工业数据采集与标识解析 课件3.2 工件材质及颜色数据采集

项目3生产管理数据采集任务3.2工件材质及颜色数据采集本任务要求利用材质传感器和颜色传感器，实现生产过程中物料和工件材质和颜色的精确检测，并根据检测结果进行自动分拣。可广泛应用于生产线上的物料分类、质量控制和产品筛选等环节，提高生产效率，减少人工错误，并降低生产成本。3.2.1任务要求1.任务要求本任务主要讨论是金属和非金属两种材质的检测与判断，通常采用电感式传感器，其外形及结构如图所示。1.工件材质的采集3.2.2知识准备（a）外形

（b）结构如图3-16所示，是一种颜色传感器，用于检测盒子、工件的颜色。颜色传感器是一种能够识别不同颜色的传感器，它的工作基于对物体反射、透射的光线进行测量。颜色传感器使用一组光电二极管和一系列滤光片，依据物体反射的颜色，识别和测量光线的光强度和颜色分布，通过信号处理技术将这些信息转化为输出信号。颜色传感器能够检测的颜色种类取决于所使用的滤光片类型和光电二极管响应波长范围。2.工件颜色数据采集3.2.2知识准备3.2.2知识准备（1）颜色传感器的设置方式1）长按按键进入配置模式，显示数码管闪烁；2）短按按键进行菜单切换，菜单依次循环为00-01-02-03-04-EE-FF；3）00界面配置当前检测环境光照，长按按键00停止闪烁，即为配置成功；4）01-02-03-04界面，为四种颜色的配置界面，长按按键进行学习，停止闪烁即为配置成功；5）EE为复位界面，长按进行传感器复位，停止闪烁即为配置成功；6）FF为模式切换界面，长按进入检测模式，停止闪烁即为配置成功。2.工件颜色数据采集3.2.2知识准备（1）颜色传感器的设置方式1）长按按键进入配置模式，显示数码管闪烁；2）短按按键进行菜单切换，菜单依次循环为00-01-02-03-04-EE-FF；3）00界面配置当前检测环境光照，长按按键00停止闪烁，即为配置成功；4）01-02-03-04界面，为四种颜色的配置界面，长按按键进行学习，停止闪烁即为配置成功；5）EE为复位界面，长按进行传感器复位，停止闪烁即为配置成功；6）FF为模式切换界面，长按进入检测模式，停止闪烁即为配置成功。2.工件颜色数据采集3.2.2知识准备（1）颜色传感器的设置方式1）长按按键进入配置模式，显示数码管闪烁；2）短按按键进行菜单切换，菜单依次循环为00-01-02-03-04-EE-FF；3）00界面配置当前检测环境光照，长按按键00停止闪烁，即为配置成功；4）01-02-03-04界面，为四种颜色的配置界面，长按按键进行学习，停止闪烁即为配置成功；5）EE为复位界面，长按进行传感器复位，停止闪烁即为配置成功；6）FF为模式切换界面，长按进入检测模式，停止闪烁即为配置成功。2.工件颜色数据采集3.2.3任务实施（1）硬件准备1.任务准备序号名称型号数量备注1电感传感器

