基于PLC的水塔水位控制硬件设计

-.z基于PLC的颜色区分正品分拣系统控制——硬件系统设计摘要：颜色传感器的出现使区分物体的颜色更便捷，使生产线能根据工件的颜色进展分拣，大大提高了工业自动化。在以前生产线上采用人工分拣有颜色的工件，自动化程度低，效率低，已经不能适应工业生产需要了。而本设计选用的TCS230颜色传感器因具备精度高、编程简单以及输出数字化等优点，使本系统的颜色区分构造使用更加方便。本次设计采用可编程控制器能够对信号的采集、处理、输出的一系列集中控制，使系统可以平安可靠运行。实现了传感器和变频器和三相减速电机和推杆电机等硬件配合控制，实现了传送带自动减速，工件颜色的区分，工件的次品分拣等功能。PLC和变频器和三相减速电机的配合使用使传送带运行的速度更加平稳，调速方便，而三相减速电机能提供大转矩，使传送带带载增强。PLC作为本次系统控制核心，使使用更加灵活、简单，且抗干扰能力强，使系统运行更为可靠，为本次设计提供了平安可靠的硬件环境。关键词：PLC；颜色区分；分拣；变频器；三相减速电机Abstract：Colorsensortodeterminethecolorofobjectsmoreconvenient,theproductionlinecanbesortedaccordingtothecolor,greatlyimprovingtheindustrialautomation.Beforetheproductionlineusingmanualsortingcolorworkpiece,lowdegreeofautomation,lowefficiency,hasbeenunabletomeettheneedsofindustrialproduction.TCS230colorsensorisadoptedinthisdesignhasthecharacteristicsofhighresolution,programmablecolorselectionanddigitaloutputetc.e*cellent,thecolordiscriminationstructureoftheapplicationofthisconvenient.Thisdesignusescanrealizethecollection,processing,outputsignaloftheprogrammablecontrollerofaseriesofcentralizedcontrol,morestableoperationoftheproductionline.Thesensorisrealizedandinverterandthree-phasegearmotorandpushrodmotorandotherhardwarecontrol,realizetheconveyorbeltautomaticdeceleration,workpiececolordiscrimination,defectiveworkpiecesortingfunction.PLCandinverterandthree-phasemotorwiththeuseoftheconveyorbeltrunningspeedismorestable,convenientspeed,andcanprovidehightorquethree-phasemotor,theconveyorbeltcarryingenhanced.

PLCasthecorecontrolofthissystem,theuseofmorefle*ible,simple,andstronganti-interferenceability,makethesystemmorereliable,providesasafeandreliableenvironmentforthedesignofhardware.Keywords:temperaturesensor;singlechipmicroputer;monitoring;programming设计说明生活中，人们喜欢将不同颜色的东西分拣开来，使同一种颜色的东西放在一起。工业生产线也一样，利用颜色传感器检测不同颜色的工件，和人工区分颜色分拣相比减少了分拣误差，提高生产线生产效率和自动化程度。本系统，规定红蓝绿三种颜色的工件为正品，非红绿蓝颜色工件为次品，当把工件自动出料到传送带上，物体被光电传感器检测到且输出信号到PLC输入端，PLC延时一秒后，从输出端输出信号到变频器的数字输入端使三相减速电机以设定的速度带动传送带转动，当工件到达TCS230颜色传感器时，检测的信号输出到PLC输入端，PLC根据颜色区分模块传到PLC上的信号，如果不是红色工件或者蓝色工件和绿色工件三种颜色的工件，PLC让传送带10Hz速度运行到废品处理的区域，然后启动推杆电机，把工件推到设定的废品区。如果是红蓝绿三种颜色的工件，PLC让传送带以30Hz运行到传送带末端。本设计硬件上，传送带由滚筒和皮带组成，利用联轴器把滚筒和三相减速电机连接在一起，从而带动传送带启动和停顿和调速，而三相减速电机由PLC和变频器配合通过变频器的升/降〔UP/DOWN〕频率运行控制方式来进展调速，本设计用的变频器是汇川变频器，电机启动或者停顿受变频器数字端的正转端控制，只要对正转端通电或者断电就可以实现启动和停顿，通过变频器的控制面板可以将变频器的多功能输入端子DI1～DI4进展给定和UP/DOWN频率运行控制相应的功能参数进展给定，将变频器的数字端子的多功能输入端子的DI1设置为正传〔FWD〕输入端，DI2设置为UP给定，而DI3为DOWN给定，只要改变三个端子数字状态就可以实现UP/DOWN频率运行控制方式来进展调速，这些数字输入端与PLC的输出端两连接，改变相应的输出端子的状态就可以实现对变频器的启动和停顿和UP/DOWN频率运行控制方式来进展调速。变频器相应的故障报警有TA-TC常开故障继电器触点，TA-TC常开触点与PLC的输入端连接，如果变频器发生故障TA-TC常开触点就会闭合，通知PLC报警。颜色传感器输出信号到单片机，单片机根据颜色的种类输出信号驱动三极管的基极，使三极管导通，而三极管的集电极连接PLC的输入端，PLC就会获取颜色传感器输出的信号。分拣单元由推杆电机和中间继电器组成，由24V直流开关电源为推杆电机提供电源，PLC输出口接中间继电器的线圈的输入端，而推杆电机的电源输入端和24V电源和中间继电器的常开触点之间相串联，改变推杆电机电源正负极就改变推杆电机的推和缩动作，接中间继电器的目的是保护PLC的输出触点。