken the metal particles in the food may cause damage to the esophagus. In addition, all food manufacturers look forward that the consistent of the food value can reach the expected standards, which will not damage the reputation of manufacturers because of the shortage of weight, nor cause lose for paying more weight. The main purpose of this project is under the control of the PLC to monitor that if there is some items contained in the food, or whether the weight is qualified or not. Through the effective detection, we can find out there is iron or something failure inside the bag, then alarm and submit the product out of the main production line by pushing. In this way we can push the defective them out of the main production line, and can dynamically calculate and display the defective rate. This subject has a certain practicality, and has a certain reference value to improve food inspection systems. Key words: PLC; defectives; detect; metal; weight; control 目目 录录 论文总页数：28 页 1 引言1 1.1 课题背景及意义1 1.2 国内外研究现状1 1.3 课题内容3 2 设计方案的选择 3 2.1 主要功能3 2.2 技术指标3 2.3 方案比较论证与确定4 2.3.1 供选方案 4 2.3.2 方案的比较与确定 4 3 主要功能设计5 3.1 硬件设计5 3.1.1 主要器件的介绍 5 3.1.2 系统实物图 10 3.2 软件设计12 3.2.1 系统流程框图 .12 3.2.2 主程序的编写模块 13 3.2.3 系统主程序 14 4 系统调试15 5 系统试验及数据分析 16 5.1 检测范围的测定16 5.2 数据记录及分析16 结 论22 参考文献23 致 谢24 声 明25 附 录26 第 0 页 共 28 页 1 引言引言 1.1 课题背景及意义课题背景及意义 随着改革开放政策的实施，我国步入了快速发展的时代，经济、科技等各 个方面都在快速发展与壮大，人们的生活水平也在稳步提升，人们对于生活中 的吃、穿、住、行、用等提出了更高的要求。因此，各个生产厂家对于如何提 高生产效率、提高产品质量显得尤为重要。 例如，在食品加工工业中，现在几乎没有了效率低下、投入成本过高的传 统的纯手工加工制作，而是采用规范化、流程化、高效率、高产能的机械加工 生产。虽然机械生产提高了生产效率，但由于机械容易出现磨损，常会有少量 的细小的金属颗粒等混合掺杂在食品中，从而使食品的安全受到严重影响。食 品的重量值是否达到标准也是生产厂家十分关心的问题，只有生产出份量足够 的产品才能不损害自己的信誉，才能赢得消费者的亲睐与信任，企业才能长久 地生存下去。因此怎样才能高效的检测食品是否安全、控制食品重量值既不缺 斤少两损害消费者利益又不超出标准增加生产厂家成本是各个生产厂家必须思 考的问题。 