基于PLC的材料分揀裝置設計

1、 基于PLC分揀裝置系統(tǒng)設計一、設計要求： 根據(jù)當前PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展和自動控制的理論，設計出了一個基于PLC 的材料分揀裝置控制系統(tǒng)。系統(tǒng)利用PLC控制編程，自動控制材料分揀。二、設計作用與目的: 實現(xiàn)了利用PLC控制編程技術(shù)對材料進行自動控制分揀。電路結(jié)構(gòu)簡單，投資少（可利用原有設施改造），分揀系統(tǒng)不僅自動化程度高，還具有在線修改功能，靈活性強，系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集準確、可靠性高及系統(tǒng)成本低等優(yōu)點。采用模塊化的程序設計方法，大量采用代碼重用，減少軟件的開發(fā)和維護。利用對PLC軟件的設計,實現(xiàn)變頻器的參數(shù)設置、故障診斷和電機的啟動和停止。該系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠、性價比高、可擴展性強、警示明顯、設計

2、人性化等優(yōu)點。三、PLC材料分揀系統(tǒng)的硬件設計3.1 PLC自動分揀控制系統(tǒng)工作原理本文所設計的PLC材料分揀系統(tǒng)采用推塊式分揀機的臺式結(jié)構(gòu)，有豎井式材料輸入料槽，滑板式產(chǎn)品輸出料槽口。同時，輸送帶作為傳動結(jié)構(gòu)，為了方便較快速度的啟動和停止，用異步交流電機驅(qū)動；對不同材質(zhì)的三種傳感器分別固定在網(wǎng)孔板上；為了保證整個系統(tǒng)的安全性又加了一個光電傳感器。整個控制系統(tǒng)有氣動部件、電氣部件和硬件三大部分組成。氣動部分由空氣壓縮機、氣缸、氣瓶、氣壓指示表、分水過濾器、冷卻器、減壓閥、配氣器、等部件組成；電氣部分由PLC、鐵檢測傳感器、鋁檢測傳感器、顏色檢測傳感器、光電傳感器、異步交流電機、開關(guān)、電源等部件

3、組成；硬件部分由傳送帶異步電動機、傳送帶、底座、支架等組成。材料分撿系統(tǒng)工作原理示意圖如圖3.1所示。圖3.1材料分撿系統(tǒng)工作原理示意圖1氣瓶 2PLC 3料槽 4電源 5電機 6料槽傳感器 7料倉氣缸 8皮帶 9倉庫 10氣缸 11傳感器其工作過程是開啟電源，氣動系統(tǒng)開始工作，系統(tǒng)進入自檢狀態(tài)。下料傳感器檢測下料槽內(nèi)是否有物料，若沒有物料，延時后自動等待上料；當下料槽內(nèi)有物料時，系統(tǒng)自動運行。首先，下料傳感器發(fā)送信號給PLC，PLC傳送信號給下料氣缸。經(jīng)過一定時間，下料汽缸將物料推至傳送帶。當物料在傳送帶傳送時，PLC計數(shù)器開始計數(shù)，電機開始運行。當傳感器檢測到物料為鐵金屬時，發(fā)出反饋信號給

4、PLC，由PLC控制氣缸一動作，將物料推到料倉。當氣缸電磁閥運行到后限位開關(guān)時，電磁閥復位，回到原狀態(tài)。同理，可通過相應傳感器分揀相應的物料。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖3.2所示。下料傳感器 P L C鐵檢測傳感器鋁檢測傳感器光電檢測傳感器輸送帶和下料氣缸鐵出料氣缸其他出料氣缸塑料出料氣缸鋁出料氣缸空氣壓縮機顏色料傳感器圖3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.2 系統(tǒng)的硬件組成系統(tǒng)由氣動部件、電氣部件和硬件三大部分組成。3.3系統(tǒng)主電路設計系統(tǒng)是全自動的運行方式。在系統(tǒng)開始工作前需要人工合上刀閘開關(guān)，然后手動啟動系統(tǒng)的電源開關(guān)。系統(tǒng)開始運行，進入自檢狀態(tài)，當有物料進入料槽時，系統(tǒng)開始自動運行；當料槽中沒有物料時，系統(tǒng)進

