基于PLC的機(jī)械手分選大小球~完成版本2

1、高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文基于PLC的機(jī)械手分選大小球的自動(dòng)控制主考學(xué)校： 武漢工業(yè)學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)電一體化工程 指導(dǎo)老師： 胡 江 萍 考生姓名： 姚 世 洪 準(zhǔn)考證號(hào)： 2011年9月 25 日目 錄第一章 PLC可編程控制器概述3 1.1 PLC可編程控制器的定義3 1.2 PLC可編程控制器的特點(diǎn)3 1.3 PLC可編程控制器的趨勢(shì)與動(dòng)向5第二章 PLC可編程控制器的原理6 2.1 PLC可編程控制器的組成6 2.2 PLC可編程控制器工作原理82.3 PLC可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考9第三章 PLC在大小球分選系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)12 3.1 分選大小球控制系統(tǒng)的工作原理12 3.2 分選大小

2、球控制系統(tǒng)的輸入/輸出地址及定時(shí)器分配13 3.3 分選大小球控制系統(tǒng)的接線圖14 3.4 分選大小球控制系統(tǒng)的狀態(tài)流程圖15 3.5 分選大小球控制系統(tǒng)的梯形圖17 3.6 分選大小球控制系統(tǒng)的程序圖18總結(jié)19致謝20參考文獻(xiàn)21摘要機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是機(jī)器人的關(guān)鍵部件。機(jī)械手在先進(jìn)制造領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色，它可以搬運(yùn)貨物、分選物品、代替人的繁重勞動(dòng)。隨著工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)械化進(jìn)程的加速，自動(dòng)控制正在逐步取代傳統(tǒng)的人工控制，在改善工作人員工作環(huán)境的同時(shí)也使生產(chǎn)效率大大的提高，能夠最大限度地滿足被控對(duì)象和生產(chǎn)過程的控制要求。因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕

3、工和原子能等部門。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是通過PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)械手分選大小球的自動(dòng)控制。論文主要對(duì)PLC可編程控制器的概述、特征、大小球分選自動(dòng)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)進(jìn)行具體闡明，并通過PLC來實(shí)現(xiàn)大小球分選系統(tǒng)的控制。設(shè)計(jì)中采用日本三菱公司具有高性價(jià)比的微型可編程控制器FX2系列PLC，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分選大小球的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)充分利用了可編程控制器（PLC）多方面的設(shè)計(jì)知識(shí)和方法，精確的實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手從圓點(diǎn)下降、抓取、上升、右行、下降、釋放、上升、左行還原等一系列的動(dòng)作，完成一整套。關(guān)鍵詞：機(jī)械手，可編程控制器（PLC）,自動(dòng)化控制，大小球分選第一章 PLC可編程控制器概述1.1 PLC可編程控制器的定義 可編程控制

4、器（PROGRAMMABLE LOGICAL CONTROLLER，簡(jiǎn)稱PLC）與個(gè)人計(jì)算機(jī)的PC相區(qū)別，用PLC表示。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的新一代工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器，執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會(huì)（IEC）頒布了對(duì)PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸

5、出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。1.2 PLC可編程控制器的特點(diǎn)（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)

6、間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。（2）硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的

7、系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)

8、接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。（4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。（5）體積小，重量輕，能耗低

9、以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/21/10。它的重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。1.3 PLC可編程控制器的趨勢(shì)與動(dòng)向一、當(dāng)代PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展迅速，產(chǎn)品更新?lián)Q代；開發(fā)各種智能化模塊，不斷增強(qiáng)過程功能；PLC與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）結(jié)合；通信聯(lián)網(wǎng)功能不斷增強(qiáng)；發(fā)展新的編程語言，增強(qiáng)容錯(cuò)功能。 二、當(dāng)代PLC技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 美國通用汽車以用戶身份提出新一代控制器應(yīng)具備十大條件，這十大條件是：1. 編程方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；2. 維修方便，最好是插