在其他机械制作过程中，如何控制产品质量也是一个比较突出的问题。现 在还存在不少传统的落后的质量检测方式，如仍然存在很多手工检测的情况， 或者借助一些简单仪器、设备，依靠人工安装、卸载工件来检测。传统的质量 检测方式投入成本高、劳动量大、产品精度不尽人意且容易受到人为因素的干 扰，无法再满足现代化机械生产的需要1。因此，找到一种速度快、稳定性强、 精度高、实时自动的质量检测方法是各个生产厂家所迫切希望的。 PLC(可编程逻辑控制器)可以完成逻辑运算、顺序运算、定时、计算与算术 操作等一系列的指令，PLC 完成这一系列的指令主要是通过编写程序代码来实 现。而且还可以运用数字或模拟输入、输出来控制许多类型机械和生产的过程。 为了满足自动质量监测系统的需要可以运用 PLC 与其他的传感技术相结合进行 研发，这样 PLC 技术不仅得到了充分的即用，而且也降低了检测系统的成本， 效率上也得到很大程度的提高，更是满足了现代化生产的需要。 1.2 国内外研究现状国内外研究现状 从二十世纪六十年代末第一台 PLC 诞生以来，PLC 经过几十年的发展，其 技术现在已经十分成熟。现在的 PLC 技术不再只是进行简单的逻辑控制，随着 计算机技术、信号处理技术、控制技术等的不断提高与发展，PLC 技术形成了 集过程控制、运动控制、模拟处理等技术为一体的技术。现在 PLC 在国内外已 广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运 输、环保等各个行业，为社会的发展做出了不小的贡献2。例如纺织产业中， 第 1 页 共 28 页 在打包棉花的过程中，如果夹杂进含铁的合金，就十分容易损坏针织设备。纺 织业杂质检测组成部分见图 1-1。 杂质检测 测 金 属 传 感 器 信 号 放 大 电 路 信 号 传 输 电 路 微 控 制 器 及 文 本 显 示 器 A/D 转 换 PLC 及 执 行 机 构 图 1-1 纺织业杂质检测组成部分 传感器采用低频透射涡流传感器，应用电磁感应原理，当有金属杂质在检 测区域通过时，产生感应电流，金属杂质越大，产生的涡流越大，导致涡流引 起的变化量越大，为后续电路判断是否有金属通过检测区域作依据。此金属检 测技术中，为非移动部件留有 150mm 的非金属区，为移动部件留有 300mm 的 非金属区3。在检测线上，该系统能检测出 5mg 的铁屑，其检测尺寸范围可达 每包 60 千克。 在电子技术飞速发展的今天，特别是微型计算机技术在小包装食品重量值 检验方面的应用，使检重技术上升到了一个新的平台3。目前国外小包装食品 的检重设备以电子式为主4。 PLC 的应用具体可分为以下几种：印刷机、包装流水线等方面的开关量逻 辑控制；工业生产中的温度、速度等方面的模拟量控制；机床、机器人等方面 的运动控制；编写控制代码实现具体的过程控制；对数据进行采集、分析及处 理；通信及联网。 我国的 PLC 技术起步于二十世纪七十年代，早期主要靠引进用于各种生产 设备当中，现在我国已经能够自主生产中小型可编程控制器，如上海东屋电气 有限公司生产的 CF 系列、杭州机床电器厂生产的 DKK 及 D 系列等，大型的 可控制编程器我国也已处于研发之中4。 总体来说，PLC 已经被广泛应用于工业生产的各个方面，发挥着其无穷的 力量。如使用 PLC 进行油轮货油舱的温度监测及报警；对啤酒厂生产过程的啤 酒瓶厚度是否达标、是否是空酒瓶进行检测与筛选；对瓷砖平整度进行检测； 实现对小型机械手的控制；完成对各种电子元器件的质量控制等。随着科技的 进步与发展，PLC 的功能将越来越大、越来越多，各项应用也将更加完善可靠， 创造出更多的社会价值。 第 2 页 共 28 页 1.3 课题内容课题内容 实现对工业生产中的过程控制等单片机也能够实现，但通过单片机来实现 需要有一定研发经验的人才能使其高效稳定运行，并且单片机功能相对于 PLC 较弱，无法实现联网管理。而 PLC 具有与控制对象有更容易实现的接口、操作 简单、体积小、价格便宜、功能损耗低、功能代码实现更加容易、灵活性强、 易于扩展及移植、性能稳定可靠等其他控制设备所不具备的优点，因此本次课 题选择使用 PLC。