安装有两个空气开关作为设备的保护，一个作为总开关，其中一个空气开关是保护变频器的，防止线路短路烧坏变频器。关键词：PLC；变频器；颜色传感器；推杆电机；硬件1引言研究背景日常生活中，人们利用肉眼区分不同颜色的东西，很多工厂的生产线上是利用人工分拣不同颜色的产品。随着现代工业生产向高速化、自动化方向的开展，特别是微机技术的不断深入开展，以微机技术为平台的可编程控制器〔ProgrammableLogicalController〕技术日益智能化和不断完善，使顺应各类场所的传感器连连续续的出现，它们凭借稳定性极佳、可以承受恶劣的环境考验、功能多和操作简单等优秀的特点，非常受自动控制领域产业欢送，扮演工业自动控制领域不可或缺的地位。颜色分拣在工农行业中应用需求高，而在现在的市场经济中，竞争无处不在，各厂家为获得竞争优势，在技术上不断完善和反展、在质量上更加平安可靠和在操作上更加方便，从而获得客户们更多的订单。研究的目的与意义中国制造业不断增多，从而对自动化程度要求越来越高，所以在自动化方面必须进展改革以适应生产上的需求。颜色分拣系统的出现改变了传统的分拣方式。实现自动控制的颜色分拣系统能够极大的提升生产效率和产品质量，明显消除靠人眼分拣产生的误差，有效减少员工的劳动强度并降低能源和资源的损耗。提高生产效率，为自己创造出最大的效益，在生产过程中不会出现失误，这样在尽量防止错误出现和故障的影响，将会为公司获取巨大的利益。自动化程度在制造产业中不断提高，使用规模不断拓展。分拣行业中自动化操作正在改变着分拣过程的动作方式的加工方法。实现自动分拣的系统可以明显地提高生产效率和产品质量，明显消除靠人眼分拣产生的误差，有效减少职工的劳动强度并降低能源和资源的损耗。具备革命意义的自动化扭转着分拣行业的制造方式及其产品的传输形式。设计和安装的自动分拣系统，不断提高分拣行业的产品质量和生产效率，从而降低了加工上的误差和减少了劳动强度，所以自动分拣系统表现出非常明显的作用。色彩区分普遍应用于各类工业检测和自动控制*畴，而生产过程当中一直靠人眼来区分颜色工作现在已经被相关的颜色传感器所替换。如：各类物体外观颜色区分如产品包装色标检测，产品外表特点颜色的检测，液体溶液颜色转变进程的检测与控制，能够应用在彩色打印机、医疗诊断、LED检测、液体颜色识别、电脑彩色监控标准、颜色产品加工控制、和油漆、纺织品、化装品及打印材料的彩色搭配等颜色检测产品等等。国内研究状况颜色识别的分拣系统应用及其广泛，比方农业上应用它来分拣不同颜色的水果，蔬菜等农产品，工业上那就更多了，涉及颜色的东西都可以进展分类。对于分拣方面中国的研究非常少，而日本在1980年就已经依据工业开展需要提出自动分拣的观点，并且随后的开展逐步推进物流的信息化建立，开展物流信息管理系统的整体规划和建立，经过互联网使自动分拣系统加快获得实现和改善，同时对于怎么进一步加快分拣效率和减少物流本钱支付的研究也随之出现，但关于我国国内物流方面的介绍少之又少，多是因为国内物流行业开展到大规模扩*之间的时间较短，所以在分拣体系方面的研究当前来讲为数不多，这方面现有的有关建树的文献资料国内也缺乏。近几年国务院虽出台了局部鼓励物流成长的政策，但国内的物流业仍然处在一个劣势地位，智能化的分拣体系在国内几乎见不到踪迹，除邮政和顺丰之类如此的物流业巨头外，其他的物流企业仍然还在人工化的分拣方式，没有政府的资金鼓励，物流行业的开展步伐将很大地受到限制。伴随我国经济的飞跃，如：各类物体外观颜色区分如产品包装色标检测，产品外表特性颜色的检测，液体溶液颜色转变过程的检测与把握，能够应用彩色打印机、医疗诊断、LED检测、液体颜色区分、电脑彩色监控指标、颜色产物加工控制、和油漆、纺织品、化装品及打印材料的彩色搭配等颜色检测产品等等。我们很多实现了国产化。国外研究状况TCS230是由美国TAOS公司推出的一款能区分有颜色的物体的传感器，利用三原色定理，有颜色的物体在可见光的照射下，反射颜色光到颜色传感器，然后颜色传感器内部对型号进展处理，输出数字量的信号，利用微机直接读取处理。TCS230一出现就迅速占领颜色区分传感器领域的市场，也受到广阔用户的欢送，特别是加工业迫切需要这样的传感器充当人的眼睛。颜色传感器性能不断改良和更新，但作为最早出现的颜色传感器因为性能稳定，在工业自动化上占有相当高的地位。美国是最先使用条形码进展物品的分拣，当颜色传感器的现世，使用颜色分拣各类物体外观颜色区分如物体包装色标检测，产品外观特性颜色的检测，液体溶液颜色变化进程的检测与把持，兴旺国家应用颜色传感器进展颜色区分和分拣是非常普遍的，加快了自动化应用的开展，同时颜色分拣技术加快了工业和医疗卫生和文化产业开展。颜色区分正品分拣系统控制根本概况在系统的总体设计方面，首先对颜色分拣系统所需各局部零件进展研究和对电路进展设计；分别有PLC、变频器、三相减速电机、颜色传感器、51单片机最小系统、推杆电机，光电传感器，中间继电器等进展资料上的研究，接着进展传送带动力模块设计、颜色区分模块的设计、分拣模块的设计、系统接线的设计、系统调试等。经过上述步骤，进展不断对出现的问题解决和对缺乏之处修改和完善。系统的根本功能本系统的开发设计有以下功能：〔1〕对红，绿，蓝三种颜色区分；〔2〕对不是红，绿，蓝三种颜色的工件进展废品分拣；〔3〕PLC和变频器配合控制三相减速电机调速。系统组成构造颜色分拣系统的构造如图2.1所示，控制器采用三菱F*2N系列PLC控制，传感器有光电传感器和颜色传感器，传送带动力单元有三相减速电机和变频器，颜色区分单元有颜色传感器和单片机以及电压转换电路等，分拣单元有推杆电机和中间继电器等。图2.1系统总体框图颜色区分正品分拣系统硬件设计系统主要硬件介绍可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器〔ProgrammableLogicController〕，运用了数字运算操作的电子系统，是专为了在工业环境使用而设计的。它选用一种可编程的存储器，运用其内部存储程序，实现逻辑运算，次序控制，定时，计数和算术使用等面向用户的指令，方便用户编程，并经过数字或模拟式输入/输出控制各类型的机械或生产进程。众所周知，PLC其实就是工业控制计算机，内部输入输出接口模块选用了光电隔离，滤波等抗干扰设施，来提高PLC工作的可靠性，PLC被广泛的应用，成为是工业控制的核心局部。本设计选用日本三菱公司推出的F*2N系列PLC,它是三菱公司小型PLC的代表产品之一，具有如下特点[1]。