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1 引言

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

　　分選機的功能是對工件進行連續測量，將被測參數轉變為電信號，再經電路放大、邏輯運算處理后。控制相應的執行機構，對工件實行自動分選。

2 軸承滾針分選機plc控制系統的設計

　　2.1 系統構成

　　系統采用omron c200h模塊式plc，現場開關信號接入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變成電感量變化，再經測量放大電路放大成標準的電壓信號，接至plc的模擬量輸入模塊。

　　該系統總輸入點為：開關量為5點，模擬量為2點，分別采用直流24v的8點輸入模塊im211和模擬量輸入模塊ad001;輸出點為開關量17點，選用od411（8點）和od211（12點）兩塊晶體管輸出模塊。

2.2 工作原理

　　分選機屬于比較測量儀器，先以標準尺寸工件定標或先校正好測微儀的放大倍數，然后以被測工件與標準工件尺寸進行比較，產生直徑尺寸差δd和長度尺寸差δl，電感測量頭將δd和δl轉變為電感差δd和δl，測量電路將電感差轉變為0~+10v的電壓信號us。信號經plc模擬量輸入模塊轉變為數字量，并根據工藝要求，將參數同標準數據進行比較，控制相應料門電磁鐵。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行直徑分選。

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

3 plc控制系統梯形圖的設計

　　3.1 程序控制的要求

　　現通過工件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，該工件對應的落料門關閉;

　　（3） 對工件1進行測量并鎖存，打開相應料門，準備落料;

　　（4） 工件2送料，同時將工件1頂下落料;

　　（5） 工件1經一段時間落入相應料門;

　　（6） 工件1測量信號清零，相應料門關閉。

　　3.2 程序設計

　　（1） 程序的控制流程

（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。為了準確地進行測量和控制，必須消除被測信號中的隨機干擾。plc的ad001模塊引入數字濾波方法，它可根據用戶設定的積分常數對多次a/d轉換數據取算術平均值，以消除干擾。其中，積分常數就是a/d轉換的次數，平均值是將多次a/d轉換數據之和與積分常數相除，并忽略計算結果中的小數部分。

　　設n為a/d轉換次數，ad001中四路輸入的n值分別預置在dm1101-dm1103中。在這里將n取2，所用2路積分常數預置在dm1101和dm1102通道中。ir區中10001-10004分別是第一路到第四路的求平均值啟動位，當其被置為“1”時，則向ad001發出取平均值的指令，此時平均值為二進制數。

（3） 數據換算

　　由于a/d轉換得到的是標準數字信號，即相對于傳感器測量范圍的相對百分數，不能直觀地表示過程被測量的量綱，因此需要進行換算。ad001可根據用戶設定的上下限參數，將ad轉換后的12位二進制數據換算成4位十進制數。ad001按下式進行換算，并忽略計算結果中的小數部分。

其中兩路的上、下限參數值分別預置在dm1110、dm1111和dm1112、dm1113中，參數值必須是0—9999的bcd碼數據，且兩數據之差不大于4000。ir區中10005、10006分別為第一路、第二路的數據換算啟動位，當其被置為“1”時，則向ad001發出執行換算指令。