通过传感器获得生产线上的实物数据，通过数据转换传送到 PLC 控制中心，实现其对数据的分析，检测包装袋里面存在铁屑或者重量值不 符合标准的物品，然后启动报警装置并通过推动或者其他方式将次品推离正在 运行的主生产线后电机回零，实现合格产品与次品的分离，并动态计算出次品 率并显示在显示器中。 2 设计方案的选择设计方案的选择 2.1 主要功能主要功能 根据课题任务，系统设计要实现的主要功能如下： 1) 产品合格时：显示产品重量合格，不含金属。 2) 产品不合格时：分别显示重量值检测和金属检测的结果、闪烁报警、次 品数加 1，显示产品不合格并启动电机轴转动，直到将次品推离主生产线后电 机回零。 整个过程伴随触摸屏动态显示产品重量值、产品总数、次品总数、次品率， 复位或停电电机回零。 2.2 技术指标技术指标 根据课题内容，系统设计要实现的技术指标如下： 1）金属距离测量范围：04mm 2）产品检测距离范围：030cm 3）重量值范围：1g15g 4）重量合格范围：9g1g 5）产品总数范围：09999 6）显示要求 产品总数显示范围：09999 次品总数显示范围：09999 重量值显示范围：115 次品率显示范围：0.00%100.00% 第 3 页 共 28 页 2.3 方案比较论证与确定方案比较论证与确定 2.3.1 供选方案供选方案 方案一： 方案一的执行步骤如下： 步骤一：首先由光电传感器计数，并显示产品总数。 步骤二：利用电感传感器检测铁屑。检测到有铁屑后，输出模拟信号，模 拟信号经过信号放大器把模拟信号放大，再传给 A/D 转换模块转换后，信号传 输给 PLC，通过 RS-232 串口传输 PLC，驱动执行机构做出相应的动作，不合 格执行步骤五。 步骤三：重量值传感器，检测重量值。把重量值模拟信号通过放大电路， 再传给 A/D 转换模块转换后，信号传输给 PLC，和 PLC 内程序比较，不合格 执行步骤五。 步骤四：显示次品率。 步骤五：PLC 执行报警并驱动直流电机实现推离次品，次品数加 1，驱动 显示器显示次品率。 方案二： 产品通过生产线的传输带接近时，在漫反射光电开关检测范围内(030cm) 时漫反射光电开关计量产品总数，程序内重量值加 1。 重量值程序中重量值随漫反射光电开关达到上升沿一次依次加 1，重量值 满 15 后重量值自动置 1，循环进行。重量合格值范围为 9g1g。若重量合格， 显示重量合格。若重量不合格，则显示重量不合格，闪烁报警，次品总数加 1，启动电机转动，直到将次品推离主生产线后电机回零。 电感式接近开关检测金属(检测范围 04mm)，若无金属，触摸屏显示不含 金属。若产品含金属，则显示含金属，闪烁报警，次品数总加 1，启动电机转 动，直到将次品推离主生产线后电机回零。 整个过程动态显示次品总数，产品总数，产品重量值，次品率，复位或停 电电机回零。产品含金属或产品重量不合格即产品不合格，若两种指标均不合 格，次品总数只加 1。 2.3.2 方案的比较与确定方案的比较与确定 方案一是利用电感传感器的电涡流效应检测金属。由表 2-1 得知电感传感 器的优缺点。 第 4 页 共 28 页 表 2-1 电感传感器的优缺点表 优点缺点 无活动触点、可靠度高、寿命长无输入时有零位输出电压，引起测量误差 分辨率高、灵敏度高 对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高 线性度高、重复性好、测量范围宽不适用于高频动态测量 检测到有铁屑和重量值后，输出模拟信号，模拟信号经过信号放大器把其 放大，再传给 A/D 转换模块转换后，信号传输给 PLC，通过 RS-232 串口传输 给 PLC，驱动执行机构做出相应的动作。需要 A/D 模块和 D/A 模块，信号放大 模块，过程复杂。且此方案中的重量值传感器昂贵，导致成本高，且材料不易 寻找。 方案二利用电感式接近开关检测金属。高频振荡型主要用以驱动继电器或 者是逻辑门，它的工作特点是以无压力、无接触、无火花和迅速地发出检测信 号。