5、入自檢狀態(tài)，等待物料再次進入料槽，然后自動運行。系統(tǒng)需要停止工作時，需要人工切斷系統(tǒng)電源，然后再切斷主電源。自動運行方式是由一臺可編程序控制器（PLC）來控制整個系統(tǒng)自動運行，系統(tǒng)根據(jù)傳感器傳出的信號執(zhí)行事先編譯好程序3。系統(tǒng)主電路圖和結(jié)構(gòu)圖如圖3.3所示。圖3.3 系統(tǒng)主電路圖在圖3.3中，M1為傳送帶提供動力的異步電動機，M2為空氣壓縮機。FU1為主電路的熔斷器，起短路保護的作用。當電路發(fā)生短路時，通過熔體的電流使其發(fā)熱，當達到熔化溫度時自行熔斷，從而分段電路。接觸器KM1控制電動機M1的運行。當接觸器收到PLC為1的信號時，接觸器閉合，電動機就可以啟動運行。FR1、FR2分別為電機過載保

6、護用的熱繼電器，電動機一旦出現(xiàn)長時間過載自動切斷電路。并能購隨過載程度而改變動作時間的繼電器，充分發(fā)揮了電動機的過載能力，保證電動機的正常啟動和運轉(zhuǎn)。3.4系統(tǒng)氣壓傳動裝置設計3.4.1氣源裝置氣源裝置是為氣動系統(tǒng)提供具有一定壓力和足夠流量、滿足一定凈化程度的壓縮空氣的能源裝置,它是氣動系統(tǒng)的重要組成部分8。氣源裝置包括氣壓產(chǎn)生、壓縮空氣凈化與儲存、壓力穩(wěn)定和傳輸管道等裝置，這些設備一般布置于壓縮空氣站內(nèi)，作為整個工廠或車間的同一氣源，氣源裝置結(jié)構(gòu)見圖3.4。圖2.8中，電動機帶動空氣壓縮機旋轉(zhuǎn)，經(jīng)吸氣口的空氣過濾器將大氣中的空氣吸入9。冷卻器將壓縮空氣降溫冷卻，使高溫汽化的水、油凝結(jié)分離。油

7、水分離器將冷凝出來的水滴、油滴、雜質(zhì)等分離并排出系統(tǒng)。儲氣罐用以壓縮空氣、穩(wěn)定壓縮空氣的壓力，并除去其中的部分油、水等雜質(zhì)，儲氣罐輸出的壓縮空氣可用于不同空氣質(zhì)量要求的氣動系統(tǒng)。圖3.4氣源裝置結(jié)構(gòu)圖3.4.2氣壓發(fā)生裝置氣壓發(fā)生裝置包括正壓發(fā)生裝置和負壓發(fā)生裝置，正壓發(fā)生裝置為空氣壓縮機。這也正是本系統(tǒng)所使用的氣壓發(fā)生裝置?？諝鈮嚎s機屬于正壓發(fā)生裝置，它是將機械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力的能量轉(zhuǎn)換裝置，提供高于大氣壓力的氣壓。排氣壓力低于0.2MPa的一般稱為風機（低于0.015MPa的稱為通風機，0.0150.2MPa的稱為鼓風機），它們用于通風系統(tǒng)。排氣壓力高于0.2MPa的習慣上成為壓縮機，氣動

