(完整版)基于PLC的材料分拣系统毕业设计

能扩展板,完成FX2N系列PLC与各种外部设备的通信,实现模拟量设定功能。通过功能扩展模板还可将FX2N系列适配器与FX2N基本单元连接,增强PLC与外部设备的通信功能。

基于以上三菱FX2N系列PLC的诸多优点,选用三菱FX2N系列的FX2N48MR型PLC进行分拣运动控制。它有24个输入点、24个输出点,完全满足了设计要求,并且也满足了留有相应的裕量,以便以后进行扩充。

3.2 传感器的选择

本设计由于用了多达四种传感器,怎么选择传感器也成了很重要的一环。传感器选型方法很重要,选择的依据是要决定哪一个是合适的传感器。这取决于将要检测的目标的材料。

如果目标是金属的,那么需要一个电感传感器。如果目标是塑料做的,纸做的或(油基或水基)流体、颗粒、或者粉末,那么需要一个电容传感器。如果目标是带颜色的,那么需要一个颜色传感器。所以根据要求选用的是光电传感器、电感传感器、电容传感器、颜色传感器等。 3.2.1 电感传感器的介绍

一、工作原理

电感式传感器由三大部分组成:振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场,当金属目标接近这一磁场,并达到感应距离时,在金属目标内产生涡流,从而导致振荡衰减,以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号,触发驱动控制器件,从而达到非接触式之检测目的。

电感式接近传感器只对金属对象敏感,因此电感式接近传感器不能应用于非金属对象检测。同时,由于高频振荡线圈产生的交变磁场是散射的,这样当金属对象不断接近传感器的前端时,会触发传感器状态的变化,而且在传感器的周围出现金属对象时传感器也会发出讯号。对检测正确性要

求较高的场合或传感器安装周围有金属对象的情况下,需要选用屏蔽式电感性接近传感器,因为这种类型的传感器事先已经将振荡线圈周围的磁场进行了屏蔽,只有当金属对象处于传感器前端时才触发传感器状态的变化。

另外,电感式接近传感器的检测距离会因被测对象的尺寸﹑金属材料,甚至金属材料表面镀层的种类和厚度不同而不同。

电感式传感器作为一种位置反馈元件,目前已经广泛应用于几乎所有自动化控制的行业与领域之中,对检测和自动控制系统的可靠运行具有关键性的作用。在工业自动控制中,最普通也广泛应用的传感器往往会引起一些意想不到的问题,甚至导致系统停机。一个能够通盘考虑全部操作和功能各个方面的解决方案正是所需要的。此解决方案能够确保系统的可靠运作,且能够在系统构造、安装、运行和维护过程中表现出极大的性能优势。

二、分类及介绍

选的是电感传感器中的自感式传感器。自感式传感器实质上是一个带气隙的铁心线圈。按磁路几何参数变化形式的不同,目前常用的自感式传感器有变气隙式、变面积式与螺管式三种;按磁路的结构型式又有E型或罐型等等;按组成方式分,有单一式与差动式两种。

图3-3为一种简单的自感式传感器,它由线圈、铁心和衔铁等组成。当衔铁随被测量变化而上、下移动时,铁心气隙、磁路磁阻随之变化,引起线圈电感量的变化,然后通过测量电路转换成与位移成比例的电量,实现了非电量到电量的变换。可见,这种传感器实质上是一个具有可变气隙的铁心线圈。

图3-3 变气隙式自感传感器 3-4 传感器线圈的等效电路

类似于上述自感式传感器,变磁阻式传感器通常都具有铁心线圈或空心线圈。将传感器线圈等效成图3-4所示的等效电路。

三、电感传感器的选择

我选用的是TURCK 图尔克 BI1.5-EG08-AN6X 电感式传感器。这种电感式传感器通过高频交流电磁场以无磨损和非接触的方式检测金属物体,对普通传感器 而言,磁场由绕在铁氧体芯上的LC振荡电路产生。它的应用范围极为广泛,可应用在恶劣气候条件,深冷系统,户外应用,金属铸造、玻璃行业、食品行业、机械行业。

从下列性能数据也可以看出它有很多优点: 姆

2、反极性保护 3、滞后H1....10% 4、温度漂移

5、<±10%(通常温度范围-20....+70℃) 6、<±20%(扩展温度范围-4025....+100120℃) 7、重复精度R<2% 3.2.2光电传感器的介绍

一、光电传感器的工作原理

光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样,只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口,以便于光线射入,为增加受光面积,PN结的面积做得较大,光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下,并与负载电阻相串联,当无光照时,它与普通二极管一样,反向电流很小(〈μA),称为光敏二极管的暗电流。当有光照时,载流子被激发,产生电子-空穴,称为光电载流子。在外电场的作用下,光电载流子参于导电,形成比暗电流大得多的反向电流,该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比,于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。

光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外,还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大,一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极,基极不引出,管壳同样开窗口,以便光线射入。为增大光照,基区面积做得很大,发射区较小,入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏,发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=(1+β)Icbo(很小),比一般三极管的穿透电流还小;当有光照时,激发大量的电子-空穴对,使得基极产生的电流Ib增大,此刻流过管子的电流称为光电流,集电极电流Ic=(1+β)Ib,可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。

二、光电传感器应用

光电传感器是一种小型电子设备,它可以检测出其接收到的光强

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