它不仅具有极好的抗干扰性，工作稳定性和使用寿命长久的优点，而且还 有频率响应极快、瞬变过程短、重复定位精度高和输出功率大的特点，在它的 开关内部由于充树脂，所以使它具有耐振、耐腐蚀和防水的特点。利用程序自 加代表重量值检测的虚拟平台，节约了成本，更加掌握了 PLC 的知识。 综合上述两种方案，由于是用于毕业设计要求装置简单有效材料易找等客 观特点，采用方案二无疑是最佳选择，所以最终采用方案二。 3 主要功能设计主要功能设计 3.1 硬件设计硬件设计 3.1.1 主要器件的介绍主要器件的介绍 1) 台达 SV2 系列可编程控制器 台达 SV2 系列可编程控制器体积小，方便携带，便于进行现场程序的维护 与试机调整。其组成部分及主要介绍如表 3-1 所示，其管脚说明见表 3-2。 表 3-1 台达 SV2 系列可编程控制器组成 组成名称主要介绍 中央处理单元(CPU) 存储器 中央处理单元(CPU)作为 PLC 的控制中枢，是 PLC 的核心起神经中 枢的作用 系统程序存储器是存放系统软件的存储器；用户程序存储器是存放 PLC 用户程序应用；数据存储器用来存储 PLC 程序执行时的中间状 态与信息 输入输出部分(I/O) 通信接口UBS、RS-232、RS-485 等的标准串行接口 第 5 页 共 28 页 电源输入采用 24V 的直流电压 图 3-1 即为本设计所用的台达 SV2 系列 PLC。它的程序容量是 30KSteps， 装置为 12000 字，记忆卡容量为 512Kbyte，MOV 指令执行速度为 4.8s，具有 高速输入/输出功能。 图 3-1 DVP-PLC SV2 表 3-2 DVP-PLC SV2 系列管脚说明 PLC 端口外部接入端 S/S供电电压输入 C0、C1、C2、C3、C4接地 Y0Y13输出端口 X0X15输入端口 2) LJ12A3-4-Z/BX 接近开关 图 3-2 LJ12A3-4-Z/BX 接近开关 图 3-2 所示接近开关由振荡器和整形放大器组成当金属体接近感应区时， 在金属体内产生了涡流，从而吸收了振荡的能量，使振荡幅度减弱以至于停振 使接近开关达到反转的目的，由整形放大器换成二进制的开关电信号，从而达 第 6 页 共 28 页 到检测的目的5。其检出方式为电感式，检测距离为 4mm，工作电压为 DC636V。其直流三线式接线图如图 3-3 所示。 图 3-3 接近开关直流三线式接线图 3) 漫反射光电开关 E3F-DS30C4 图 3-4 漫反射光电开关图 图 3-4 所示光电开关检测距离为 30cm，工作电压为 DC636V，可检测所有物体接通 延时为 1.5ms，光源为红外光 660nm。其直流三线式接线图如图 3-5 所示。 图 3-5 漫反射光电开关直流三线式接线图 4) TB6560 3A 步进电机驱动器 第 7 页 共 28 页 图 3-6 TB6560 3A 步进电机驱动器 图 3-6 所示 TB6560 3A 步进电机驱动器工作电压为 DC24V，其接线如表 3- 3。表 3-3 TB6560 3A 步进电机驱动器接线 接线端名称含义 24V，GND电源正负端 A，A电机 A 相 B，B电机 B 相 CLK，CLK脉冲正负端 CW，CW方向正负端 EN，EN使能正负端 5) A4K-M245-SJ01 步进电动机 第 8 页 共 28 页 图 3-7 A4K-M245-SJ01 步进电动机 图 3-7 所示的 A4K-M245-SJ01 步进电动机的工作电流为 1.2A，本设计中工 作频率为 200Hz。 6) DVP 系列触摸屏 7 寸高彩宽屏人机界面 图 3-8 DVP 系列触摸屏 本设计中采用的是图 3-8 所示的 7 寸高彩宽屏人机界面，可接收触头等感 应式输入信号。支持 USB Host Ver 2.0，可连接打印机、U 盘、鼠标、键盘，支 持网络。采用三线式电源线，通过下载线将触摸屏程序下载到触摸屏。触摸屏 和 PLC 通过 RS-232 使用 modbus 协议进行传输。 