8、系統(tǒng)中通常采用壓縮機提供氣源。氣動系統(tǒng)中多數(shù)氣動元件都是在高于大氣壓力下工作的，用這些元件組成的啟動系統(tǒng)稱為正壓系統(tǒng)。下面介紹常用的活塞式空氣壓縮機的工作原理：氣壓傳動系統(tǒng)中最常用的是往復活塞式空氣壓縮機，其工作原理如圖3.5所示，當電動機帶動曲柄7旋轉(zhuǎn)時，通過連桿6、滑塊5和活塞4的傳遞轉(zhuǎn)換，使活塞3在氣缸2內(nèi)作往復運動。當活塞向右移動時，缸內(nèi)左腔密封容積逐漸增大，使其中的氣壓低于大氣壓，吸氣閥8被外界大氣壓力頂開，空氣在大氣壓力作用下進入氣缸內(nèi)，形成吸氣過程；當活塞向左移動時，缸內(nèi)左腔密封容積逐漸減小，空氣受壓使氣壓升高，將吸氣閥關(guān)閉，形成壓縮過程；當缸內(nèi)壓縮空氣壓力升至高于輸氣管路中壓力

9、時，排氣閥1頂開，壓縮空氣排入輸氣管路，形成排氣過程?；钊娇諝鈮嚎s機的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長，容易實現(xiàn)大流量和高壓輸出；缺點是振動大、噪聲大，輸出流量、壓力有脈動，需使用儲氣罐穩(wěn)壓。圖3.5 活塞式空氣壓縮機工作原理1排氣閥； 2氣缸； 3活塞； 4活塞；5滑塊； 6連桿； 7曲柄； 8吸氣閥； 9彈簧3.4.3冷卻器冷卻器安裝在空氣壓縮機出口的管道上，將空氣壓縮機排出的溫度高達120150的氣體冷卻到4050，從而使其中的水蒸氣和被高溫氧化的油霧冷凝成水滴和油滴而析出，進而初步分離，以便對壓縮空氣實施進一步凈化處理。因冷卻介質(zhì)為水，它的冷卻效率高，常用于中型和大型壓縮機。在工作時，一般

10、是水在管內(nèi)流動，空氣在管間流動。管內(nèi)流動的冷卻水多為單程或雙程流動，管間空氣可以自由流動。壓縮空氣在冷卻過程中生成的冷凝水可通過排水器排出。在冷卻器上應安裝溫度計以監(jiān)測工作情況。3.4.4儲氣罐儲氣罐的主要作用是：儲存一定數(shù)量的壓縮空氣，以備發(fā)生故障或臨時需要應急使用；消除由于空氣壓縮機斷續(xù)排氣而對系統(tǒng)引起的壓力脈動，保證輸出氣流的連續(xù)性和平穩(wěn)性。進一步分離壓縮空氣中的油、水等雜質(zhì)。3.4.5氣動控制裝置氣動系統(tǒng)不同于液壓系統(tǒng)，一般每一個液壓系統(tǒng)都自帶液壓源（液壓泵）；而在氣動系統(tǒng)中，一般來說由空氣壓縮機先將空氣壓縮，儲存在貯氣罐內(nèi)，然后經(jīng)管路輸送給各個氣動裝置使用。 有些氣動回路需要依靠回路

11、中壓力的變化來實現(xiàn)控制兩個執(zhí)行元件的順序動作，所用的這種閥就是順序閥。順序閥與單向閥的組合稱為單向順序閥。所有的氣動回路或貯氣罐為了安全起見，當壓力超過允許壓力值時，需要實現(xiàn)自動向外排氣，這種壓力控制閥叫安全閥。3.5系統(tǒng)檢測電路設計3.5.1鐵傳感器的選用霍爾接近開關(guān)來檢測材料是否是磁性鐵金屬?；魻栐且环N磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān)，叫做霍爾開關(guān)5。當磁性物件移近霍爾開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有無磁性物體存在，進而控制開關(guān)的通或斷。本系統(tǒng)中，當材料是鐵時傳感器開關(guān)閉合，產(chǎn)生電流驅(qū)動線圈?；魻柦咏_關(guān)的工作原理見圖3.6。因此