F*2N是F*系列中成效最强、运转速率最快的PLC。F*2N根本指令执行时间可达0.08μs。F*2N的I/O点数最高可扩展到256点，而用户存贮器容量可增大到16K。F*2N系列具有最大*畴的容纳了标准特质、执行程序速度快、通信功能得到改良、电源适宜世界各国的标准并且适合单个需求的大批特别功能模块，灵活性极佳和控制能力好很适合工厂自动化应用。选用三菱F*2N-32MR-001型PLC作为本次设计的可编程逻辑控制器，该型PLC的外部电源使用电压为交流220V，频率为50Hz的交流电。它的输入输出口都有相应的指示灯，剩下四个指示灯应用于电源和运行/停顿，内部锂电池的电压和CPU和程序的工作状况。该型PLC有16点I/O漏型输入，16点I/O继电器输出。我国一般采取漏型输入，即公共端接负极，PLC的I/O输入口有+24V电压输出，如果将按键一端用导线连接PLC的I/O输入口，另一端接到输入公共端端，当按键闭合后就可以形成回路，PLC就可以获取到输入信号。它的输出I/O是继电器输出，输出接口模块采用光电耦合器，抗干扰能力强，且可以驱动直流30V或交流250V负载，驱动负载能力大，适合于各类电机和电磁阀及传感器等负载的控制，而晶体管输出的PLC多用于电子电路的控制。不管PLC是继电器输出还是晶体管输出，都是根据实际情况需要来选取PLC。变频器根据转速公式知道，对异步电机的调速有改变转差率s的串级调速和转子外加电阻调速，改变电源频率f1的变频调速，改变极对数p的变极调速。实践使用中知道，转子外加电阻调速要损耗一定的功率，串级调速只能在低于同步转速*围内进展调速，变极调速是一级一级的，调速不方便。所以串级调速和变极调速调速效率低，耗能，不经济等弊端。现在工业广泛用变频器调速也就是变压变频调速简称变频调速。从公式n=60f(1-s)/p能够发现，可以改变频率的方式进展调速，电机的转速就能连续、平滑地调节。分为基频以下调速和基频以上调速。在电机调速时，希望保持电机每极的磁通率不变，充分利用电机的铁心，激磁电流和电机的功率因数均不变，忽略定子漏阻抗压降时，从反电动势公式U，可以发现使电压和频率的成比例变化时，，所以叫变压变频调速〔V/F〕，本设计选用的变频器实现基频以下的调速，也就是恒转矩调速。由转矩公式，因为变压变频磁通率不变，转子电流不变转子功率因数0.9～0.95，由于变化*围不大可以近似功率因数不变，所以转矩不变，所以叫恒转矩调速。当将频率上调时，输入电压保持不变，随着频率的上升，主磁通逐渐下降，，因为转速升高的情况下，认为转子电流和转子功率因数保持不变，所以公式推演得到，由此可知道随着频率上调，电机的转矩随着下降。电机的功率为因为等于一常值，所以频率上调叫恒功率调速。变频器〔Variable-frequencyDrive，VFD〕是使用变频技术与电力电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。由整流〔交流变直流〕、滤波、逆变〔直流变交流〕、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等构成变频器主要构造。变频器靠在内部IGBT的通断来调整输出电源的电压和频率，按照电机的实际需要来供给其所需要的电源电压，继而实现节能、调速的目标，此外，变频器还有一些保护功能，如过流、过压、过载保护等等[3]。变频器的整流器把工频电源变换为直流电源。平波回路的功能是在整流器整流后的直流电压中，包括了电源6倍频率的脉动电压，另外逆变器产生的脉动电流影响了直流电压。为了防止电压波动产生，选用电感和电容除去脉动电压〔电流〕。器件容量小时，假设是电源与主电路组成的器件有足够的余量，可以去掉电感选用简单的平波回路。逆变器将直流电压变换为目标频率的交流电压，在规定的时间内使6个开关器件导通、关断从而获得三相交流电输出。例如电压型PWM逆变器控制电路：是给异步电动机供电〔电压、频率可调〕的主电路提供控制信号的回路。它主要由相应频率、电压的运算电路和主电路的检测电路，和电动机的速度检测电路，和将控制信号进展增益的驱动电路，和变频器和电机的保护电路构成[6-8]。按变频的环节分交--直--交变频，和交--交变频。交--直--交变频是先把工频交流电经过整流器转换为直流电，接着将直流电转换为频率可调的交流电。也称为间接式变频器，是现在普遍使用的通用型变频器。交--交变频，是使工频交流电直接转换成频率可调的交流电，也称为直接式变频器。本设计使用的是通用变频器也就是交--直--交变频。交直交变频器的主电路如图3.1所示。图3.1交直交变频器的主电路图本设计选用汇川公司推出的MD300A-S-0.7BC型变频器，MD300A系列是经过广泛的市场调查的根底上设计的高性能，通用型变频器。主要的性能如下。它继承了汇川公司变频产品的优点，具备V/F〔变压变频〕和开环矢量〔SVC〕两种控制功能，确保了极好的低频转矩特性和动态响应好的性能。输入额定电压为单相交流为220V，输入额定电流为8.2A,输出电压为三相380V,输出额定电流为4.0A。输入频率为50/60Hz,输出频率为0～3200Hz。适配电机的功率为0.75KW。频率源给定包括面板电位器给定，数字给定，通讯给定。直流制动起始频率为0.0～50Hz,而制动时间为0.0～36.0s,制动电流值为0.0～200.0%，且内置制动构造。三相减速电机减速电动机由减速箱和电动机组成，减速箱有齿轮式的也有蜗杆式的，齿轮式用的比拟多。减速机在电动机和减速箱组成的构造来匹配转速和传递转矩的作用，由于减速机要设定好减速比，所以是一种非常精细的设备，选用它是为了降低电机输出的转速，增加电机输出的转矩。减速箱的外壳使用金属壳体，里面的器件有齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成，一般用在减速传动装置中如用作原动机和工作机之间。在一切输出转速的装置中起匹配转速和传送转矩的功能，在现代工业中使用非常普遍。减速电机具有如下主要性能。〔1〕低能耗,功能强大,使得减速机效率非常高,且抗干扰能力强。〔2〕通用性高,维修简单,维护本钱少,尤其是生产线,只要备用减速箱内部几个零件即可确保整线正常生产。〔3〕选用新式密封零件,维护性能好,对环境适应性高,能在有腐蚀、潮湿等恶劣环境中持续工作。〔4〕降速同时提高输出转矩，转矩输出比例按电机输出乘减速比，注意不能超出减速机额定转矩。〔5〕降速时因为转矩增大了，减少了负载惯量，惯量的减少的量为减速比二次幂。