7) DVPPS 系列电源 图 3-9 DVP-PS02 第 9 页 共 28 页 图 3-9 所示的 DVP-PS02 输入电源为 100240VAC，输出电源为 24V，最 大输出电流为 2A。 3.1.2 系统实物图系统实物图 根据设计任务做出的系统实物如图 3-10 所示。 (1) 触摸屏 (2) 接近开关 (3) 光电开关 (4) 电源 (5) 步进电机驱动器 (6) 步进电机 (7) 可编程控制器 图 3-10 次品筛选控制系统实物图 3.1.3 系统效果显示图系统效果显示图 图 3-11 触摸屏进入界面图 图 3-12 触摸屏工作界面图 第 10 页 共 28 页 触摸屏通过下载线将触摸屏程序下载到触摸屏后，通过 RS-232 连接 PLC 与触摸屏。触摸屏通电后工作时，触摸屏界面如图 3-11 所示，点击“进入系统” 画面切换到如图 3-12 所示，若想返回主页面，点击画面右下角“返回”。 3.1.4 硬硬件件电电路路的的接接线线图图 1) PLC 连线 通过下载线将触摸屏程序下载到触摸屏，工作时通过 RS-232 串口线连接至 PLC。触摸屏与可编程控制器工作时均需与 24V 电源联通，均为三线制。 (1)连接+24V (2)连接漫反射光电开关黑色端 (3)连接电感式接近开关黑色端 (4)连接 0V (5)连接 0V (6)连接 0V； (7)连接步进电机驱动器 CLK-端 (8)连接步进电机驱动器 CW-端 (9)重量值是否合格指示灯 (10)闪烁报警灯，显示：产品不合格 (11)是否含金属指示灯 图 3-13 可编程控制器接线图 2) 电机与电机驱动器 图 3-14 电机与电机驱动器接线图 第 11 页 共 28 页 如图 3-14 所示电机的棕色线头接在电机的 A 端，电机的橘黄色线头接在电 机的 A-端，电机的红色线头接在电机的 B 端，电机的黄色线头接在电机的 A- 端。 3.2 软件设计软件设计 3.2.1 系系统统流流程程框框图图 图 3-15 系统流程框图 如图 3-15 所示，产品通过生产线的传输带接近时，在漫反射光电开关检测 范围内(030cm）时漫反射光电开关计量产品总数，重量值程序加 1。 重量值程序中重量值随漫反射光电开关达到上升沿一次依次加 1，重量值 满 15 后自动置 1，循环进行。重量合格值范围为 9g1g。若重量合格，显示重 量合格。若重量不合格，则显示重量不合格，闪烁报警，次品数加 1，启动电 机转动，直到将次品推离主生产线后电机回零。 电感式接近开关检测金属（检测范围 04mm），若无金属，触摸屏显示不 含金属。若产品含金属，则显示含金属，闪烁报警，次品数加 1，启动电机转 动，直到将次品推离主生产线后电机回零。 整个过程动态显示次品总数、产品总数、产品重量值、次品率，复位或停 电电机回零。产品含金属或产品重量不合格即产品不合格，若两种指标均不合 格，次品数只加 1。 3.2.2 主程序的编写模块主程序的编写模块 1) 总产品计数模块 当产品在漫反射光电开关检测范围内被检测到一次，程序内产品总数加 1。 第 12 页 共 28 页 2) 重量值自加模块 当产品在漫反射光电开关检测范围内被检测到一次，程序内重量值加 1。 当值达到 15 后，下一次检测时，程序内重量值置 1，程序循环。 3) 重量值比较模块 重量值显示范围在 1g15g，重量合格范围在 9g1g，将重量值与合格值比 较。 4) 金属检测模块 当一个产品在接近开关检测范围内被检测到，程序判断产品是否含有金属。 5) 次品计数模块 当检测到产品为次品，程序内次品总数加 1。 6) 步进电机启动模块 当检测到产品为次品，步进电机驱动器驱动步进电机推动次品，直到次品 被推离主生产线。 7) 报警模块 当检测到产品为次品，报警灯闪烁，直到次品被推离主生产线。 8) 次品率计算模块 次品率=次品总数/产品总数。 9) 触摸屏显示模块 触摸屏动态显示次品总数、产品总数、重量值、次品率、产品是否含金属、 产品重量值是否合格、产品是否为合格产品。其中触摸屏的编写程序步骤如下： 开启软件新建程序选择机器型号新建画面新建数据显示元件 新建文本框修改元件属性。 10) 动态重量值模块 通过重量值自加模块，计算出产品重量值，并通过触摸屏显示模块动态显 示重量值。 