12、，本系統(tǒng)中檢測鐵物料選用霍爾傳感器為2AV系列。圖3.6 霍爾接近開關(guān)的工作原理圖3.5.2鋁傳感器的選用當通過金屬體的磁通過變化時，就會在導體中產(chǎn)生感生電流，這種電流在導體中是自行閉合的，這就是所謂電渦流6。電渦流的產(chǎn)生必然要消耗一部分能量，從而使產(chǎn)生磁場的線圈阻抗發(fā)生變化，這一物理現(xiàn)象稱為渦流效應。電渦流式傳感器是利用渦流效應，將非電量轉(zhuǎn)換為阻抗的變化而進行測量的。如圖3.7所示，一個扁平線圈置于金屬導體附近，當線圈中通有交變電流I1時，線圈周圍就產(chǎn)生一個交變磁場H1。置于這一磁場中的金屬導體就產(chǎn)生電渦流I2，電渦流也將產(chǎn)生一個新磁場H2，H2與H1方向相反，因而抵消部分原磁場，使通電線圈

13、的有效阻抗發(fā)生變化。圖3.7 電渦流傳感器原理圖我們可以把被測導體上形成的電渦流等效成一個短路環(huán)，這樣就可得到如圖3.8的等效電路。圖中R1、L1為傳感器線圈的電阻和電感。短路環(huán)可以認為是一匝短路線圈，其電阻為R2、電感為L2。線圈與導體間存在一個互感M，它隨線圈與導體間距的減小而增大。當鋁檢測傳感器檢測到金屬材料時，傳感器的線圈阻抗就會發(fā)生變化。圖3.8 電渦流傳感器等效電路圖利用這一性質(zhì)可以把鋁傳感器和繼電器如圖3.9連接，實現(xiàn)開關(guān)功能。所以本系統(tǒng)鋁傳感器選用電渦流傳感器為ST系列。圖3.9 鋁傳感器開關(guān)原理圖3.5.3顏色傳感器的選用我們所看到的物體顏色，實際上是物體表面吸收了照射到它上

14、面，白光(日光)中的一部分有色成分之后，反射出的另一部分有色光在人眼中的反應7。白色是由各種頻率的可見光混合在一起構(gòu)成的，也就是說白光中包含著各種顏色的色光(如紅、黃、綠、青、藍、紫)。根據(jù)三原色理論可知，各種顏色是由不同比例的三原色(紅、綠、藍)混合而成的。如果知道構(gòu)成各種顏色的三原色的值，就能夠知道所測試物體的顏色。高分辨率顏色傳感器TCS230，是我們常用的顏色傳感器。對于TCS230來說，當選定一個顏色濾波器時，它只允許某種特定的原色通過，阻止其它原色的通過。例如：當選擇紅色濾波器時，入射光中只有紅色可以通過，藍色和綠色都被阻止，這樣就可以得到紅色光的光強，同理，選擇其它的濾波器，就可

15、以得到藍色光和綠色光的光強。通過這三個值，就可以分析投射到TCS230傳感器上的光的顏色，本文選擇紅色濾波器。3.5.4光電傳感器的選用利用被檢測物體對光束的遮光或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體的有無。其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)是一種電量傳感器，把電流或電壓的變化以光電的方式傳送出去，即進行電信號光信號電信號的轉(zhuǎn)換。光電式傳感器工作原理:光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為發(fā)送器，接收器和檢測電路。發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導體光源，發(fā)光二極管（LED）和激光二極管。接收器有光電二極管或光電三極管組成。在接收器的前面，裝有

16、光學元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。3.6系統(tǒng)電氣部件選型3.6.1限位開關(guān)的選用限位開關(guān)又稱行程開關(guān)或位置開關(guān)。它是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路工作狀態(tài)的控制電器。行程開關(guān)的動作原理與控制按鈕相似，在機床設備中，事先將行程開關(guān)根據(jù)工藝要求安裝在一定的行程位置上。部件在運行中，當裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時，使行程開關(guān)的觸點動作而實現(xiàn)電路的切換，達到控制運動部件行程位置的目的。直動式行程開關(guān)的機構(gòu)原理與復式按鈕相似。機床撞塊壓下推桿時，其常閉觸頭分開，而常開觸頭閉合；當撞塊離開推桿時，觸頭在彈簧力作用下恢復原來狀態(tài)。這種行程開關(guān)結(jié)構(gòu)簡