10、件式；3. 可靠性高于繼電器控制柜；4. 體積小于繼電器控制柜；5. 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；6. 在成本上可與繼電器控制競(jìng)爭(zhēng)；7. 輸入可以是交流115V；8. 輸出為交流115V/2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；9. 在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更；10. 用戶程序存儲(chǔ)容量至少能擴(kuò)展到4K字節(jié)。1969年美國數(shù)字設(shè)備公司成功研制世界第一臺(tái)可編程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽車自動(dòng)裝配線上首次使用并獲得成功。接著美國MODICON公司也研制出084控制，從此，這項(xiàng)新技術(shù)迅速在世界各國得到推廣應(yīng)用。1971年日本從美國引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，很快研制出第一臺(tái)可編程序控制器DSC-18。1973年

11、西歐國家也研制出他們的第一臺(tái)可編程控制器。我國從1974年開始研制，1977年開始工業(yè)推廣應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是PLC采用通訊微處理器之后，這種控制器就不再不局限于當(dāng)初的邏輯運(yùn)算了，功能得到更進(jìn)一步增強(qiáng)。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以16位和少數(shù)32位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化PLC，使PLC的功能增強(qiáng)，工作速度快，體積減小，可靠性提高，成本下降，編程和故障檢測(cè)更為靈活，方便。第二章 PLC可編程控制器的原理2.1 PLC可編程控制器的組成中央處理器（CPU）運(yùn)算器（加工廠）控制器（指揮中心）存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器（ROM）隨

12、機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）輸入/輸出單元電源1、中央處理器（CPU）：它是PLC的核心和控制指導(dǎo)中心，CPU通過三總線與存儲(chǔ)器、I/O接口電路相連接，完成信息傳遞、轉(zhuǎn)換等。CPU的主要功能：接受輸入信號(hào)并存入存儲(chǔ)器，讀出執(zhí)行指令，將結(jié)果輸出，處理中斷請(qǐng)求，準(zhǔn)備下一條指令。2、存儲(chǔ)器： 用來存儲(chǔ)系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量、系統(tǒng)組態(tài)等。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器：用于存儲(chǔ)系統(tǒng)管理程序固化在ROM中。用戶程序存儲(chǔ)器：用戶設(shè)計(jì)編輯的應(yīng)用程序和系統(tǒng)參數(shù)。3、輸入、輸出接口電路（1）輸入接口電路：開關(guān)量輸入單元多為直流輸入單元。一般PLC內(nèi)部提供24V直流電源，用戶只需將開關(guān)、按鈕、行程開關(guān)和傳感器等主令電器接在輸入端子和

13、公共端子之間即可，這就是所謂無源式直流輸入，單圖中只畫出對(duì)應(yīng)于一個(gè)輸入點(diǎn)的輸入電路，個(gè)個(gè)輸入點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入電路均相同。輸入接口電路提高抗干擾能力的方法主要有：a)采用光電耦合器為電流輸入型，能有效地避免輸入端引線可能引入的電磁場(chǎng)干擾和輻射干擾。b)光敏輸出端設(shè)置RC濾波器，是為了防止用開關(guān)類觸點(diǎn)輸入時(shí)觸點(diǎn)振顫及抖動(dòng)等引起的誤動(dòng)作。（注）接口電路等效一接口繼電器，但并不是真的有繼電器。三菱PLC輸入端子用X表示，采用八進(jìn)制編號(hào)方法即：X00、X01、X02、X03、X04、X05、X06、X07X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17（2）輸出接口電路： a. 繼電器輸出型

14、R：有觸點(diǎn)的輸出方式，用于直流或低頻交流負(fù)載。 b. 晶體管輸出型S：無觸點(diǎn)的輸出方式，用于直流高速、小功率負(fù)載。c. 晶閘管輸出型T：無觸點(diǎn)輸出方式，用于交流高速、大功率負(fù)載。注晶體管、晶閘管輸出都有漏電流存在，使用時(shí)要注意。（1）PLC輸出接口是成組的，每一組有一個(gè)COM口只能使用同一種電源電壓。（2）PLC輸出負(fù)載能力有限，具體參數(shù)請(qǐng)閱讀相關(guān)資料。（3）對(duì)于電感性負(fù)載應(yīng)加阻容保護(hù)。（4）負(fù)載采用直流電源小于30V時(shí)，為了縮短響應(yīng)時(shí)間，可用并接續(xù)流二極管的方法改善響應(yīng)時(shí)間。外部接口：每臺(tái)plc都有外設(shè)端口，對(duì)稱外設(shè)接口、外接接口。它是在主機(jī)外殼上與外部設(shè)備配接口插座。同過電纜線可配接偏移器