11) 电机回零模块 点击复位按钮、停电、执行完推动后电机回零，等待下一次动作。 3.2.3 系统主程序系统主程序 梯形图语言是在继电器控制图的基础上发展而来的，最大的优点就是直观 易懂，使用简单方便，它是 PLC 的主要编程语言，所以本课题编程语言采用 PLC 中梯形图语言6。由图 3-15 系统流程框图可以画出本设计的梯形图，本设 计梯形图如下图所示。 第 13 页 共 28 页 X7：光电开关 X10：接近开关 D0：产品总数 D1：产品重量值 D2：次品总数 D40： 次品率 Y6：步进电机驱动端 Y7:步进电机驱动方向 注：Y1: “1”时，代表重量不合格，“0”时，代表重量合格； Y2：“1”时，报警灯闪烁，“0”时，报警灯无反应； Y3：“1”时，代表含金属，“0”时，代表不含金属； M1013：1s 时钟脉冲，0.5sOn/0.5sOff； M1000：运转监视常开接点（a 结点）； 电机频率：200Hz 图 3-16 系统主程序图 第 14 页 共 28 页 4 系统调试系统调试 整个调试分为模拟调试和现场调试，具体步骤如下： 1）在 WPLSoft 2.36 软件上进行程序的输入，程序的编译、下载及载入， 程序运行、程序监视、程序调试。 2）带电后电源指示灯是否亮起，若亮起说明电源部分工作正常。针对步进 电机的额定电流为 1.2A，设置步进电机驱动器的 SW1 为 1，SW2 为 0，SW3 为 0，S1 为 1。连接 PLC 与电源，PLC 与步进电机驱动器，PLC 与漫反射光电 开关，PLC 与接近开关，PLC 与触摸屏，触摸屏与电源，步进电机与步进电机 驱动器，步进电机驱动器与电源。为避免烧坏芯片，应反复检查连线，才通电。 检查好若各电源指示灯亮起，说明电源与各器件已连通。若有不亮，则检查连 线。 3）完成第一步后，将程序烧到可编程控制器里。分别用含金属产品和不含 金属产品对系统进行检测。测试程序中的，重量值自加模块、重量值比较模块、 报警模块、电机启动模块、金属检测模块、电机回零模块。 当在检测范围内检测含金属物品时，预期现象（其中 N 为自然数）： （1）检测第 15N+115N+7 个产品时，可编程控制器 Y1 亮，启动电机转 动直到将次品推离主生产线后电机回零，可编程控制器 Y3 亮，可编程控制器 Y2 闪烁。 （2）检测第 15N+815N+10 个产品时，可编程控制器 Y1 不亮，启动电机 转动直到将次品推离主生产线后电机回零，可编程控制器 Y3 亮，可编程控制 器 Y2 闪烁。 （3）检测第 15N+1115N+15 个产品时，可编程控制器 Y1 亮，启动电机 转动直到将次品推离主生产线后电机回零，可编程控制器 Y3 亮，可编程控制 器 Y2 闪烁。 当在检测范围内检测不含金属物品时，预期现象： （1）检测第 15N+115N+7 个产品时，可编程控制器 Y1 亮，启动电机转 动直到将次品推离主生产线后电机回零，可编程控制器 Y3 不亮，可编程控制 器 Y2 闪烁。 （2）检测第 15N+815N+10 个产品时，可编程控制器 Y1 不亮，电机不转 动，可编程控制器 Y3 不亮，可编程控制器 Y2 不闪烁。 （3）检测第 15N+1115N+15 个产品时，可编程控制器 Y1 亮，启动电机 转动直到将次品推离主生产线后电机回零，可编程控制器不 Y3 亮，可编程控 制器 Y2 闪烁。 若和预期现象不一致，除了检查连线外，主要按以下方法处理： 第 15 页 共 28 页 若 Y1 显示与预期不一致，则检查修改重量值自加模块程序和重量值比较 模块程序。 若 Y2 显示与预期不一致，则检查修改报警模块。 若 Y3 显示与预期不一致，则检查修金属检测模块。 若电机转动与预期不一致，则检查修改电机启动模块。若步进电机不转动， 可能是电机频率设置得太高。 若电机不回零则检查电机回零模块的程序或复位按钮关联地址是否出错。 4）完成第二步后，将触摸屏程序通过连接线下载到触摸屏。接通触摸屏电 源，试验触摸屏编程效果是否符合要求。检测触摸屏编程模块。 