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永磁体批量分选:FM-2000 比较器功能 + 外部控制接线指南

发布时间:2026-10-07 点击量:18

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一、先理解比较器的判定逻辑

FM-2000 的比较器功能本质上是一个双阈值窗口比较器。工作逻辑很简单:

指示灯条件含义
Hi(红色 LED)指示值 > 上限设定值磁通偏高,不合格
Go(绿色 LED)下限设定值 ≤ 指示值 ≤ 上限设定值磁通合格
Lo(黄色 LED)指示值 < 下限设定值磁通偏低,不合格

设定范围是 +1999 ~ 0 ~ -1999(含极性)。判定速度约 2 次/秒。

这里有一个容易被忽略的细节:比较器判定的是“当前显示值"还是“保持值"? 这取决于你用的是哪种测量模式。批量分选场景下,必须配合峰值保持模式使用——操作员把磁体推入线圈后,峰值模式锁存最大值,比较器再对这个锁存值进行判定。如果是正常模式,手一松数值就可能变化,判定结果不可靠。

二、外部控制输入接线:让测量动作自动化

FM-2000 的外部控制输入采用光耦合器隔离设计,这意味着你不需要担心 PLC 或控制板的电平与磁通计内部电路之间的干扰问题。隔离输入有两个核心信号:

2.1 测量开始输入(DRIFT/MEAS 切换)

这个输入端子的作用是触发一次测量动作。接线逻辑是:给一个脉冲信号,磁通计开始积分测量。

典型接线方式:

  • 信号源:PLC 的晶体管输出点(NPN 或 PNP 均可,光耦隔离输入通常支持双向)

  • 接线:PLC 输出点 → FM-2000 的 MEAS 输入端子;另一极接 COM 或 0V(根据光耦极性要求)

  • 时序:磁体到位信号 → 延时 50~100ms(等磁体稳定)→ 输出 MEAS 脉冲(宽度建议 10~50ms)→ 磁通计完成测量

实际操作中的经验:MEAS 信号触发后,磁通计需要一个短时间的积分过程。如果磁体还在晃动就触发,或者触发后马上让磁体离开,测量结果会偏小。“先到位、再触发、后离开" 是可靠测量的铁律。

2.2 复位输入(RESET)

每次测量完成后,必须复位,让磁通计的积分值归零,为下一个样品做准备。

接线方式:与 MEAS 类似,来自 PLC 的另一个输出点。时序要求:在磁体离开线圈之后、下一个磁体进入之前,给 RESET 一个脉冲。

常见错误:先触发 RESET 再让磁体离开,或者 RESET 和 MEAS 同时给信号。正确顺序是:

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上料到位 → [延时] → MEAS触发 → 测量完成(比较器输出更新)
→ 读取判定结果 → 分拣动作 → 磁体离开 → RESET复位 → 下一循环

2.3 一个重要的补充:线圈断线检测

FM-2000 的外部控制端子中还包含线圈断线(COIL断)检测信号。这个功能在批量分选中很有价值——如果探头线圈的接线松脱或断裂,磁通计会输出信号,避免产线在“无测量"状态下继续分选,导致批量误判。

三、比较器输出接线:驱动分拣机构

比较器判定完成后,FM-2000 通过 Hi/Go/Lo 三路绝缘开路集电极输出给出结果。

3.1 输出规格

参数规格
输出类型绝缘开路集电极(Open Collector)
最大灌电流20 mA
最大电压30V
输出饱和电压20mA 时 ≤1.2V

关键理解:开路集电极输出相当于一个“对地开关"。当判定为 Hi 时,Hi 输出端子与 COM 之间导通(拉低到接近 0V);判定为 Go 时,Go 端子导通;判定为 Lo 时,Lo 端子导通。同一时刻只有一路导通。

3.2 驱动 PLC 输入

这是最常见的接线方式。以三菱 PLC(漏型输入)为例:

