Выталкиватель коробок под 90°

Назначение механизма

В производственных линиях часто требуется переместить коробку с одного конвейера на другой, расположенный под углом 90 градусов.

Коробка движется по основному конвейеру и доходит до механического стопора. Когда коробка занимает позицию выгрузки, она перекрывает датчик. Контроллер выдерживает небольшую задержку, после чего включает пневматический толкатель. Толкатель перемещает коробку на поперечный конвейер.

В учебном примере используется минимальный набор оборудования: один датчик, один дискретный выход и два таймера.

Состав системы

В примере предполагается использование моностабильного пневмораспределителя с одной катушкой. При включении выхода цилиндр выдвигается. После выключения выхода распределитель возвращается пружиной, а цилиндр втягивается.

Последовательность работы

1. Коробка доходит до стопора

Коробка движется по основному конвейеру, доходит до механического стопора и перекрывает датчик B1.

B1 = TRUE

2. Начинается задержка

Сигнал датчика поступает на таймер T1 типа TON.

Для учебного примера:

T1.PT = 500 мс

Задержка позволяет коробке полностью дойти до стопора, прекратить движение и занять устойчивое положение.

Если датчик выключится раньше завершения задержки, выход TON не включится и толкатель не сработает.

3. Формируется импульс толчка

После завершения задержки выход T1.Q становится равен TRUE. Этот фронт запускает таймер T2 типа TP.

Для учебного примера:

T2.PT = 1000 мс

Выход таймера T2 остаётся активным в течение заданного времени независимо от дальнейшего состояния выхода TON, в соответствии с реализованной семантикой TP в симуляторе.

4. Толкатель перемещает коробку

Выход T2.Q управляет выходом Y1.

Y1 = TRUE

Катушка пневмораспределителя включается. Пневматический цилиндр выдвигается и перемещает коробку на поперечный конвейер.

5. Толкатель возвращается

После завершения времени T2 выход Y1 выключается.

Y1 = FALSE

Катушка обесточивается. Моностабильный распределитель возвращается в исходное положение, и цилиндр втягивается.

6. Система готовится к следующему циклу

После удаления коробки датчик освобождается:

B1 = FALSE

Таймер TON сбрасывается. Новый цикл становится возможен после следующего перехода датчика из FALSE в TRUE.

FBD-схема

B1 — датчик коробки
        |
        v
T1 — TON, задержка 500 мс
        |
        v
T2 — TP, импульс 1000 мс
        |
        v
Y1 — катушка пневмораспределителя

Логическая цепочка состоит из четырёх блоков:

IN → TON → TP → OUT

TON отвечает за задержку перед началом движения. TP формирует импульс фиксированной продолжительности и ограничивает время включения пневмораспределителя.

Настройка таймеров

Значения 500 и 1000 мс являются учебными. На реальном оборудовании параметры выбирают с учётом:

• скорости основного конвейера;
• массы и размеров коробки;
• расстояния до механического стопора;
• скорости пневматического цилиндра;
• давления воздуха;
• времени переключения распределителя;
• ширины принимающего конвейера.

Задержка T1 должна быть достаточной для правильного позиционирования коробки.

Время T2 должно позволять цилиндру полностью вытолкнуть коробку, но не должно необоснованно задерживать его возврат.

Как проверить пример в симуляторе

• 1. Открыть пример в симуляторе.
• 2. Запустить выполнение программы.
• 3. Установить вход B1 в TRUE.
• 4. Убедиться, что Y1 не включается сразу.
• 5. Дождаться завершения задержки T1.
• 6. Убедиться, что Y1 включается приблизительно на 1000 мс.
• 7. Вернуть B1 в FALSE.
• 8. Повторно включить B1 и проверить новый цикл.

Фактическая точность времени зависит от логического времени сканирования симулятора.

Ограничения схемы с одним датчиком

Минимальная схема не может определить:

• полностью ли выдвинулся цилиндр;
• вернулся ли цилиндр в исходное положение;
• действительно ли коробка покинула позицию;
• свободен ли поперечный конвейер;
• не произошло ли заклинивание;
• не находится ли следующая коробка в опасной зоне.

В реальной промышленной системе обычно добавляют:

• датчик исходного положения цилиндра;
• датчик выдвинутого положения;
• датчик освобождения позиции;
• сигнал готовности принимающего конвейера;
• контроль превышения допустимого времени движения;
• диагностику давления воздуха;
• аварийные блокировки.

Учебная FBD-схема демонстрирует только основной алгоритм управления. Она не заменяет проектирование системы функциональной безопасности. Аварийный останов, защитные ограждения и безопасное отключение исполнительных механизмов должны реализовываться отдельными аппаратными и программными средствами в соответствии с требованиями конкретного оборудования.