15、、計(jì)算機(jī)、其他plc、打印機(jī)等。4、I/O擴(kuò)展器 通過I/O擴(kuò)展器端口連接I/O擴(kuò)展單元來增加I/O點(diǎn)。A/D和D/A單元一般也通過該接口與主機(jī)連接。各種智能單元鏈接單元。設(shè)有I/O擴(kuò)展端口的PLC不能進(jìn)行I/O點(diǎn)擴(kuò)展。5、編程器編程器作用是將用戶編寫的程序下載至PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過程，顯示PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。編程器有簡(jiǎn)易編程器和圖形編程器兩種。簡(jiǎn)易編程器體積小，攜帶方便，但只能用語句形式進(jìn)行聯(lián)機(jī)編程，適合小型PLC的編程及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。圖形編程器既可用語句形式編程，又可用梯形圖編程，同時(shí)還能進(jìn)行脫機(jī)編程。目前PLC制造

16、廠家大都開發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助PLC編程支持軟件，當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)安裝了PLC編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶程序的編輯、修改，并通過個(gè)人計(jì)算機(jī)和PLC之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶程序的雙向傳送、監(jiān)控PLC運(yùn)行狀態(tài)等。6、電源PLC的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供CPU、存儲(chǔ)器等所需的直流電，是整個(gè)PLC的能源供給中心。PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開關(guān)穩(wěn)壓電源，許多PLC電源還可向外部提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡(jiǎn)化外圍配置。2.2 PLC可編程控制器的工作原理：PLC大多采用成批輸入/輸出的周期掃描方式工作，按用戶程序的先后次序逐條運(yùn)行。一

17、個(gè)完整的周期可分為三個(gè)階段：1、輸入刷新階段  程序開始時(shí)，監(jiān)控程序使機(jī)器以掃描方式逐個(gè)輸入所有輸入端口上的信號(hào)，并依次存入對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器。2、程序處理階段  所有的輸入端口采樣結(jié)束后，即開始進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始，逐條加以執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)行結(jié)果，存入對(duì)應(yīng)的中間元件和輸出元件映象寄存器，當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸出刷新處理。3、輸出刷新階段  將輸出元件映象寄存器的內(nèi)容，從第一個(gè)輸出端口開始，到最后一個(gè)結(jié)束，依次讀入對(duì)應(yīng)的輸出鎖存器，從而驅(qū)動(dòng)輸出器件形成可編程的實(shí)際輸出。注意輸入、輸出狀態(tài)

18、保持一個(gè)掃描周期一般地，PLC的一個(gè)掃描周期約10ms，另外，可編程序控制器的輸入/輸出還有響應(yīng)滯后（輸入濾波約10ms），繼電器機(jī)械滯后約10ms，所以，一個(gè)信號(hào)從輸入到實(shí)際輸出，大約有20-30ms的滯后。輸入信號(hào)的有效寬度應(yīng)大于1個(gè)周期+10ms。PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設(shè)備，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，盡管有如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強(qiáng)，但當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作，從而不能保證PLC的正常運(yùn)行，要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，

19、一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面，要求設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。 2.3 PLC可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考1體積極小的微型PLC FXlS，F(xiàn)XIN和FX2N系列PLC的高度為90mm，深度為75mm(FXlS和FXlN系列)和87mm(FX2N和FX2NC系列)，F(xiàn)XlS-14M(14個(gè)I/O點(diǎn)的基本單元)的底部尺寸僅為90mm×60mm，相當(dāng)于一張卡片大小，很適合于在機(jī)電一體化產(chǎn)品中使用。內(nèi)置的24V ，DC電源可作輸入回路的電源和傳感器的電源。2先進(jìn)美觀的外部結(jié)構(gòu) 三菱公司的FX系列PLC吸收了