PRL30-15DP12颜色传感器Dolang牌3PLCS712001

（2）软件准备序号名称型号数量备注1博途V1613.2.3任务实施2.系统安装（1）电感式传感器的安装1）硬件安装，如图3-17所示位置，在分拣装置的侧边，将传感器探头的端面垂直于传动面，固定在安装支架上；3.2.3任务实施2.系统安装2）接线该传感器是PNP型三线式，因此跟西门子1200PLC之间用漏极接法，如图3-18所示，将棕色的电缆连接电源正极，蓝色线接电源负极同时并接到PLC公共端1M，黑色线连接到PLC的远程IO口I7.0。（1）电感式传感器的安装3.2.3任务实施2.系统安装（2）颜色传感器的安装1）在分拣装置的始端，将带光电二极管一面垂直于传输面，固定在安装支架上；2）将电源线分别接在24V电源上，将网线接在与PLC连接的同一个交换机上。3.2.3任务实施3.系统编程变量设置3.2.3任务实施3.系统编程材质与颜色检测程序3.2.3任务实施4.系统调试（1）编译和下载，并将程序转至在线状态；（2）材质传感器调试步骤：在材质检测工位放置一个金属盒，材质检测启动，观察“材质”变量的值，如果该值“1”，说明传感器能正常识别金属材质；在材质检测工位放置一个非金属盒，材质检测启动，观察“材质”变量的值，如果该值“0”，说明传感器能正常识别非金属材质；如果任意一个不能正常识别，检查接线是否按照图3-18连接，信号输出线（黑色）是否接在I7.0口。3.2.3任务实施4.系统调试（3）颜色传感器调试步骤：在颜色检测工位放置一个红色，颜色检测启动，观察“颜色”变量的值，如果该值为“1”，说明传感器能正常识别红色；在颜色检测工位放置一个绿色，颜色检测启动，观察“颜色”变量的值，如果该值“2”，说明传感器能正常识别红色；在颜色检测工位放置一个蓝色，颜色检测启动，观察“颜色”变量的值，如果该值为“3”，说明传感器能正常识别红色；如果~都识别不到，首先检查传感器网线是否正确连接，然后检查程序模块MB_Client参数是否正确；如果~都数值不对，可以按照3.2.2小节“颜色传感器的设置方式”，

分别在“01”、“02”和“03”界面设置，重新学习红色、绿色和蓝色。3.2.3任务实施5.验收优化本任务是PLC采集材质数据和颜色数据。材质传感器采用电感式传感器，PNP输出，输出信号接在远程IO口，PLC可以直接读取传感器状态数据，完成材质数据的采集。颜色传感器通过网线与PLC连接，采用Modbus-TCP协议通讯。颜色传感器作为服务器，PLC作为客户端，设置好相应的IP地址、寄存器地址、数据长度、数据保存地址，建立起双方的通讯，完成颜色数据的采集。3.2.4

拓展任务1.红外感应漫反射传感器工作原理如图所示，漫反射光电传感器是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电传感器发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电传感器就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电传感器是首选的检测模式。在本项目中，利用BR100-DDT-P红外感应漫反射传感器，可以用来判断黑白料芯。（a）外形

（b）检测示意图3.2.4

拓展任务2.红外感应漫反射传感器的使用（1）接线BR100-DDT-P红外感应漫反射传感器,是一种PNP输出型传感器，有棕、蓝、白、黑四根引线，其引线的含义如图3-22所示。在本项目中，白色线接到0V，设置输出为光亮输出（LightOn），棕、蓝、黑三线按照图右图进行接线，其中黑色输出线接在I7.1接口上。当检测工位有白色或者高反光物料时，I7.1会得到高电平信号，否则会得到低电平信号。3.2.4

拓展任务2.红外感应漫反射传感器的使用（2）编程BR100-DDT-P红外感应漫反射传感器主要用于判断黑白料芯，其编程方法与材质传感器的编程方法类似，可以参考3.2.3节中图3-20所示的“材质传感器”程序段进行编程。3.2.5课后习题1.填空题1）要设置颜色传感器把红、绿、蓝三种颜色分别识别为1、2、3，设置过程如下：___________进入设置模式；00界面配置当前检测环境光照，长按按键________停止闪烁，即为配置成功；将红色料盒放在检测位置，在_______界面，长按按键进行学习，停止闪烁即为配置成功；将绿色料盒放在检测位置，在_______界面，长按按键进行学习，停止闪烁即为配置成功；将蓝色料盒放在检测位置，在_______界面，长按按键进行学习，停止闪烁即为配置成功；___________界面，长按进入检测模式，