本设计的传送带滚筒的半径为3.5cm,质量为2.35kg,滚筒转动的最小力矩可由力矩公式〔3.1〕得到。(3.1)得滚筒转动的最小力矩为。市场上卖的小型三相减速电机最小功率有20W和25W和40W的三相减速电机，异步电机的转矩可以根据公式〔3.2〕求得。〔3.2〕根据厂家提供的三相异步电机的额定转速为1350r/min,通过计算20W和25W和40W的异步电机的转矩分别为,，，根据经济性和设计的需要我们选用了25W的三相异步电机，速比=电机输出转数÷减速机输出转数("速比"也称"传动比")，而通过和滚筒转动的最小力矩和25W异步电机的转矩相除得最小减速比为约等于5,也就是说要想25W三相减速电机拉动传送带，所选的减速箱的减速比要大于5。根据设计的需要，选择了减速比为50的减速箱。25W三相异步电机的参数如表3.1所示，减速比为50的减速箱的参数如表3.2所示。表3.125W三相异步电机参数编号参数内容数值1齿轴型号4IK25GN-Y2额定出力〔W〕253电压〔V〕3Φ220/3804频率〔Hz〕50/605极数〔P〕46起动转矩〔kg〕4.77额定转矩〔kg〕2.058额定电流〔A〕0.2/0.129额定转速〔r/min〕1350表3.2减速箱的参数编号参数内容数值1减速比502最大容许转矩61.8kg350Hz额定转速30r/minTCS230颜色传感器TCS230颜色传感器是TAOS公司推出的一种可以区分颜色的传感器,技术先进，性能出众，TCS230颜色传感器一出现就迅速占领了这一领域，电路构造简单，能输出数字量功能，在没有A/D转换电路情况下可以实现每个颜色信道10位以上转换精度，使电路构造更简单，方便使用，所以TCS230颜色传感器得到广泛的使用，且不断改良缺乏之处，引领潮流。TAOS公司不断改正TCS230颜色传感器的缺点，推出TCS3200颜色传感器，这款传感器让TAOS公司继续处于市场竞争优势地位。在使用颜色传感器时，先将颜色传感器白平衡调节，接着系统调试时，将要检查的物体用颜色传感器检测，记下相应的颜色数据，重复屡次，将得出的数据求最小值和最大值，然后在编程时可以根据最小值和最大值这个*围将其它颜色数据排除掉。图3.2是TCS230颜色传感器的引脚和功能框图。依据三原色理论可以知道,每种颜色是由不同比例的三原色(红、绿、蓝)混合而组成的。假设知道组成各种颜色的三原色的值,从而可以得出所测试物体的颜色。当确定一个颜色滤波器时，而其他原色则会被过滤掉。例如:选用蓝色滤波器，入射光中唯有蓝色可以通过,绿色和红色都被过滤掉了，这样就能够获得蓝色光的光强；同理，选用其他的滤波器，就能够获得蓝色光和绿色光的光强。经过这三个值,就能够分析投射到TCS230传感器上的颜色光。从图3.2可知：当TCS230上有入射光投射到时,经过光电二极管控制引脚S2、S3的二进制组合,当电流通过不同的滤波器时，频率转换器输出不同频率的方波(占空比是50%),所以不同的颜色与光强对应不同频率的方波：或者经过输出定标控制引脚S0、S1,选取不同的输出比例因子,调整输出频率*围,可以到达不同的需求。图3.2TCS230的引脚和功能框图表3.3和表3.4给出了TCS230芯片各个引脚的功能及它的二进制组合选项。选取输出比例因子或电源关断模式可以通过S0、S1组合实现；S2、S3二进制组合可以选取滤波器的类型；当需要控制输出的信号状态或者作为片选信号时，将频率输出使能引脚OE改为低电平即可，片选信号是在当有多个芯片引脚共用微处理器的输入引脚时实现；VCC为芯片供给运行工作电压，OUT是频率输出引脚，GND是芯片的接地引脚。表3.3S0、S1的组合选项S0S1输出频率定标LL关断电源LH20%续表3.3S0S1输出频率定标LH20%HL100%HH关断电源表3.4S2、S3的组合选项S2S3滤波器选项LL红色LH蓝色HL无HH绿色STC89C51单片机单片机由控制器和运算器和存储器和输入设备和输出设备五局部组成，而由控制器和运算器组成集合体叫中央处理器〔CPU〕，而CPU和内部数据存储器〔RAM〕和内部程序存储器〔ROM〕和定时器/计数器和串行口和中断控制系统组成单片机总线构造，如图3.3所示。而STC89C51单片机是宏晶科技推出的新一代强干扰，高速低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期等功能，在质量还是技术上都比8051领先[11]。图3.3单片机总线构造单片机最小系统也叫最小应用系统,如图3.4所示，也就是用最少的元件构成的单片机能够工作的系统。对51系列单片机来讲,最小系统通常应当包括:单片机、晶振电路、复位电路。复位电路由电容串联电阻组成，当系统的电源得电后,RST脚将会变为高电平,这个高电平保持的时间由电路的RC值来确定.通常单片机都是当RST引脚输入高电平后将保持两个机器周期以上完成复位。为了准确地获得9600波特率和19200波特率，晶振选取应取11.0592MHz。构造单片机系统都从单片机最小系统开场构造，可以说一个复杂的单片机系统都是单片机最小系统的扩展，所以单片机最小系统显得非常重要。图3.4单片机最小系统推杆电机推杆电机是一种新型的电动执行机构，推杆电机由驱动电机、减速齿轮、螺杆推杆、滑座、弹簧、外壳及涡轮、微动控制开关等构成，能够到达远距离控制、集中控制的作用。它的工作原理是电动机通过齿轮减速后，齿轮带动蜗杆转动，产生直线运动，如摇杆或连杆等单元可实现转动、摇动等复杂动作。或者改变杠杆力臂大小，能够增大行程。按实际情况来选择推杆电机的速度和行程，而气缸的速度明显加快，但推杆电机力矩是气缸的几十倍，且速度很稳定。推杆电机在一定行程*围内作往返动作，通常推杆电机行程根据实际需要来选择行程，如果没有适宜的行程，可以依据不同应用情况要求设计定做。推杆电机能够依据不同的运行负荷来设计不同推力的推杆电机，通常其最大推力到达6000N，空载情况下运转速率为4mm～35mm/s,推杆电机的动力源一般是24V/12V直流永磁电机，将电机的旋转运动转变为直线往返运动。稳定性好，大力矩，所以推杆电机执行单元比气动执行单元有显著节能优点，应用在各行各业中，得到广泛的应用。所以本设计选用推杆电机执行传送带的推料动作，应用在废品的分拣过程中，根据设计需要选用输入电源为24V直流电压，行程为100mm，速度为9mm/s的推杆电机。光电传感器光电传感器是主要由光源、光学通路和光电元件三局部构成的一类作为检测单元的传感器。光电传感器又可以分为发送器、接收器和检测电路构成，它的工作过程是将发送器对准目标发射光束，光束持续地发射，当光束发生变化，将被测量的变化转化为光信号的变化，然后利用光电元件将光信号转化为电信号。接收器由光电二极管或者光电三极管或者光电池构成。接收器的前面需要用到装有光学元件如透镜和光圈等。而检测电路在其后面，能过滤出有用信号和使用该信号，光电传感器又可分为对射型和漫反射型[12]。对射式光电传感器：发射器和接收器在同一直线上，且彼此分开，当发射器发射出的光束被阻挡时，接收器没有承受到光束，接收端在信号线上输出一个开关信号，它们之间的距离最高可达50米远间隔。特点：作用距离大，抗干扰能力强，能够平安可靠地在野外或者有尘埃的环境中也可以应用；该设备的价格高，由于发射器和接收器需要接电源，造成损耗高，发射端和接收端都需要敷设电缆，透明的物体不能区分[12]。