20、整體式和模塊式PLC的優(yōu)點(diǎn)，它的基本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊的高度和深度相同，寬度不同。它們之間用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的長(zhǎng)方體。3提供多個(gè)子系列供用戶選用 FXlS，F(xiàn)XlN和FX2N的外觀、高度、深度差不多，但是性能和價(jià)格有很大的差別。FX1S的功能簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格便宜，可用于小型開關(guān)量控制系統(tǒng)，最多30個(gè)I/O點(diǎn)，有通信功能，可用于一般的緊湊型PLC不能應(yīng)用的地方；以FXlN最多可配置128個(gè)I/O點(diǎn)，可用于要求較高的中小型系統(tǒng)；FX2N的功能最強(qiáng)，可用于要求很高的系統(tǒng)。FX2NC的結(jié)構(gòu)緊湊，基本單元有16點(diǎn)、32點(diǎn)、64點(diǎn)和96點(diǎn)4種，可擴(kuò)展到256點(diǎn)，有很強(qiáng)的通信功能。由

21、于不同的系統(tǒng)可以選用不同的子系列，避免了功能的浪費(fèi)，使用戶能用最少的投資來滿足系統(tǒng)的要求。4靈活多變的系統(tǒng)配置 FX系列PLC的系統(tǒng)配置靈活，用戶除了可選不同的子系列外，還可以選用多種基本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊，組成不同I/O點(diǎn)和不同功能的控制系統(tǒng)，各種配置都可以得到很高的性能價(jià)格比。FX系列的硬件配置就像模塊式PLC那樣靈活，因?yàn)樗幕締卧捎谜w式結(jié)構(gòu)，又具有比模塊式PLC更高的性能價(jià)格比。 每臺(tái)PLC可將一塊功能擴(kuò)展板安裝在基本單元內(nèi)，不需要外部的安裝空間，這種功能擴(kuò)展板的價(jià)格非常便宜，功能擴(kuò)展板有以下品種：4點(diǎn)開關(guān)量輸入板、2點(diǎn)開關(guān)量輸出板、2路模擬量輸入板、1路模擬量輸出板、8點(diǎn)

22、模擬量調(diào)整板、RS232C通信板、RS-485通信板和RS-422通信板。 顯示模塊FX1N5DM的價(jià)格便宜，可以直接安裝在FX1S和FX1N上，它可以顯示實(shí)時(shí)鐘的當(dāng)前時(shí)間和錯(cuò)誤信息，可對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)寄存器等進(jìn)行監(jiān)視，可對(duì)設(shè)定值進(jìn)行修改。 FX系列還有許多特殊模塊，如模擬量輸入輸出模塊、熱電阻，熱電偶溫度傳感器模擬量輸入模塊、溫度調(diào)節(jié)模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊、脈沖輸出模塊、定位控制器、可編程凸輪開關(guān)、CCLink系統(tǒng)主站模塊、CCLink接口模塊、MELSEC遠(yuǎn)程I/O連接系統(tǒng)主站模塊、ASi主站模塊、DeviceNet接口模塊、Profibus接口模塊、RS232C通信接口模塊、RS23

23、2C適配器、RS-485通信板適配器、RS232CRS-485轉(zhuǎn)換接口等。 FX系列PLC還有多種規(guī)格的數(shù)據(jù)存取單元，可用來修改定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值和數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)，也可以用來作監(jiān)控裝置，有的顯示字符，有的可以顯示畫面。5功能強(qiáng)，使用方便 FX系列的體積雖小，卻具有很強(qiáng)的功能。它內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器，有輸入輸出刷新、中斷、輸入濾波時(shí)間調(diào)整、恒定掃描時(shí)間等功能，有高速計(jì)數(shù)器的專用比較指令。使用脈沖列輸出功能，可直接控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)。脈沖寬度調(diào)制功能可用于溫度控制或照明燈的調(diào)光控制。可設(shè)置8位數(shù)字密碼，以防止別人對(duì)用戶程序的誤改寫或盜用，保護(hù)設(shè)計(jì)者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。FX系列的基本單元和擴(kuò)展單元一

