1引言

為了提高和保證產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)中對一些部件按照一定的工藝要求進(jìn)行歸類分組是必要的。以軸承的生產(chǎn)為例，要求對生產(chǎn)中的滾針和滾柱進(jìn)行分選組別，這一工作由軸承滾針分選機(jī)來完成。

分選機(jī)的功能是對工件進(jìn)行連續(xù)測量，將被測參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)電路放大、邏輯運(yùn)算處理后?？刂葡鄳?yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對工件實(shí)行自動分選。

2軸承滾針分選機(jī)plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)采用omronc200h模塊式plc，現(xiàn)場開關(guān)信號接入24v輸入模塊，指示燈、中間繼電器及電磁鐵線圈由晶體管型輸出模塊控制。選用差動式電感傳感器（差動式電感傳感器是把被測的非電量轉(zhuǎn)換成線圈的互感變化，由兩個相同的電感線圈和磁路組成，使用時，一個線圈的電感量增加，另一個線圈的電感量減小，形成差動形式，以提高傳感器的靈敏度和線性度）將滾針或滾柱的直徑和長度的變化轉(zhuǎn)變成電感量變化，再經(jīng)測量放大電路放大成標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號，接至plc的模擬量輸入模塊。

該系統(tǒng)總輸入點(diǎn)為：開關(guān)量為5點(diǎn)，模擬量為2點(diǎn)，分別采用直流24v的8點(diǎn)輸入模塊im211和模擬量輸入模塊ad001;輸出點(diǎn)為開關(guān)量17點(diǎn)，選用od411（8點(diǎn)）和od211（12點(diǎn)）兩塊晶體管輸出模塊。對plc的輸入輸出端子進(jìn)行定義和分配如附表所示。

2.2工作原理

分選機(jī)屬于比較測量儀器，先以標(biāo)準(zhǔn)尺寸工件定標(biāo)或先校正好測微儀的放大倍數(shù)，然后以被測工件與標(biāo)準(zhǔn)工件尺寸進(jìn)行比較，產(chǎn)生直徑尺寸差δd和長度尺寸差δl，電感測量頭將δd和δl轉(zhuǎn)變?yōu)殡姼胁瞀膁和δl，測量電路將電感差轉(zhuǎn)變?yōu)?~+10v的電壓信號us。信號經(jīng)plc模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，并根據(jù)工藝要求，將參數(shù)同標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，控制相應(yīng)料門電磁鐵。分選的工藝要求如下：

（1）長度信號先與直徑信號進(jìn)行分選：分選時，先將滾針的長度測量值分為三類，即長度超差件l+、l-和合格件l0，然后再將l0工件按照其直徑大小細(xì)分為超差件d+、d-，合格件d1、d2、…d10，也就是說只有長度合格的工件才進(jìn)行直徑分選。

（2）組別按尺寸大小，由小到大進(jìn)行排列：長度按l-、l+、l0，直徑按d-、d1、d2、…d10、d+，從小到大順序排列，以保證工件準(zhǔn)確地落入屬于自己的組別。

3plc控制系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計(jì)

3.1程序控制的要求

現(xiàn)通過工件1從送料到落料來說明一個程序周期的過程：

（1）送工件1至測量平臺（同時推落上一工件）;

（2）對上一工件測量信號值清零，該工件對應(yīng)的落料門關(guān)閉;

（3）對工件1進(jìn)行測量并鎖存，打開相應(yīng)料門，準(zhǔn)備落料;

（4）工件2送料，同時將工件1頂下落料;

（5）工件1經(jīng)一段時間落入相應(yīng)料門;

（6）工件1測量信號清零，相應(yīng)料門關(guān)閉。

3.2程序設(shè)計(jì)

（1）程序的控制流程

plc程序的控制流程圖如圖1所示：

（2）信號輸入與干擾消除

在輸入的模擬量信號中，會含有各種噪聲和干擾。為了準(zhǔn)確地進(jìn)行測量和控制，必須消除被測信號中的隨機(jī)干擾。plc的ad001模塊引入數(shù)字濾波方法，它可根據(jù)用戶設(shè)定的積分常數(shù)對多次a/d轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)取算術(shù)平均值，以消除干擾。其中，積分常數(shù)就是a/d轉(zhuǎn)換的次數(shù)，平均值是將多次a/d轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)之和與積分常數(shù)相除，并忽略計(jì)算結(jié)果中的小數(shù)部分。

設(shè)n為a/d轉(zhuǎn)換次數(shù)，ad001中四路輸入的n值分別預(yù)置在dm1101-dm1103中。在這里將n取2，所用2路積分常數(shù)預(yù)置在dm1101和dm1102通道中。ir區(qū)中10001-10004分別是第一路到第四路的求平均值啟動位，當(dāng)其被置為“1”時，則向ad001發(fā)出取平均值的指令，此時平均值為二進(jìn)制數(shù)。取平均值的梯形如圖2所示：

3）數(shù)據(jù)換算

由于a/d轉(zhuǎn)換得到的是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號，即相對于傳感器測量范圍的相對百分?jǐn)?shù)，不能直觀地表示過程被測量的量綱，因此需要進(jìn)行換算。ad001可根據(jù)用戶設(shè)定的上下限參數(shù)，將ad轉(zhuǎn)換后的12位二進(jìn)制數(shù)據(jù)換算成4位十進(jìn)制數(shù)。ad001按下式進(jìn)行換算，并忽略計(jì)算結(jié)果中的小數(shù)部分。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換梯形圖如圖3所示，其中兩路的上、下限參數(shù)值分別預(yù)置在dm1110、dm1111和dm1112、dm1113中，參數(shù)值必須是0—9999的bcd碼數(shù)據(jù)，且兩數(shù)據(jù)之差不大于4000。ir區(qū)中10005、10006分別為第一路、第二路的數(shù)據(jù)換算啟動位，當(dāng)其被置為“1”時，則向ad001發(fā)出執(zhí)行換算指令。

（4）數(shù)據(jù)分組

滾針或滾柱的直徑及長度測量信號在轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，還要同內(nèi)部寄存器中的設(shè)定植進(jìn)行比較，以便進(jìn)行分組，即確定滾針或滾柱應(yīng)屬的組別，并將其歸入該組。

根據(jù)工藝要求，將長度設(shè)為上限和下限值，分別預(yù)置在dm1110和dm1111中;直徑設(shè)為10組，分別預(yù)置在dm1112到dm1121中。實(shí)際測量值連續(xù)同設(shè)定植比較，即可確定相應(yīng)組別。

長度比較梯形圖如圖4所示，當(dāng)00103接通時，將通道dm006中的值同dm1110相比較，如小于設(shè)定下限值，則le接通，接通00400輸出。如大于設(shè)定下限值，則同上限值dm1121相比較;如大于上限值，則接通00401輸出。00400和00401使超差門00311接通輸出。

4結(jié)束語

在工業(yè)生產(chǎn)的自動化生產(chǎn)線中，有許多參數(shù)（如長度、直徑、厚度等）需要進(jìn)行實(shí)時檢測，以便確定產(chǎn)品是否合格或按照參數(shù)值進(jìn)行分類處理，利用plc進(jìn)行控制具有硬件簡單，易于進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和控制流程的修改、運(yùn)行穩(wěn)定、故障率低、分組精度高等優(yōu)點(diǎn)，是一種較為理想的控制方案。