漫反射型光电传感器：当传感器启动后，能发射光束，照射到目标上，使目标产生漫反射，发射器和接收器集合在单一的标准构造，当接收器承受到充足的组合光返回时，传感器在信号线上输出开关信号，作用距离的一般可到达到3米。特点：目标外表性质和和颜色对目标的反射能力影响很大，而目标的反射能力决定有效作用距离，起重要的作用；当传感器的反射端和接收端由单个元件构成时，一般是能够实现粗定位；选用背景抑制功能可以调节测量距离；对目标上的尘埃敏感和对目标变化了的反射性能敏感[12]。本设计选用对射式光电传感器，设计之初，选择检测距离是10cm漫反射式光电传感器，但发现漫反射式光电传感器检测距离超出了它规定的检测距离，到达17cm，引起的误差很大。最后决定选择了对射式光电传感器作为颜色区分箱内的工件到来检测，对射式光电传感器的检测距离取决于发射端和接收端的距离，它检测距离可达50米，而本设计不需要长距离检测，最重要是使用它能设定检测距离这个优点，并且它比漫反射式的抗干扰能力和稳定性都增强，可以设定好检测距离为10cm，很大程度减少了误差，抗干扰增强，弥补了漫反射式光电传感器的缺乏。而本次设计将漫反射式光电传感器用在检测距离要求不高的地方，如传送带始端和尾端工件位置检测，两种光电传感器的电源由直流24V电源提供，NPN型三线输出，光电传感器的电源不用PLC提供的24V直流电源，采用外部直流24V开关电源提供电压，保护PLC输入I/O口，光电传感器的承受器和发射器电路图如图3.5所示。(a)(b)图3.5对射式光电传感器的电路图(a)接收器;(b〕发射器直流24V开关电源开关电源是使用的是脉冲宽度调制〔PWM〕技术，为了到达设置的电压值和保持稳定输出电压，可以通过控制开关管的导通和关断的时间比值也就是占空比实现。PWM开关电源利用功率晶体管不断工作在导通与关断的状态，由这两种状态可以看出，功率晶体管上的伏-安乘积是很小的〔在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小〕功率器件上的伏安乘积便是功率半导体器件上所产生的消耗[13]。脉冲的占空比通过调节开关电源的控制器来实现。对输入的电压斩成交流方波，其幅值也就可以通过增加或减少变压器的二次绕组数就能够增加或者降低输出的电压值。所以这些交流波形再通过整流和滤波后就获得稳定的直流输出电压[13]。控制器的主要用途是为了保持输出电压的稳定，其工作过程与线性形式的控制器差不多。即控制器的功能块、电压参考和误差放大器，能够设计成与线性调节器一样功能。它们构造存在差异，在驱动功率管之前，误差放大器的输出〔误差电压〕就要通过一个电压/脉冲宽度转换单元[13]。本设计选取直流24V电源，设计之初，考虑到需要直流24V电源的各种用电设备额定电流，所以在买24V直流电源的额定电流留下很大裕度，选取了额定电流为10A的24V直流电源，功率为240W。足够驱动光电传感器，推杆电机等设备。利用电力电子技术的24V直流电源能提供优质的电压，质量都得到很大保证。系统使用了外部直流24V电源大大方便了光电传感器，推杆电机等用电需要，而不用PLC里面的内部24V电源，因为PLC里面的内部24V电源额定电流低于1A，而推杆电机的额定电流是1A，光电传感器的额定电流是300mA，而本设计需要6个光电传感器，所以PLC里面的内部24V电源的功率缺乏提供这么多用电设备。空气开关空气开关是断路器的一种，具有过流保护的作用，只要电路的电流超过空气开关断路器的额定电流就会使空气开关断路器迅速跳闸，从而保护用电设备的平安。空气开关还有另一些功能比方能完成接触和分断电路的作用，如开关一样，可以对过载和欠电压等进展保护，也能够作为电机不频繁的启动和停顿操作。空气开关具有控制和多种保护作用，被普遍应用在低压配电网络中以及电力拖动系统中且扮演非常重要角色。空气开关的构造由触头系统和灭弧系统和脱扣系统组成，如图3.6所示。DZ47系列小型断路器的频率为交流50/60Hz,额定工作电压为240V及以下，最大额定电流可达60A。DZ47系列小型化断路器组成特点由塑料外壳、操作机构、触头灭弧系统、脱扣机构等构成。外壳选用了高阻燃、高强度的特种塑料。触头灭弧构造采取了特殊的导弧角和过道灭室，从而获得出色的限流特点。在现代建筑物的电气线路及设备的过载、短路保护中人们广泛选用DZ47系列空气开关，另外也被用在线路的不频繁操作及隔离。本设计要对系统进展过载和欠电压等进展保护，所以购置了三个2P，交流220V输入的DZ47系列小型断路器，其中DZ47LE-32C32空气开关作为总的过电流保护，剩下两个空气开关都接在它的输出端，DZ47LE-60C20空气开关作为PLC和24V直流开关开源等的过电流保护，由于变频器需要一个电流保护设备，所以加了一个空气开关在变频器的电源输入电路中，变频器是单相220V电压输入，输入的额定输入电流是8.2A，选择交流220V电压和额定电流为10A的空气开关作为保护变频器的设备，所以选取了正泰DZ47LE-32C10型的空气开关。图3.6空气开关断路器的构造组成中间继电器中间继电器(intermediaterelay)主要用于继电保护和自动控制系统中，目的是增加触点数和容量。它常用在控制电路中传递中间信号。中间继电器和交流接触器的的构造和原理类似，与接触器的不同的是接触器的主触头能够承受大电流，而中间继电器的触头则只允许小电流流过。因此，它多被用在控制电路中。因为过载能力比拟小，通常是没有主触点的，所以辅助触头数目很多。中间继电器的现在用字母K表示，以前采用KA表示。通常采用直流电源，也有用交流供电。