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PLC在轴承滚针分选机控制中的应用

未知 2019-07-11 10:53

1 引言

  为了提高和保证产品的质量,生产中对一些部件按照一定的工艺要求进行归类分组是必要的。以轴承的生产为例,要求对生产中的滚针和滚柱进行分选组别,这一工作由轴承滚针分选机来完成。

  分选机的功能是对工件进行连续测量,将被测参数转变为电信号,再经电路放大、逻辑运算处理后。控制相应的执行机构,对工件实行自动分选。

2 轴承滚针分选机plc控制系统的设计

  2.1 系统构成

  系统采用omron c200h模块式plc,现场开关信号接入24v输入模块,指示灯、中间继电器及电磁铁线圈由晶体管型输出模块控制。选用差动式电感传感器(差动式电感传感器是把被测的非电量转换成线圈的互感变化,由两个相同的电感线圈和磁路组成,使用时,一个线圈的电感量增加,另一个线圈的电感量减小,形成差动形式,以提高传感器的灵敏度和线性度)将滚针或滚柱的直径和长度的变化转变成电感量变化,再经测量放大电路放大成标准的电压信号,接至plc的模拟量输入模块。

  该系统总输入点为:开关量为5点,模拟量为2点,分别采用直流24v的8点输入模块im211和模拟量输入模块ad001;输出点为开关量17点,选用od411(8点)和od211(12点)两块晶体管输出模块。对plc的输入输出端子进行定义和分配如附表所示。

  2.2 工作原理

  分选机属于比较测量仪器,先以标准尺寸工件定标或先校正好测微仪的放大倍数,然后以被测工件与标准工件尺寸进行比较,产生直径尺寸差d和长度尺寸差l,电感测量头将d和l转变为电感差d和l,测量电路将电感差转变为0~+10v的电压信号us。信号经plc模拟量输入模块转变为数字量,并根据工艺要求,将参数同标准数据进行比较,控制相应料门电磁铁。分选的工艺要求如下:

  (1)长度信号先与直径信号进行分选:分选时,先将滚针的长度测量值分为三类,即长度超差件l+、l-和合格件l0,然后再将l0工件按照其直径大小细分为超差件d+、d-,合格件d1、d2、d10,也就是说只有长度合格的工件才进行直径分选。

  (2)组别按尺寸大小,由小到大进行排列:长度按l-、l+、l0,直径按d-、d1、d2、d10、d+,从小到大顺序排列,以保证工件准确地落入属于自己的组别。

3 plc控制系统梯形图的设计

  3.1 程序控制的要求

  现通过工件1从送料到落料来说明一个程序周期的过程:

  (1) 送工件1至测量平台(同时推落上一工件);

  (2) 对上一工件测量信号值清零,该工件对应的落料门关闭;

  (3) 对工件1进行测量并锁存,打开相应料门,准备落料;

  (4) 工件2送料,同时将工件1顶下落料;

  (5) 工件1经一段时间落入相应料门;

  (6) 工件1测量信号清零,相应料门关闭。

  3.2 程序设计

  (1) 程序的控制流程

  plc程序的控制流程图如图1所示:

  (2) 信号输入与干扰消除

  在输入的模拟量信号中,会含有各种噪声和干扰。为了准确地进行测量和控制,必须消除被测信号中的随机干扰。plc的ad001模块引入数字滤波方法,它可根据用户设定的积分常数对多次a/d转换数据取算术平均值,以消除干扰。其中,积分常数就是a/d转换的次数,平均值是将多次a/d转换数据之和与积分常数相除,并忽略计算结果中的小数部分。

  设n为a/d转换次数,ad001中四路输入的n值分别预置在dm1101-dm1103中。在这里将n取2,所用2路积分常数预置在dm1101和dm1102通道中。ir区中10001-10004分别是第一路到第四路的求平均值启动位,当其被置为1时,则向ad001发出取平均值的指令,此时平均值为二进制数。取平均值的梯形如图2所示:

  (3) 数据换算

  由于a/d转换得到的是标准数字信号,即相对于传感器测量范围的相对百分数,不能直观地表示过程被测量的量纲,因此需要进行换算。ad001可根据用户设定的上下限参数,将ad转换后的12位二进制数据换算成4位十进制数。ad001按下式进行换算,并忽略计算结果中的小数部分。

  数据转换梯形图如图3所示,其中两路的上、下限参数值分别预置在dm1110、dm1111和dm1112、dm1113中,参数值必须是09999的bcd码数据,且两数据之差不大于4000。ir区中10005、10006分别为第一路、第二路的数据换算启动位,当其被置为1时,则向ad001发出执行换算指令。

  (4) 数据分组

  滚针或滚柱的直径及长度测量信号在转换成数字信号后,还要同内部寄存器中的设定植进行比较,以便进行分组,即确定滚针或滚柱应属的组别,并将其归入该组。

  根据工艺要求,将长度设为上限和下限值,分别预置在dm1110和dm1111中;直径设为10组,分别预置在dm1112到dm1121中。实际测量值连续同设定植比较,即可确定相应组别。

  长度比较梯形图如图4所示,当00103接通时,将通道dm006中的值同dm1110相比较,如小于设定下限值,则le接通,接通00400输出。如大于设定下限值,则同上限值dm1121相比较;如大于上限值,则接通00401输出。00400和00401使超差门00311接通输出。

4 结束语

  在工业生产的自动化生产线中,有许多参数(如长度、直径、厚度等)需要进行实时检测,以便确定产品是否合格或按照参数值进行分类处理,利用plc进行控制具有硬件简单,易于进行程序设计和控制流程的修改、运行稳定、故障率低、分组精度高等优点,是一种较为理想的控制方案。

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