杨世锦
(青岛食品股份有限公司，山东 青岛 266000）
摘 要：PLC控制是目前工业生产最先进的控制方法，PLC将原始的继电器控制技术、计算机技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有多功能、可靠性高、操作简单等一系列优点,因此在工业生产的应用越来越广泛。设计过程中以PLC为主控制器,结合分检检测装置、步进电机伺服电机装置、传感器技术等技术对产品自动分拣。
关键词：PLC；S7-200；分拣；调试
1.1 自动分拣系统的背景
自动分拣系统是在物料系统中准确找到要出库的商品所在具体位置，并按照客户和生产所需，将从不同货架上取出不同数量的物品配送到不同的理货区域或生产站台集中。
自动分拣在食品行业也都得到了广泛的应用，随着对高速精确的分拣系统的要求不断地提高，这一需求最明显地表现在食品的自动化生产。
1.2 可编程控制器PLC
可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)。PLC其实质上是一台工业控制用的专用计算机，在现代工控行业中广泛应用。
S7-200是小型的PLC，但它功能强大，体积小、可靠性高、是较为理想的控制设备。具有24点输入，16点输出，机械手动作要求按I/O分配。使用范围极为广泛，覆盖所有与自动检测，与自动化控制有关的工业生产、食品及机械制造等领域。
2.1 任务分析
（1）持续、长久、批量地分拣物品。
（2）分拣误差率要极低、可靠性要高。
（3）分拣实现无人化、操作简单、维修方便。
其控制要求如下。
物料分拣过程：按开始按钮，传感器检测到料仓有工件，把工件推出料仓由变频器带动的传送带，把工件传送到检测单元进行检测分类计数，然后把数据传送到机械手部分，等工件被传送到指定位置停止，由气摆缸运送到机械手抓取位置，然后根据前面传送的数据由伺服电机和步进电机协同定位，把工件装载到指定存储仓位。循环工作，直到料仓内没有工件为止。
2.2 单元构成分类
（1）控制单元：西门子S7-200控制整个系统运行，是整个系统的核心部分。
（2）传送单元 ：西门子G110变频器控制皮带传送。
（3）检测单元 ：由光电传感器组成，用来检测各个工件属性。
（4）分装单元：由伺服电动机和步进电动机组成分机械手的定位有两者完成。
（5）辅助单元：气动元件及附件，传送元件等。
从动作流程图可了解此系统的工作流程。了解了此流程图对电器维修人员进行维修有很大的帮助。
为了及时发现错误和在生产中避免故障，需要进行逐步调试。
4.1 逐步调试检测部分
检测部分调试主要调试内容是传感器能否正常工作，检查各项传感器是否完好，然后调试个部分配合，送料气缸要与传送装置变频器配合恰当，重点部分是检测部件的分类程序，由于3个传感器分辨三种物体，首先由电感传感器分辨是否是金属元件，是相应颜色灯亮，传输数据给装载系统进入装载系统，否进入光电传感器分辨。等检测出物体属性，由摆缸输送物体到装载工作台。
图1
整体运行流畅达到功能要求后，就可开始后半部分调试了。
4.2 分段调试部分
仓储部分调试主要调试部件是机械手定位，而机械手定位由伺服电机和步进电机共同控制，整个系统的主要动作由其完成。伺服电机和步进电机要分别调试，避免因程序或者其他问题引起的互扰。
4.3 整体调试
在整体调试中，要时刻注意工作台变化，及时断电避免发生事故，要着重注意机械手运动，在前后两部分程序结合时要仔细检查程序有无冲突部分，注意观察物料分拣结果，程序应开启监控，注意管擦个继电器是否能正常工作，各运动部件是否存在运动冲突，整个物料分检装载系统运动流程运行，工件能正确分类装载到相应位置，整个动作过程中，机械手的动作要保持连贯，防碰撞。
4.4 调试中出现的错误要及时解决
（1）要仔细、正确设置变频器参数。
（2）程序中线圈冲突，在PLC编程中各线圈只能出现一次，这个问题有可能是疏忽所致，也有可能是因分段调试结合时没有更改导致冲突。
（3）步进电机程序不运转，主要原因是SM0.0是常闭触点。
（4）步进电机不运转，首先要查看线路，其次查一查参数的设置。更重要的检查各光电传感器是否调整到位。
（5）整体运行时同种物体第二次运行时出现系统混乱无法准确定位，要仔细分析程序编写是否错误，在步进电机回零时有没有用脉冲消零等多种原因导致。
总之，若出现错误首先判断电源、各种保险是否无误，而最容易出错的是各个传感器的位置、角度不到位。其次恢复出厂设置，或者关电源等5～6分钟再重新启动。当然要看专业电器维修人员对设备故障的修理情况。
复杂的工件输送需要更加灵活的机械手来完成，本设计简单，维护方便，有很大的实用性。在工业、农业生产中自动化程度越来越高，劳动者从繁重的体力、脑力劳动中解脱出来。自动分拣正在代替人工分拣。PLC控制分拣装置以其成本低，效率、可靠性高，维护方便、费用低廉、误差小、企业生产成本低被普遍应用。在大型物流中心自动化程度很高的食品行业得到广泛的应用。
参考文献：
[1]阳胜峰，吴志敏.西门子PLC与变频器、触摸屏 综合应用教程[M].北京：中国电力出版社，2013.
[2]梁森，王侃夫，黄杭美.自动检测与转换技术 [M].北京：机械工业出版社，2014.
[3]冯晓，仲恕.电机与电气控制[M].北京：机械工业出版社，2005.
中图分类号：TP242
文献标识码：A
文章编号：1671-0711（2017）04（下）-0106-02
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