5）完成第三步后，将触摸屏通过 RS-232 连接到可编程控制器。所有器件 接通电源，分别用含金属产品和不含金属产品测试。在触摸屏上检查动态重量 值模块、产品总计数模块、次品计数模块、报警模块、次品率计算模块、回零 模块。 5 系统试验及数据分析系统试验及数据分析 5.1 检测范围的测定检测范围的测定 经实地测量，漫反射光电开关在 030cm 内工作，电感式接近开关在 04mm 内工作。整个测量都是按照编号顺序依次进行。Y1、Y2、Y3 的注解见 图 3-16。 5.2 数据记录及分析数据记录及分析 如表 5-1 所示，在检测范围内，重量值为 1g7g，重量不合格，且含金属， 属于次品，所以可编程控制器 Y1 亮，启动电机转动直到将次品推离主生产线 后电机回零，可编程控制器 Y3 亮，可编程控制器 Y2 闪烁，次品率为 100.00%。 第 16 页 共 28 页 表 5-1 当在检测范围内检测含金属物品且检测为 15N+115N+7 时各项指标 编号Y1Y2Y3电机重量值（g）产品总数次品总数次品率(%) 1亮闪烁亮转动111100.00 2亮闪烁亮转动222100.00 3亮闪烁亮转动333100.00 4亮闪烁亮转动444100.00 5亮闪烁亮转动555100.00 6亮闪烁亮转动666100.00 7亮闪烁亮转动777100.00 16亮闪烁亮转动11616100.00 17亮闪烁亮转动21717100.00 18亮闪烁亮转动31818100.00 19亮闪烁亮转动41919100.00 20亮闪烁亮转动52020100.00 21亮闪烁亮转动62121100.00 22亮闪烁亮转动72222100.00 31亮闪烁亮转动13131100.00 32亮闪烁亮转动23232100.00 33亮闪烁亮转动33333100.00 62亮闪烁亮转动26262100.00 63亮闪烁亮转动36363100.00 64亮闪烁亮转动46464100.00 65亮闪烁亮转动56565100.00 76亮闪烁亮转动17676100.00 77亮闪烁亮转动27777100.00 9981亮闪烁亮转动699819981100.00 9982亮闪烁亮转动799829982100.00 如表 5-2 所示，在检测范围内，重量值为 9g1g，重量合格，但含金属， 属于次品，所以可编程控制器 Y1 不亮，启动电机转动直到将次品推离主生产 线后电机回零，可编程控制器 Y3 亮，可编程控制器 Y2 闪烁，次品率为 100.00%。 第 17 页 共 28 页 表 5-2 当在检测范围内检测含金属物品且检测为 15N+815N+10 时各项指标 编号Y1Y2Y3电机重量值（g）产品总数次品总数次品率(%) 8不亮闪烁亮转动888100.00 9不亮闪烁亮转动999100.00 10不亮闪烁亮转动101010100.00 23不亮闪烁亮转动82323100.00 24不亮闪烁亮转动92424100.00 25不亮闪烁亮转动102525100.00 38不亮闪烁亮转动83838100.00 39不亮闪烁亮转动93939100.00 40不亮闪烁亮转动104040100.00 9998不亮闪烁亮转动899989998100.00 9999不亮闪烁亮转动999999999100.00 如表 5-3 所示，在检测范围内，重量值为 11g15g，重量不合格，且含金 属，属于次品，所以可编程控制器 Y1 亮，启动电机转动直到将次品推离主生 产线后电机回零，可编程控制器不 Y3 亮，可编程控制器 Y2 闪烁，次品率为 100.00%。 