  • FM-2000 的 Hi 输出端子 → PLC 的 X0

  • FM-2000 的 Go 输出端子 → PLC 的 X1

  • FM-2000 的 Lo 输出端子 → PLC 的 X2

  • FM-2000 的 COM(输出侧) → PLC 的 0V

当 Hi 导通时,X0 被拉低,PLC 检测到 Hi 信号,执行剔除动作。

注意:开路集电极输出是“低电平有效",不要误接成高电平触发。

3.3 直接驱动小型继电器或指示灯

如果分拣机构比较简单(比如只驱动一个气缸电磁阀),可以直接用比较器输出驱动小型继电器:

  • 24V 电源正极 → 继电器线圈 → FM-2000 的 Go 输出端子 → COM → 24V 负极

  • 继电器触点控制气缸电磁阀

灌电流 20mA 的限制:如果需要驱动大电流负载(如电磁阀),必须通过继电器或中间放大板,不能让比较器输出直接承担电磁阀的电流。

四、量程与比较器阈值的配合设置

这是批量分选中最容易出错的环节。

FM-2000 提供 0.1mWb / 1mWb / 10mWb 三档测量量程。比较器的上下限设定值是绝对值,设定范围从 +1999 到 -1999。这意味着:

  • 量程切换后,比较器阈值需要重新设定。如果在 1mWb 量程下设定了上限 1500,切换到 0.1mWb 量程后,同样的阈值对应的实际磁通值不同。

  • 建议做法:产线换型时,把“量程 + 上下限阈值 + 测量模式"作为一个“配方"保存下来,换型时整体调用,而不是只改量程。

阈值设定的实操步骤:

  1. 取一批已知合格的磁体,用 FM-2000 测量其峰值磁通值,记录数据

  2. 计算合格品的平均值和标准差

  3. 上限设定为“平均值 + 3σ",下限设定为“平均值 - 3σ"(或根据客户规格要求)

  4. 用少量已知不合格样品验证阈值是否能正确判出 Hi/Lo

五、一个完整的批量分选接线方案

以下是一个典型的“磁体上料 → 测量 → 分选"工位的接线逻辑:

输入侧(PLC → FM-2000):

  • PLC 输出 Y0 → FM-2000 MEAS 端子(触发测量)

  • PLC 输出 Y1 → FM-2000 RESET 端子(复位)

  • FM-2000 输出侧 COM → PLC 0V

输出侧(FM-2000 → PLC):

  • FM-2000 Hi → PLC X0

  • FM-2000 Go → PLC X1

  • FM-2000 Lo → PLC X2

六、常见问题与排查

问题 1:比较器判定结果与手动测量不符

  • 检查是否使用了峰值保持模式。正常模式下,操作员手离开探头后数值可能变化,导致比较器判定的是“变化后的值"而非“峰值"。

  • 检查 RESET 信号是否在测量完成后、下一轮开始前正确给出。

问题 2:分拣机构不动作,但 LED 灯正常亮

  • 检查比较器输出的 COM 端是否正确连接到 PLC 的 0V 或负载的负极。

  • 检查 PLC 输入点的公共端极性是否与开路集电极输出兼容。

问题 3:连续分选时偶尔出现误判

  • 可能是上一个样品的 RESET 没有完成,积分值残留。检查 RESET 信号的时序和脉冲宽度。

  • 可能是线圈断线检测触发。检查探头线圈的连接是否可靠。

问题 4:换型后判定全部错误

  • 检查量程是否与比较器阈值匹配。量程切换后阈值必须重新设定或调用对应配方。

七、小结

FM-2000 的批量分选能力,核心就是两条线:输入侧的光耦隔离触发信号让测量动作与产线节拍同步,输出侧的开路集电极判定信号让分拣机构直接执行。接线本身不复杂,但时序设计和阈值设定决定了整个方案的可靠性。

一句话总结:比较器是“大脑",外部控制是“手脚",峰值保持模式是“记忆"。三者配合,才能让 FM-2000 在产线上真正跑起来。