A1-Type的PLC控制分度盤及輸送帶之實習

 

一.實習目的

 

A.學習以A1-TYPE PLC控制分度盤及輸送帶

B.學習如何使分度盤作初始化的歸零動作

 

二.實習器材

 

A1-TYPE PLC            2台

分度盤               1組

輸送帶               1組

近接開關              2個

ERLAY               2個

數位式電源供應器          1組

 

 

三.實驗原理:

  1. 將分割器應用於量測工件的實例

 

  我們可應用分割器作為運送量測工件,分割器的轉盤是以圓形的方式運轉,工件隨著轉盤繞一圈後可以經過每一個量測站,且最後又會回到原點,如此可以方便工件的上載及下載,這有助於將來自動化的進行。另外一個原因是分割器定位準確,絕對同步,近原點復歸,及無滑動偏移之困擾。

  工件時序規劃的依據是各站的量測工作是否已經完成,若已經完成則透過我們設計的電路來驅動分割器,使它轉至下一站繼續量測的工作,以下我們會做介紹。

 

1.工件的電源供給

  由分割器的架構(圖10-1)可以看出來,如果直接將電源接至工件的話,電源線會因為分割器旋轉而打結,因此我們以圖10-2的架構來解決這個問題,由圖10-2中我們將接至工件的電源線截斷,然後固定在兩個電木座上,每個電木座上各有一對銅片當工件轉至定位時,這兩個電木座上的銅片便會接觸此時電源便可以接通至工件,如此不但可以解決電源線打結的問題,而且電源只在到達量測位置時才接通,所以還能節省部分的電源。

圖10-1 分割器架構圖

 

圖10-2置具的電源供應設計

 

2.分割器轉動的時序控制

  想要讓工件順利完成每個站的量測,就必須讓分割器在適當的時機做停留與轉動。而驅動分割器的是一顆感應馬達,所以只要我們能控制馬達的轉動與煞車就能讓分割器停留做檢測,或者轉動將工件送至下一站。

  圖10-3是本系統感應馬達控制信號線的示意圖,我們可以看到控制馬達轉動及煞車的訊號線共有三條,其中一條是共接點,一條是煞車另一條則運轉控制線,而控制訊號所須的電壓為DC-24V。

 

圖10-3感應馬達控制信號線圖

 

  在量測工件時我們必須判斷,分割器是否已到達定位。在分割器的架構上有一凸輪,它會隨著分割器的轉動而轉,本實驗設計的分割器轉動時間和停留時間為2:1,所以凸輪在分割器停留的時間會轉1/3圈,在轉動時也會轉動2/3圈。我們便利用這個特性,讓凸輪在停留的時後,碰到我們所放置的極限開關(limit switch)利用這個訊號來判斷分割器是否已經就定位,再下命令給量測儀器擷取訊號,這樣便能達量測的自動化。

 

由上學期及這學期大部分實驗的磨練,同學對PLC的程式已有清晰的認識,但是要由PLC控制不同物品,需要考慮問題的還有硬體線路如何與軟體配合?整個設計的流程為何?經歸納可由以下流程來設計(1)決定動作(2)畫出流程圖(3)決定硬體線路(4)書寫程式(5)線上更改計時器和計數器查看訊號是否正確。現在以此分度盤和輸送帶動作控制的實驗,來說明如何按照上面的設計流程來設計硬體線路和軟體程式。

 

(一)、決定動作:

1. 輸送帶左→右1,經二個近接開關後,輸送帶停止,分度盤轉90°。

 

2. 輸送帶右→左,經二個近接開關後,輸送帶馬上變左→右。

須考慮的問題:

(1) ∵此輸送帶馬達若供應足夠的電壓與電流會達到100M/min的速度。

∴必須調整其電壓與電流值到我們可以接受的程度,故必須由外部接入,若由PLC實驗台的輸點直接供應24V電源速度太快)5V, 0.9A的電源。

 

(2) ∵電磁開關的須接入24V的電源,然後將其他二條線閉合,則感應馬達會經由電磁鐵將馬達的動力傳入分度盤,使分度盤產生旋轉運動,但PLC實驗台上的輸出接點會直接供應24V電源(若不是在實驗台上有輸出的話只是接點的閉合),所以必須由此輸出接點控制Relay線圈,再將此兩接點至Relay上的a接點。

 

 

(二).畫出流程圖:

圖10-4 流程圖

 

(三)、決定硬體線路

  現在必須對整個流程圖作一分析,輸出訊號分別控制輸送帶左→右,右→左與分度盤旋轉輸入訊號為左右近接開關及極限開關。

 

(1) 由流程圖上的第一部分化簡

∵輸送帶同一時間內只可能左→右或右→左,故由一個24V的Relay的一組a接點與一組b接點來控制(稱為機械式互鎖),若無經此化簡步驟,則可能會得到10-5圖的接線方式,但是此種接線方法,可能會導致430,431同時輸出而使電源短路,而必須在電源供應器的OCM接點接出的線上加裝保險絲,既危險又可能須常換保險絲。

 

(2) 由流程圖上的第二部分化簡,∵分度盤旋轉時輸送帶會停止,∴將從電源供應COM點的線路經Relayz的b接點,在送出分度盤旋轉的訊號時,輸送帶電源會被切斷。

 

(3) 因為電源供應器的電源接上後,輸送帶立即移動,但鐵塊須與近接開關在1cm之內,故需先停止輸送帶,所以電源COM與緊急開關串聯,從上述三點的討論,可得到如圖10-6的線路圖。

 

 

圖10-5 接線圖

 

 

 

 

 

 

圖10-6

 

 

 

(四)、書寫程式:

由圖10-1的流程圖和硬體線路的步驟決定最後軟體的流程圖,如圖10-4以此流程圖,配合串級步進法來設計軟體。

圖10-7 軟體流程圖

 

(五)、線上更改計時器和計數器或查看訊號是否正確。

1. 如何監視內部斷電器是否動作

例如要監視輔助電驛M102是否動作,可輸入以下指令

若要監視M101,再多按STEP(+),若要監視再多按STEP(-)

 

2. 如何在運轉模式下修正計時器及計數器的值

例如要在運轉中修改T451的值,改成K=0.5可輸入以下指令

 

 

四、題目:

1.輸送帶左→右,輸送帶停止,分度盤轉90°。

2.輸送帶右→左,經過二個近接開關後,輸送帶馬上變左→右

 

a.示範程式及接線圖

啟動時,紅燈亮一段時間後則熄滅,接著黃亮,經過一段時間後則熄 滅,接著綠亮,經過一段時間後則熄滅。

 

LD 400

ANI 50

OUT 50

LD 221

OR 100

AND 400

OUT 100

LDI 100

OUT 220

LD 50

SFT 220

LDI 400

OR 223

RST 220

LD 400

ANI 100

OUT 431

LD 221

OUT 432

LD 222

OUT 433

 

2.分度盤接線圖及程式

接線圖如圖10-6,程式如圖10-9

 圖10-9

 

五、注意事項:

1.輸送帶電源由Relay a、b接點作機械式互鎖的原因避免人為的疏失及節省一

個輸出接點。

 

2.若輸出點數不夠時,可由時序圖找出其互鎖的動作,加一個relay將兩個訊

號互鎖(接成a, b接點),即可省下一個輸出點。