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:
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。
貳
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。