24、般采用插接式的接線端子排，更換單元方便快捷。 FX1S和FXlN系列PLC使用EEPROM，不需要定期更換鋰電池，成為幾乎不需要維護(hù)的電子控制裝置；FX2N系列使用帶后備電池的RAM。若采用可選的存儲(chǔ)器擴(kuò)充卡盒，F(xiàn)X2N的用戶存儲(chǔ)器容量可擴(kuò)充到16K，可選用RAM，EPROM和EEPROM儲(chǔ)存器卡盒。 FX1S和FX1N系列PLC有兩個(gè)內(nèi)置的設(shè)置參數(shù)用的小電位器，F(xiàn)X2N和FXlN系列可選用有8點(diǎn)模擬設(shè)定功能的功能擴(kuò)展板，可以用旋具來調(diào)節(jié)設(shè)定值。 FX系列PLC可在線修改程序，通過調(diào)制解調(diào)器和電話線可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和編程，元件注釋可儲(chǔ)存在程序儲(chǔ)存器中。持續(xù)掃描功能可用于定義掃描周期，可調(diào)節(jié)8點(diǎn)輸

25、入濾波器的時(shí)間常數(shù)，面板上的運(yùn)行/停止開關(guān)易于操作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中PLC型號(hào)為三菱FX系列的含義詳細(xì)介紹FX系列PLC的型號(hào)命名基本格式如下：序列號(hào)：0、0S、0N、2、2C、1S、2N、2NC。 I/O總點(diǎn)數(shù)：10256。 單元類型：M基本單元； E輸入輸出混合擴(kuò)展單元及擴(kuò)展模塊; EX輸入專用擴(kuò)展模塊； EY輸出專用擴(kuò)展模塊。 輸出形式：R繼電器輸出； T晶體管輸出； S晶閘管輸出。 特殊品種區(qū)別：DC電源，DC輸入； A1AC電源，AC輸入； 大電流輸出擴(kuò)展模塊（1A/1點(diǎn)）； 立式端子排的擴(kuò)展模塊； 接插口輸入輸出方式； 輸入濾波器1ms的擴(kuò)展模塊； TTL輸入擴(kuò)展模塊； 獨(dú)立端子（無公共

26、端）擴(kuò)展模塊。 若特殊品種一項(xiàng)無符號(hào)，說明通指AC電源、DC輸入、橫排端子排；繼電器輸出：2A/點(diǎn)；晶體管輸出：0.5A/點(diǎn)；晶閘管輸出：0.3A/點(diǎn)。FX還有一些特殊的功能模塊，如模擬量輸入輸出模塊、通信接口模塊及外圍設(shè)備等，使用時(shí)可以參照FX系列PLC產(chǎn)品手冊(cè)。第三章 PLC在大小球分選系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)3.1 分選大小球控制系統(tǒng)的工作原理（1）當(dāng)輸送機(jī)處于起始位置時(shí)，上限位SQ3開關(guān)和左限位開關(guān)SQ1被壓下。極限開關(guān)SQ斷開。（2）啟動(dòng)裝置后，操作桿下行，一直到極限開關(guān)SQ閉合。此時(shí)，若碰到的是大球，則下限位開關(guān)SQ2仍為斷開狀態(tài)；若碰到的是小球，則下限位開關(guān)SQ2為閉合狀態(tài)；（3）接通控制吸

27、盤的電閥線圈Y001。（4）假設(shè)吸盤吸起小球，則操作桿向上行，碰到上限開關(guān)SQ3后，操作桿向右行；碰到右限開關(guān)SQ4（小球的右限位開關(guān)）后，再向下行，碰到下限位開關(guān)SQ2后，將小球釋放到小球箱里，然后返回到原位。（5）如果啟動(dòng)裝置后，操作桿下行一直到SQ閉合后，下限位開關(guān)SQ2仍為斷開狀態(tài)，則吸盤吸起的大球，操作桿右行碰到右限位開關(guān)SQ5（大球的右限位開關(guān)）后，將大球釋放到大球箱里，然后返回到原位。圖一 工作原理圖3.2 分選大小球控制系統(tǒng)的輸入/輸出地址分配 根據(jù)分選大小球的工作原理，確定分選大小球控制系統(tǒng)的輸入/輸出地址分配見圖二名 稱代號(hào)輸入名 稱輸出極限開關(guān)SQX000電磁閥下降Y00