17、單、價格便宜，因此本設計采用直動式限位開關(guān)型號為LX19K。3.6.2熔斷器的選用熔斷器一種簡單而有效的保護電器。在電路中主要起短路保護作用。其主要由熔體和安裝熔體的絕緣管(絕緣座)組成。使用時，熔體串接于被保護的電路中，當電路發(fā)生短路故障時，熔體被瞬時熔斷而分斷電路，起到保護作用。 熔斷器的工作原理是：當電路發(fā)生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高，升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災。若電路中正確地安置了熔斷器，那么，熔斷器就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護電路安全運行的作用。由于系統(tǒng)容量較小，系統(tǒng)容量主要是電

18、動機，故選用RCIA系列熔斷器。3.6.3電動機的選用電動機分為直流電機和交流電機，交流電機又分為同步電機和異步電機。由于異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用方便，運行可靠，成本低廉，效率較高等優(yōu)點而得到廣泛應用。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，異步電動機用于拖動中小型軋鋼設備，各種金屬切削機床，輕工機械和礦山機械等；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，異步電動機用于拖動水泵，粉碎機以及其他農(nóng)副產(chǎn)品的加工機械；在民用電器方面的電風扇、洗衣機、空調(diào)機等也都是用異步電動機拖動的。所以系統(tǒng)中電機選用為異步電機，因為系統(tǒng)容量較小所以選用電機為ST-MS90S系列。3.7 PLC與傳統(tǒng)繼電器的區(qū)別及選型3.7.1 PLC與傳統(tǒng)繼電器的區(qū)別

19、最初研制生產(chǎn)PLC主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運行方式是不相同的：（1）當PLC運行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務的，需要執(zhí)行眾多的操作4。但CPU不可能同時去執(zhí)行過個操作，它只能按分時操作方式，每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。由于CPU的運算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)似乎是同時完成的。這種串行工作過程稱為PLC的掃描工作方式。用掃描工作方式執(zhí)行用戶程序時，掃描是從第一步開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲順序的先后，逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，周而復始重復運行。繼電器控制裝置采

20、用硬邏輯并行運行的方式，即如果這個繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點（包括其常開或常閉觸點）在繼電器控制線路的哪個位置上都會立即同時動作。 （2）PLC的優(yōu)點：可靠性高，抗干擾能力強；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強；配套齊全，功能完善，適用性強；易學易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設計，工作量小，維護方便，容易改造；設計、施工、調(diào)試的周期短。3.7.2 PLC設計選型的一般原則1、選擇自己熟悉的機種和機型：同樣的控制設備的設計，可以用任何同樣級別的PLC來完成。如果選用你不熟悉的PLC，你就必須從頭熟悉它，雖然不費太多的事，但畢竟沒有用你熟悉的機型來的快。 2、不要大材小用：什么樣的規(guī)模

21、設計任務就選用什么樣規(guī)模的PLC，避免造成太多的硬件資源的浪費。3、具體的控制對象，具體選擇：根據(jù)不同的設計任務，來選擇PLC的機型。4、選用易采購的機型：有的產(chǎn)品經(jīng)銷商較少，不容易采購或進行比較，有的產(chǎn)品經(jīng)銷商很多，容易采購和比較，你就可以選用信譽好、價格優(yōu)惠、技術(shù)上能夠給與支持的公司。5、經(jīng)常了解PLC產(chǎn)品的發(fā)展動態(tài)：PLC產(chǎn)品更新?lián)Q代很快，你熟悉的機型也許過幾年就見不著了，所以，你最好在設計選型之前，先了解一下市場情況。目前在國內(nèi)市場上有從美國、德國、日本等國引進的多種系列PLC，國內(nèi)也有許多廠家組裝、開發(fā)數(shù)十種PLC，故PLC系列標準不一，功能參差不齊，價格懸殊。在此情況下，PLC的選