中间继电器的工作原理跟一般继电器一样，都是将铁心绕有线圈，通电将衔铁吸取，衔铁带动相应常开常闭触点动作。线圈绕在"U"形铁心上，铁心上头有一个可以活动的衔铁，铁心两侧安装有两排触点弹片。在失电的情况下触点弹片会使衔铁恢复原位，能使衔铁和铁心之间保持一定空间。当气隙间的电磁力矩小于反作用力矩时，衔铁被吸向铁心移动，此时衔铁压住动触点弹片，使相应的常闭触点断开而常开触点闭合，实现继电器工作过程。当失电时，电磁力矩消失，触点弹片的反作用力矩，从而使触点与衔铁恢复到初始位置，下次工作过程也一样。本继电器的"U"形铁心选用双铁心构造，也就是在两个边柱上面都绕有一定的线圈。有些装设一个线圈，而有些可依据实际情况在另一个铁心上装设用以保持线圈或延时用阻尼片等。一般继电器大多都是用一个铁心。本设计选用直流24V，两开两闭的中间继电器，作用是将光电传感器信号输出线和从光电传感器电源负极接在外部24V直流电源的负极线引出一条线接在中间继电器的一个常开触点中实现电压隔离，因为PLC内部24V电源电流最大值是800mA，实现电压隔离就是为了防止使用PLC输出的24V电源造成PLC输出电流缺乏，还有就是保护PLC的输出触点，还用于PLC输出端和推杆电机相连接，更好实现了对推杆电机的控制。(a)(b)(c)图3.7继电器表示的符号(a)常开触头;(b〕常闭触头;(c)线圈传送带的动力模块本设计的传送带由三相减速电机拖动，而三相减速电机由PLC和变频器配合控制，利用PLC的I/O输出端连接变频器的数字端，然后通过变频器升/降方式来对三相减速电机来调速，连接方式如图3.8所示。图3.8传送带动力系统连线图变频器运行升/降频率控制变频器的频率源有数字设定和多段速设定，选择数字设定的频率的升/降〔UP/DOWN〕给定，频率的升/降〔UP/DOWN〕给定，UP/DOWN功能是指通过变频器的数字量端口的通/断来控制变频器的频率升/降而进展给定。大局部变频器是通过多功能输入端口进展数字量的UP/DOWN给定的，通过UP/DOWN频率控制，使传送带在运行过程中可以实现加减速运行，从而使工件有效率的传送。根据汇川MD300A-S-0.7BC变频器的使用手册知，通过在变频器设定好数字端子多功能输入端子UP/DOWN的设定，第一步，将DI1端子设为正转给定，DI2设为UP给定，DI3设为DOWN给定，使用手册规定电机启动必须要使正转给定端子通电，方可使电机起动，电机停顿也是通过对正转给定端子断电方可停顿电机，所以多功能输入端子必须对正转给定。变频器的数字端的端要接PLC输出端的端，因为变频器的数字端的端是所有数字信号的公共端，且输出+24V直流电压，PLC输出端和变频器数字端直接可以连接，不需外加电源，PLC和变频器的连线如图3.9所示。第二步，我们通过变频器的控制面板对UP/DOWN功能的一些相应参数进展给定，如F3-01代号是对UP/DOWN速率的给定，设定*围为0.01Hz/s～100.0Hz/s.具体的设定如表3.5所示。图3.9PLC和变频器的电路图表3.5UP/DOWN频率运行控制相应参数设定参数参数内容参数说明F0-00控制方式V/F控制F0-01命令源选择端子运行命令通道〔LED灭〕F0-02频率源选择数字设定〔记忆〕F0-03DI1端子功能选择正转运行〔FWD〕F0-04DI2端子功能选择端子UPF0-05DI3端子功能选择端子DOWNF0-06DI4端子功能选择故障复位〔RESET〕续表3.5参数参数内容参数说明F0-07端子UP/DOWN速率上升速度/下降速度PLC输出端和变频器的数字端连接好后，且UP/DOWN相应的参数给定好后，只要对DI1和DI2和DI3实现相应的通和断就可以实现UP/DOWN功能，如要想以30Hz运行电机，而UP/DOWN速率的给定为5Hz/s，则对DI2的UP给定通电6s后，变频器加速到30Hz运行，此过程DI1正转给定和DI2一起得电，到达20Hz运行时，DI2断电。此时我们想要减速到20Hz运行，我们将DI3的DOWN端子给定通电2s时间后，变频器就运行到20Hz了。如果想停顿电机，只需将DI1正转给定断电就可以实现自由停车。表3.4数字设定中的记忆是指变频器掉电时，变频器的当前设定频率值记忆在机器内，再上电时，将该记忆值作为预置频率值。UP/DOWN功能的频率给定的优点是非常突出的。UP/DOWN端子频率给定属于数字量给定，精度较高，因为数字量控制，所以不受线路电压降的影响，抗干扰能力强，适合远距离操作，调节简便且不易损坏，可靠性好，主要用于远距离和多地控制，工业上的天车和起重机械，深水泵，生产线的操作台等，运用非常广泛。变频器的主电路图和控制电路图变频器的主电路是L1和L2接单相220V，50Hz的交流电，且变频器的电源输入端要加一个保护装置如空气开关断路器实现对变频器的过流保护和过载保护，空气开关不可以当做变频器的开关来使用，否则会损坏变频器。根据汇川MD300A-S-0.7BC的使用手册知变频器的L1和L2，U、V、W端可以不考虑相序，本设计的L1端接交流220V的火线，L2端接交流220V的零线。变频器的输出端U、V、W接三相减速电机，有星形接法和三角形接法，根据电机厂家给出的三相220V接线和三相380V接线方式如图3.10所示。选择使用三相220V的接法，也就是星形接法。由于本设计的三相减速电机的功率才25W，用星形接法。变频器的主电路如图3.11所示。变频器的控制电路图的连接根据UP/DOWN频率运行控制和变频器故障报警来连接控制电路图，如图3.12所示。UP/DOWN频率运行控制要求设定好多功能输入端子的设定，将DI1设为正转给定，DI2为UP给定，DI3为DOWN给定，通过对多功能输入端子实行相应的通和断就可以实现UP/DOWN频率运行控制，也就是对传送带的调速控制。变频器的故障报警由TA-TB和TA-TC为故障继电器触点，TA-TB为故障继电器的常闭触点，TA-TC为常开触点，我们将TA与PLC的输入连接，而TC与*10相连接。DI4为故障复位设定，当变频器出现故障时，TA-TC为常开触点闭合，PLC通过程序对可以对DI4接通对变频器进展复位操作。在对PLC和变频器的主电路和控制电路的接线，主电路的电线选择使用的线芯规格为2.55mm2，因为主电路变频器的输入电压是220V，输出是380V，所以主电路的电线要求能承受380V电压，而控制电路电压是直流24V电压，所以电线相对主电路的电线线芯小很多，控制电路的电线的线芯规格是1mm2。