28、0左限行程SQ1X001電磁閥夾緊Y001下限行程SQ2X002電磁閥上升Y002上限行程SQ3X003電磁閥右行Y003右限行程SQ4X004電磁閥左行Y004原點(diǎn)指示Y007圖二 輸入/輸出地址分配表3.3 分選大小球控制系統(tǒng)的接線圖采用的是FX2系列的PLC實(shí)現(xiàn)控制，根據(jù)圖二分選大小球控制系統(tǒng)的輸入/輸出地址分配情況及所選定的PLC，得到PLC的外部接線圖見圖三 ，分選大小球控制系統(tǒng)共用了六個(gè)量輸入八個(gè)輸出量。圖三接線圖3.4分選大小球控制系統(tǒng)的狀態(tài)流程圖自動(dòng)分選大小球控制系統(tǒng)的狀態(tài)流程圖見圖五，圖四中M8002產(chǎn)生初始脈沖。使?fàn)顟B(tài)繼電器S20S30復(fù)位，再將初始狀態(tài)繼電器S0置位；此時(shí)

29、操作桿在最上端X003接通，最左端X001接通，并且吸盤控制線圈Y001斷開。狀態(tài)由S0轉(zhuǎn)移到S20，Y000通電使操作桿向下移動(dòng)，直至極限開關(guān)SQ(X000)閉合 。進(jìn)入選擇順序的兩個(gè)分支電路。 此時(shí)如果吸盤吸起的是大球，則X002的常開觸點(diǎn)仍為斷開狀態(tài)，而常閉觸點(diǎn)閉合，S20狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24；如果吸盤吸起的是小球，則X002的常開觸點(diǎn)閉合，S20狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S21。 當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S21后，吸盤電磁閥Y001被置位，Y001通電吸起小球，并同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間繼電器T0；延遲1S后，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22，使上行繼電器Y002通電，操作桿上行，直到壓下上限位開關(guān)X003，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23,右行繼電器Y003

30、通電，使操作桿右行，直到壓下右極限開關(guān)X004,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S27，使下行繼電器Y000通電，操作桿下行，直到壓下下限位開關(guān)X002，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S28,使得電磁閥Y001復(fù)位，將小球釋放在小球箱內(nèi)，其動(dòng)作時(shí)間由T1控制；延時(shí)1S后，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S29，使得電磁閥Y002通電，使操作桿上行，壓下上限位開關(guān)X003后，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S30,使左行繼電器Y004通電，操作桿左行，直到壓下左極限位開關(guān)X001后，操作桿返回到初始狀態(tài)S0。系統(tǒng)中大球的選出過程和小球的選出過程相同。圖四 M8002產(chǎn)生脈沖圖五狀態(tài)流程圖3.5分選大小球控制系統(tǒng)的梯形圖根據(jù)分選大小球控制系統(tǒng)的工作原理，用FX2系列的PLC編程的梯

31、形圖見圖六。 圖六 梯形圖3.6分選大小球控制系統(tǒng)的程序圖步列號(hào)助記符 操作數(shù)步列號(hào)助記符 操作數(shù)步列號(hào)助記符 操作數(shù)0000LD M80020020SET S220042STL S270001ZRST 0021STL S220043OUT Y000 S00022OUT Y0020044LD X002 S300023LD X0030045SET S280002SET S00024SET S230046STL S28 0003STL S00025STL S230047RST Y0010004LD X0010026OUT Y0030048OUT T10005AND X0030027LD X0004

32、 K100006ANI Y0010028SET S270049LD T10007SET S200029STL S240050SET S290008STL S200030SET Y0010051STL S290009OUT Y0000031OUT T00052OUT Y0020010LD X000 K100053LD X0030011AND X0020032LD T00054SET S300012SET X210033SET S250055STL S30 0013LD X0000034STL S250056OUT Y0040014ANI X0020035OUT Y0020057LD X0010015SET S24 0036LD X0030058SET S200016STL S210037SET S260059ERT 0017SE