22、擇應著重考慮PLC的性能價格比，選擇可靠性高，功能相當，負載能力合適，經(jīng)濟實惠的PLC。本文介紹以PLC的材料分揀裝置系統(tǒng)輸入、輸出點數(shù)的要求，選擇為三菱公司的FX2N系列的FX2N-32MR-001。 四、PLC自動控制的軟件設計4.1 系統(tǒng)程序流程PLC程序工作流程10-12如下：(1) 接通電源，按下啟動開關(guān)，系統(tǒng)啟動，進入自檢狀態(tài)，等待物體進入料槽；(2)下料光電傳感器檢測到料槽有料時，料槽出料氣缸開始動作，將物料推到傳送帶上；當氣缸碰到前限位開關(guān)的時候，計數(shù)器加一，氣缸停止前進，開始后退；當氣缸碰到后限位開關(guān)的時候停止后退。 (3)氣缸碰到后限位開關(guān)停止后退時，傳送帶上電機開始轉(zhuǎn)動。

23、(4)當鐵傳感器檢測到鐵制物料通過的時候，氣缸一開始動作，把物料推到一號料倉中；當氣缸碰到前限位開關(guān)的時候，氣缸停止前進，開始后退；當氣缸碰到后限位開關(guān)的時候停止后退。(5) 氣缸碰到后限位開關(guān)停止后退時，計數(shù)器減一。(6) PLC判斷計數(shù)器是否為零，是零的話，系統(tǒng)復位；不為零的時候在料倉光電傳感器有信號的時候下料氣缸動作；下料氣缸沒有信號的時候返回傳動帶電機，執(zhí)行下一步操作。(7)當鋁傳感器檢測到鋁制物料通過的時候，氣缸二開始動作，把物料推到二號料倉中；當氣缸碰到前限位開關(guān)的時候，氣缸停止前進，開始后退；當氣缸碰到后限位開關(guān)的時候停止后退。(8) 氣缸碰到后限位開關(guān)停止后退時，計數(shù)器減一。(

24、9) PLC判斷計數(shù)器是否為零，是零的話，系統(tǒng)復位；不為零的時候在料倉光電傳感器有信號的時候下料氣缸動作；下料氣缸沒有信號的時候返回傳動帶電機，執(zhí)行下一步操作。(10)當顏色傳感器檢測到紅顏色物料通過的時候，氣缸三開始動作，把物料推到三號料倉中；當氣缸碰到前限位開關(guān)的時候，氣缸停止前進，開始后退；當氣缸碰到后限位開關(guān)的時候停止后退。(11) 氣缸碰到后限位開關(guān)停止后退時，計數(shù)器減一。(12) PLC判斷計數(shù)器是否為零，是零的話，系統(tǒng)復位；不為零的時候在料倉光電傳感器有信號的時候下料氣缸動作；下料氣缸沒有信號的時候返回傳動帶電機，執(zhí)行下一步操作。(13)當光電傳感器檢測到物料通過的時候，氣缸四開

25、始動作，把物料推到四號料倉中；當氣缸碰到前限位開關(guān)的時候，氣缸停止前進，開始后退；當氣缸碰到后限位開關(guān)的時候停止后退。(14) 氣缸碰到后限位開關(guān)停止后退時，計數(shù)器減一。(15) PLC判斷計數(shù)器是否為零，是零的話，系統(tǒng)復位；不為零的時候在料倉光電傳感器有信號的時候下料氣缸動作；下料氣缸沒有信號的時候返回傳動帶電機，執(zhí)行下一步操作。(16)當四個傳感器都沒有信號時，PLC判斷計數(shù)器是否為零，是零的話，系統(tǒng)復位；不為零的時候在料倉光電傳感器有信號的時候下料氣缸動作；下料氣缸沒有信號的時候返回傳動帶電機，執(zhí)行下一步操作，系統(tǒng)流程圖如圖4.1所示。圖4.1 系統(tǒng)的流程圖4.2 系統(tǒng)I/O分配I/O分