不同电路的电线颜色也有要求，火线电线颜色是红色，零线的电线颜色是蓝色，三相电路中U使用的电线是红色，V使用的电线是绿色，W使用的电线是黄色，且对接好的电线贴好标签，电路出现错误时候方便检查，接好电路后需要检查电线是否接触不良防止断路。(a)(b)图3.10三相减速电机接线图(a)三相380V接线；〔b〕三相220V接线图3.11变频器的主电路图图3.12变频器控制电路图颜色区分模块的实现通过将TCS230颜色传感器与单片机构成的控制系统实现颜色区分系统，单片机通过柔性连接再把信号传输到PLC输入端，TCS230和单片机和PLC连线图如图3.13所示。图3.13TCS230和单片机和PLC连线图TCS230的白平衡调节白平衡就是告诉系统什么是白色。从理论上讲，白色是由等量的红色、绿色和蓝色混合而成的；但实际上，白色中的三原色并不完全相等，并且对于TCS230的光传感器来说，它对这三种根本色的敏感性是不一样的，导致TCS230的RGB输出并不相等，因此在测试前必须进展白平衡调整，使得TCS230对所检测的"白色"中的三原色是相等的。进展白平衡调整是为后续的颜色识别作准备。在本装置中，白平衡调整的具体步骤和方法如下：将空的试管放置在传感器的上方，试管的上方放置一个白色的光源，使入射光能够穿过试管照射到TCS230上；根据前面所介绍的方法，依次选通红色、绿色和蓝色滤波器，分别测得红色、绿色和蓝色的值，然后就可计算出需要的3个调整参数[14,15]。当TCS230识别颜色时，就用这3个参数对所测颜色的R、G和B进展调整。这里有两种方法来计算调整参数：1〕依次选通三颜色的滤波器，然后对TCS230的输出脉冲依次进展计数。当计数到255时停顿计数，分别计算每个通道所用的时间，这些时间对应于实际测试时TCS230每种滤波器所采用的时间基准，在这段时间内所测得的脉冲数就是所对应的R、G和B的值。2〕设置定时器为一固定时间〔例如10ms〕，然后选通三种颜色的滤波器，计算这段时间内TCS230的输出脉冲数，计算出一个比例因子，通过这个比例因子可以把这些脉冲数变为255。在实际测试时，室外同样的时间进展计数，把测得的脉冲数再乘以求得的比例因子，然后就可以得到所对应的R、G和B的值，再对求得的R、G和B的值进展确定的参数进展比照，求出这种颜色值[14,15]。颜色传感器与单片机的电路图本设计中，将TCS230颜色传感器与51单片机的P1口和P3口连接。TCS230内部电路图如图3.14所示。将P1.0与S0相连线，将P1.1与S1相连线，将P1.2与E相连线，将P1.6与S2相连线，将P1.7与S3相连线。通过以上连接，将TCS230与89C51单片机连接好了，颜色传感器检测物体时，获取的光信号经过传感器内部的滤波器，将有用的信号经过处理输出数字信号输出到单片机中，输出低电平信号到继电器中，继电器线圈导通，PLC连接到继电器的常开触点的闭合导通，PLC获取到相应的信号。当对P1口与连接好TCS230各个控制引脚后，将TCS230输出引脚连接到89C51的定时器/计数器1的输入端P3.2口，设置好89C51单片机的定时器/计数器相应的工作方式，初始化89C51单片机定时器为一个定值后，选择TCS230颜色传感器的输出比例因子，并使能输出引脚。通过89C51单片机的计数值，就能够分别计算出TCS230颜色传感器的3种输出频率，可以确定R、G、B值及颜色。TCS230颜色传感器与单片机的接线图如图3.15所示。PLC需要从TCS230颜色传感器和89C51单片机形成颜色区分系统获取区分工件颜色数据，我们从单片机P1.0和P1.2和P1.3口接三条线到3个5V的中间继电器的线圈接线端子，然后从中间继电器的常开接线端子接线到PLC的输入I/O中[14]。图3.14TCS230内部电路图图3.15TCS230颜色传感器与51单片机的电路图正品分拣模块的实现工件自动出料后，被始端光电传感器检测到，一秒后，传送带运行，然后停在颜色区分区域，工件经过颜色区分后，颜色传感器输出相应颜色的信号到PLC，PLC根据颜色区分系统传输到PLC上的信号，将次品传送带到次品处理区域，然后被推杆电机推到次品工件存放的地方。次品分拣控制系统图如图3.16所示。图3.16分拣控制系统PLC和推杆电机电路图在正品分拣模块中使用推杆电机，当颜色区分系统检测工件是非红绿蓝三颜色的工件时，PLC使传送带将工件传送到正品分拣区域，然后启动推杆电机将次品推出传送带。为了保护PLC输出I/O口，我们加上中间继电器作为中间驱动，如图3.17所示，推杆电机有两种动作，一种推出，另一种是缩回。有工件停在分拣区域时，PLC输出驱动相应的中间继电器，实现推杆电机推的动作，相应的定时器开场计时，推杆电机按时间完成推动作后，PLC驱动另一个中间继电器实现推杆电机按定时时间的缩回动作。PLC的I/O输出点和中间继电器的线圈接点和24V直流电压相串联。只要PLCI/O输出点得电闭合，就可以形成回路，中间继电器线圈得电，吸取衔铁，从而带动其它触点的闭合或者断开。推杆电机的电源是24V直流电压才能驱动的，它的电源有两条线，一条是蓝色线，另一条是棕色线。当推杆电机的蓝色线连接24V直流电源的正极，当推杆电机的棕色线连接24V直流电源的负极，此时推杆电机推动作。相法，当推杆电机的棕色线连接24V直流电源的正极，当推杆电机的蓝色线连接24V直流电源的负极，此推杆电机缩回动作。如图3.18所示，用两个中间继电器实现推出动作和缩回动作。推杆电机是使用24V直流电源，推杆推出的位移是10cm，推杆的速度是9mm/s，也就是推杆电机的推出和缩回的速度都是9mm/s，推出位移是10cm，动作的时间是11s。因此利用推杆电机的动作时间实现对它的推出和缩回控制，在编写程序时，用定时器控制推杆电机的推出和缩回的动作，由于传送带的宽度是7cm，所以设置定时器的时间大约8s。分拣系统利用PLC作为控制中心逻辑功能强，PLC输出接口是光电耦合，抗干扰能力大大增强，使PLC控制的分拣系统性能更稳定，使推杆电机可靠运行。推杆电机的输入电源和中间继电器的电源都是使用外部直流24V开关电源，不使用PLC提供的24V电源，防止短路烧坏PLC内部电路，使用直流24V开关电源可以提供高质量的24V直流电流，且分别有三个正负极接线端子，方便接线。对推杆电机的推出动作和缩回动作，在Y5和Y7输出到中间继电器线圈的回路，没有加互锁设置，因为我们程序使用步进顺控指令，推杆电机的推出动作和缩回动作过程没有冲突，完成一个动作进入下一个动作上一个环节就复位，所以没有加互锁设置，减少线路的复杂程度，且对接好的电线贴好标签，使用的电线也是区分颜色，正极使用红色电线，负极使用蓝色电线，这样如果调试时出现问题，需要检查电路，根据电线的颜色和标签，迅速找出接线的错误，从而迅速解决问题，方便硬件调试。