5-3 当在检测范围内检测含金属物品且检测为 15N+1115N+15 时各项指标 编号Y1Y2Y3电机重量值（g）产品总数次品总数次品率(%) 11亮闪烁亮转动111111100.00 12亮闪烁亮转动121212100.00 13亮闪烁亮转动131313100.00 14亮闪烁亮转动141414100.00 15亮闪烁亮转动151515100.00 41亮闪烁亮转动114141100.00 42亮闪烁亮转动124242100.00 43亮闪烁亮转动134343100.00 44亮闪烁亮转动144444100.00 9986亮闪烁亮转动1199869986100.00 9987亮闪烁亮转动1299879987100.00 第 18 页 共 28 页 9990亮闪烁亮转动1599909990100.00 如表 5-4 所示，在检测范围内，重量值为 1g7g，重量不合格，不含金属， 属于次品，所以可编程控制器 Y1 亮，启动电机转动直到将次品推离主生产线 后电机回零，可编程控制器 Y3 不亮，可编程控制器 Y2 闪烁。 表 5-4 当在检测范围内检测不含金属物品且检测为 15N+115N+7 时各项指标 编号Y1Y2Y3电机重量值 （g） 产品总数次品总数次品率(%) 1亮闪烁不亮转动111100.00 2亮闪烁不亮转动222100.00 3亮闪烁不亮转动333100.00 4亮闪烁不亮转动444100.00 5亮闪烁不亮转动555100.00 6亮闪烁不亮转动666100.00 7亮闪烁不亮转动777100.00 16亮闪烁不亮转动116850.00 17亮闪烁不亮转动217952.94 18亮闪烁不亮转动3181055.56 19亮闪烁不亮转动4191157.89 20亮闪烁不亮转动5201260.00 21亮闪烁不亮转动6211361.90 22亮闪烁不亮转动7221463.64 31亮闪烁不亮转动1311548.39 32亮闪烁不亮转动2321650.00 33亮闪烁不亮转动3331751.52 62亮闪烁不亮转动2623048.39 63亮闪烁不亮转动3633149.21 64亮闪烁不亮转动4643250.00 65亮闪烁不亮转动5653350.77 76亮闪烁不亮转动1763647.37 77亮闪烁不亮转动2773748.05 9981亮闪烁不亮转动69981466146.70 第 19 页 共 28 页 9982亮闪烁不亮转动79982466246.70 如表 5-5 所示，在检测范围内，重量值为 9g1g，重量合格，不含金属， 属于非次品，所以可编程控制器 Y1 不亮，电机不转动，可编程控制器 Y3 不亮， 可编程控制器 Y2 不闪烁。 表 5-5 当在检测范围内检测不含金属物品且检测为 15N+815N+10 时各项指标 编号Y1Y2Y3电机重量值（g）产品总数次品总数次品率(%) 8不亮不闪烁不亮不转动88787.50 9不亮不闪烁不亮不转动99777.78 10不亮不闪烁不亮不转动1010770.00 23不亮不闪烁不亮不转动8231252.17 24不亮不闪烁不亮不转动9241250.00 25不亮不闪烁不亮不转动10251248.00 38不亮不闪烁不亮不转动8381950.00 39不亮不闪烁不亮不转动9391948.72 40不亮不闪烁不亮不转动10401947.50 9998不亮不闪烁不亮不转动89998799980.01 9999不亮不闪烁不亮不转动99999799980.00 表 5-6 当在检测范围内检测不含金属物品且检测为 15N+1115N+15 时各项指标 编号Y1Y2Y3电机重量值（g）产品总数次品总数次品率(%) 11亮闪烁不亮转动1111872.73 12亮闪烁不亮转动1212975.00 13亮闪烁不亮转动13131076.92 14亮闪烁不亮转动14141178.57 15亮闪烁不亮转动15151280.00 41亮闪烁不亮转动11413278.05 42亮闪烁不亮转动12423378.57 43亮闪烁不亮转动13433479.07 44亮闪烁不亮转动14443579.55 9986亮闪烁不亮转动119986798880.00 9987亮闪烁不亮转动129987798980.00 9990亮闪烁不亮转动159990799079.98 第 20 页 共 28 页 如表 5-6 所示，在检测范围内，重量值为 11g15g，重量不合格，不含金 属，属于次品，所以可编程控制器 Y1 亮，启动电机转动直到将次品推离主生 产线后电机回零，可编程控制器不 Y3 不亮，可编程控制器 Y2 闪烁。 将含金属和不含金属的物品混合在一起