26、配如表4.1 所示，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制，系統(tǒng)的五個傳感器需要五個輸入口，十個限位開關(guān)需要10個輸入口，輸出口分別分配給一個傳送帶電機和五個氣缸共需要6個輸出口。型號為FX2N-32MR-001型的PLC分別有16個輸入口和輸出口，符合系統(tǒng)的I/O分配要求。 表4.1 I/O分配表輸入繼電器外部器件輸出繼電器外部器件X000料倉光電傳感器Y000下料氣缸電磁閥X001料倉前限位開關(guān)Y001傳送帶電機X002料倉后限位開關(guān)Y002氣缸一電磁閥X003鐵傳感器Y003氣缸二電磁閥X004氣缸一前限位開關(guān)Y004氣缸三電磁閥X005氣缸一后限位開關(guān)Y005氣缸四電磁閥X006鋁傳感器X007氣缸二

27、前限位開關(guān)X010氣缸二后限位開關(guān)X011顏色傳感器X012氣缸三前限位開關(guān)X013氣缸三后限位開關(guān)X014光電傳感器X0150氣缸四前限位開關(guān)X016氣缸四后限位開關(guān)I/O接線圖如圖4.2 所示圖4.2 I/O接線圖4.3 系統(tǒng)功能表圖功能表圖又稱做狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，它是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設計PLC的順序控制程序的有力工具。功能表圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，它是一種通用的技術(shù)語言，可以用于進一步設計和不同專業(yè)的人員之間進行技術(shù)交流。功能表圖一般主要有步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動作組成。由系統(tǒng)程序流程圖繪制出來的系統(tǒng)功能表圖如圖4.3所示。圖4.3 系統(tǒng)

28、的功能表圖4.4 材料分揀裝置PLC梯形圖本課題的PLC梯形圖編輯使用GX Developer編程軟件。GX Developer可以創(chuàng)建Q 系列、QNA 系列、A 系列(包括運動控制器(SCPU)、FX系列的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了設置操作共用化(簡稱為GPPA) 13。GX Developer特點：軟件的通用；性充分利用Windows的優(yōu)勢使操作性能大幅度地提高；程序的標準化；豐富的編程語言；訪問其它站時的設置簡單；可以與可編程控制器CPU以各種方式進行連接；豐富的調(diào)試功能。由于本系統(tǒng)選擇的PLC型號為FX2N-32MR-00114，所以本系統(tǒng)編程用仿照STL指令編寫程序，程序見(附錄)。本章對材料分揀

29、裝置編程設計做了講述，為了實現(xiàn)能源的充分利用和生產(chǎn)的需要，需要對電機進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，考慮到電機的啟動、運行、調(diào)速和制動的特性，可以加入變頻器，系統(tǒng)中由PLC完成數(shù)據(jù)的采集和對變頻器、電機等設備的控制任務15。編程軟件采用模塊化的程序設計方法，大量采用代碼重用，減少軟件的開發(fā)和維護。利用對PLC軟件的設計,實現(xiàn)變頻器的參數(shù)設置、故障診斷和電機的啟動和停止。PLC使用應注意的問題在應用PLC系統(tǒng)設計時，應遵循以下的基本原則，才能保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定。（1）最大限度地滿足被控對象的控制要求；（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)力求簡單；（3）系統(tǒng)工作要穩(wěn)定、可靠；（4）控制系統(tǒng)能方便的進行功能擴展、升級。五、所用儀器設備：P