图3.17PLC和中间继电器的电路图图3.18推杆电机与中间继电器常开触动的连线图颜色区分正品分拣系统控制工作流程颜色区分正品分拣系统控制工作流程如图4.1所示，当按启动按钮后，系统自动出料到传送带始端，始端光电传感器感应到，系统延时一秒后，由于传送带长度限制，传送带以一秒10Hz速度加速到20Hz运行，当工件遇到颜色传感器前的光电传感器后以一秒10Hz速度减速停顿到颜色区分的位置，此时工件被放置在颜色区分模块上面的光电传感器感应，PLC启动颜色区分系统，当区分物体的颜色后，如果工件是红绿蓝其中一种颜色，传送带以10Hz速度加速到30Hz运行，当运行一段时间后，以一秒10Hz速度减速停顿到传送带末端，工件被末端光电传感器感应到，系统完成一次工作后继续出料运行下一次工作。如果颜色传感器区分出不是红绿蓝其中一种颜色，传送带以一秒10Hz速度加速到10Hz运行，运行一段时间减速停顿在分拣区域，系统启动推杆电机，然后将次品推出传送带，推杆电机缩回后，系统自动出料开场下一次工作运行。颜色区分正品分拣系统控制工作原理如图4.2所示，当工件自动出料到传送带的始端时，始端光电传感器感应到工件，光电传感器输出信号到PLC，PLC延时一秒后启动传送带，传送带由三相减速电机拖动，而三相减速电机是由PLC和变频器配合使用数字端控制方式中的UP/DOWN频率控制方式来对三相减速电机进展调速，变频器的数字端中的多功能输入端子，设定DI1为正转端子，DI2为UP端子，DI3为DOWN端子，DI4为变频器复位控制端子，在变频器控制面板设定好UP/DOWN频率控制方式相应的参数，如设定UP/DOWN速率为10Hz/s，当给定DI1和DI2得电2秒，变频器就使电机上升到20Hz运行，根据公式，又知道异步电机的额定速度1350r/min和极对数为2得转差率s为0.1，所以20Hz时异步电机的转速为540r/min，除以减速比50得减速电箱输出的转速为10.8r/min，再根据公式线速度，又知道滚筒的半径为3.6cm，所以线速度为4.07cm/s。我们设定次品运行频率为10Hz，减速电机的转速为5.4r/min，线速度为2.035cm/s。正品运行频率为30Hz，减速电机的转速为16.2r/min，线速度为6.104cm/s。区分工件颜色的信号由单片机P1.0和P1.1和P1.2分别表示红蓝绿信号输出，通过中间继电器到达单片机和PLC柔性连接，P1.0或P1.1或P1.2会输出高电平使中间继电器线圈得电，此时接在PLC输入I/O的常开触点会闭合，而中间继电器的常开触点接到PLC的*5和*6和*7口。当工件到颜色区分模块时，不是红蓝绿工件，也就是次品，PLC的*5和*6和*7口没有输入信号，传送带以10Hz频率将次品传送到分拣区域，当次品到达分拣区域，PLC使Y6得电使推杆电机推次品出传送带，次品退出后，PLC使Y7得电使推杆电机缩回原来的位置。如果是红蓝绿一种颜色的工件，PLC使Y0和Y1得电3秒使传送带加速到30Hz运行，此时只有Y1失电，Y0继续得电，以30Hz速度运行一定时间后，Y2得电，开场减速停顿到传送带末端，末端光电传感器感应后，系统开场下次工作。开场开场出料出料始端光电传感器得电始端光电传感器得电传送带加速到传送带加速到20Hz运行分拣完成分拣完成途中光电传感器得电途中光电传感器得电推杆电机启动传送带减速停顿推杆电机启动传送带减速停顿加速到10Hz加速到10Hz运行到正品分拣区域颜色传感器启动否正品.否正品.是是传送带加速到传送带加速到30Hz运行到末端末端传感器启动末端传感器启动完毕完毕图4.1颜色区分正品分拣系统工作流程图4.2颜色区分正品分拣系统原理图颜色区分正品分拣系统的硬件调试对整个作品安装完后，一个一个模块调试，最后组合各个模块系统统一调试。先安装好传送带，然后安装电机，电机和变频器连接，变频器和PLC连接，完成了动力模块的安装。然后安装颜色区分模块，和分拣模块，以及光电传感器和按键的安装，最后各个模块和PLC连线，得到总硬件系统。一个一个模块调试，哪里有问题解决哪里。首先是传送带*紧程度问题，总是很难找到适宜的点，皮带太紧了，固定角铁螺丝会偏移，造成滚筒两边紧*程度不一样，造成皮带运行过程中会走偏，如果不调整，皮带越走越偏，我们考虑用光盘固定在滚筒两侧，阻止皮带的走偏，但却是杯水车薪，最后还是不断对滚筒两边的角铁支架或前或后的调整，让皮带两边*紧程度找到适宜的位置时，传送带方可正常运行。刚开场用的角铁比拟薄，皮带拉紧后，角铁受力会有些形变，皮带运行时还是会走偏，最后决定买厚一点的角铁才解决问题。在分拣模块上，在连接中间继电器和PLC和推杆电机接线时，忽略了中间继电器线圈上的一个发光二极管，认为线圈两条输入口不分正负极，卖家也没有强调这个正负极，最后调试时，中间继电器不能运行，最后用万用表蜂鸣档测试中间继电器输入端，才知道中间继电器的线圈输入经过放光二极管的，因为二极管单相导电性，刚好将中间继电器的正极接了DC24V电源的负极，造成线圈不能导通，所以中间继电器的线圈输入端要分正负极。还是要用万用表测量一下的。推杆电机买回来，它的插头针孔式的，要将它原来的插头切掉，才可以与中间继电器相连接，但正负极要自己测量，卖家也没有提示，电线一根是蓝色线，一根是棕色线，恰好光电传感器也是一根是蓝色线一根是棕色线，它是棕正蓝负，一般认为都是棕正蓝负，就这样按棕正蓝负接线，推杆电机过了定时器推出的时间才推出，且退出后不缩回，但PLC相应的输出端口的指示灯亮了和中间继电器的指示灯亮了，疑心接错线了，但检查了很多遍电路，没发现接错线，最后将推杆电机那两根线直接接DC24V电源正负极，最后知道检验出蓝色线是正极，棕色线是负极，原来接反了，推杆电机延时一段时间推出的却不缩回的原因是推杆电机推出的接线和缩回的接线相反，延时那段时间是原本推杆电机推出的时间，推出了不缩回是因为推出时间用了缩回的时间。蓝正棕负或者棕正蓝负没有明确的规定，所以接线前还是要测量推杆电机那根是正极那根是负极。颜色区分系统中，单片机和PLC的柔性连接是通过继电器完成的，而单片机输出低电平触发继电器线圈得电，PLC相关的输入端连接到继电器的常开触点闭合，PLC获取信号，为了防止其它信号的干扰，继电器是单独供电的。颜色传感器的检测要有一个黑暗的空间才能检测，颜色传感器最正确检测距离是3cm,用木板拼接成一个黑暗的空间且颜色传感器要安装在