基于红外检测的产品自动分装系统设计

　　随着我国经济建设的飞速发展，生产自动化水平越来越高，光传感器因具有体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点在生产控制自动化领域得到广泛的应用。光传感器又称光断续器，分反射式和对射式两种。反射式光传感器主要应用于自动控制、物体识别及光接近开关等方面：对射式光传感器主要应用于光电控制和光电计量等电路中，由于红外光具有很强的抗干扰性能，因此光传感器主要以红外光为主。

　　1 产品自动分装系统功能

　　系统为药片自动分装系统，其工作过程为系统启动后传输带运行，5s后空药瓶到达药片分装位置，传输带停止，漏斗控制开关打开，开始分装药片。同时，红外检测电路开始工作，检测有无药片落入药瓶内，当瓶内装够系统设置的药片数量后，立刻关闭漏斗开关，并启动传输带运行，5s后传输带再次停止，如此反复循环。

　　系统要求可通过手动操作设置每瓶可装药片的片数，系统在工作过程中按下停止按钮时，应在当前药瓶装满后才可停止工作，采用数字显示器显示日产量和瓶装药片数。

　　通过对系统工作过程及系统功能要求的分析，系统所需的控制操作按钮和完成功能必须控制的对象如表1所示。

　　2 系统组成

　　PLC是专为工业控制设计的可编程控制器，具有可靠性高，抗干扰能力强，适应性强，应用灵活，编程方便，具有与各种外设连接的应用接口，功能完善等优点，因此本系统以三菱公司生产的FX系列PLC为核心器件进行控制设计，药片检测采用红外传感器检测，系统组成如图1所示。

　　以PLC为核心进行系统控制时，其I/O分配如表2所示。

　　3 系统电路设计

　　自动分装系统电路由控制按钮电路、红外检测电路、PLC、传输带电机驱动电路、漏斗开关控制电路及显示电路6部分组成，其中控制按钮电路、传输带电机驱动电路、漏斗开关驱动电路都比较简单，本文主要设计红外检测电路和系统显示电路。

　　3.1 红外检测电路

　　红外检测电路的主要功能是检测有无药片落入瓶中。每当一片药片落入瓶中，红外检测电路会产生1个脉冲，提供给PLC，驱动PLC的可编程计数器CO开始计数，当瓶中装入的药片数等于设置值时，CO输出的进位脉冲从Y2输出，为日产量计数显示电路提供时钟信号。

　　药片检测电路可采用发光二极管和光敏二极管面对面安装在漏斗正下方检测有无药片落下，检测电路简单，但由于光敏二极管易受环境光源影响，环境光强度的变化会使传感器产生误判，影响系统的分装精度。采用超强发光二极管可以提高检测系统的抗干扰能力，但功耗太大，因此系统不采用此方案。