30、LC 1臺底座1個啟動開關(guān)1個光電傳感器2個鐵傳感器1個電機2個鋁傳感器1個氣缸5個顏色傳感器1個限位開關(guān)10個氣瓶1個皮帶1條電源1個氣壓傳動裝置1套六、心得體會：1本文根據(jù)當前PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展和自動控制的理論，設計出了一個基于PLC的材料分揀裝置控制系統(tǒng)。系統(tǒng)利用PLC控制編程，自動控制材料分揀。該系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠、性價比高、可擴展性強、警示明顯、設計人性化等優(yōu)點。但同時也存在一些不足，在本系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)能源的充分利用和生產(chǎn)的需要，需要對電機進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，考慮到電機的啟動、運行、調(diào)速和制動的特性，可以加入變頻器，系統(tǒng)中由PLC完成數(shù)據(jù)的采集和對變頻器、電機等設備的控制任務。2科學技術(shù)

31、的發(fā)展和社會對自動分揀系統(tǒng)的重視，必將有更多的新技術(shù)廣泛地應用到材料分揀自動控制中，使材料分揀自動控制有更大的發(fā)展。隨著全球自動化程度要求的不斷增加，我國的材料分揀自動控制系統(tǒng)必然向著高度自動化和無人職守的方向發(fā)展。目前，PLC在其穩(wěn)定性，高自動化程度的不斷加強，使得PLC成為材料分揀自動化方面的首選。3通過這幾周的學習，我深刻體會到了理論和實際結(jié)合的重要性，在我三年的大學生活中，學校為我們的學習提供了非常舒適的學習環(huán)境，通過本次設計，使我有充分的機會來鍛煉自己的實際應用知識的能力，使我有機會把書本的理論知識與實際操作結(jié)合在一起。雖然設計寫的并不是很好，有許多不足之處，但這是我三年辛勤學習的成

32、果，我為之感到驕傲。本次設計讓我受益匪淺，通過做此設計，我學會了許多關(guān)于PLC硬件及編程的基本知識，并且加固了我的專業(yè)知識，為我今后的工作打下了良好的基礎。4、目前國內(nèi)物流裝備技術(shù)雖然已取得長足的進步，但目前的技術(shù)和水平還不能完全滿足社會發(fā)展的需求，需要不斷改進完善自主產(chǎn)品，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠度，另一方面要開發(fā)專用物流裝備以滿足不同行業(yè)領(lǐng)域個性化需求，增加產(chǎn)品系列，同時在高端物流技術(shù)方面要不斷突破，比如，工業(yè)機器人或機械手的物料高速堆拆碼，空中搬運小車在半導體生產(chǎn)無塵車間的應用。隨著自動化物流的應用領(lǐng)域日益廣泛，由于行業(yè)及用戶需求的個性化差異，導致相關(guān)物流裝備及其技術(shù)將進入一個重要的快速發(fā)展期

33、，且應朝著安全、效率、可靠、環(huán)保等方向發(fā)展。5、隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，分揀系統(tǒng)中開始運用各種各樣的自動化機械設備，計算機控制技術(shù)和信息技術(shù)成為信息傳遞和處理的重要手段。雖然在多數(shù)的分揀系統(tǒng)中，某些作業(yè)環(huán)節(jié)還需要有人工的參與，但作業(yè)強度已越來越小，完全由機械完成分揀作業(yè)的自動分揀系統(tǒng)也應運而生。機械化、自動化、智能化成為現(xiàn)代分揀系統(tǒng)的主要特點與發(fā)展趨勢。 現(xiàn)代物流配送中，高科技的應用為作業(yè)效率和質(zhì)量的提高提供了堅實的技術(shù)保證?，F(xiàn)代化的分揀系統(tǒng)逐漸成為物流機械化系統(tǒng)、信息系統(tǒng)以及管理組織系統(tǒng)的有機組合。物流機械化系統(tǒng)主要是各種物流設備的有效組合和配置，信息系統(tǒng)是分揀信息和控制信息等流動的載體，管