PLC技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用及前景展望

1、PLC技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用及前景展望摘要：PLC具有多種功能和很高的可靠性，這使得它在工業(yè)控制中得到了廣泛使用，成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的支柱技術(shù)之一。本文簡(jiǎn)要敘述了PLC的發(fā)展歷程，詳細(xì)介紹了PLC的功能及應(yīng)用領(lǐng)域，并列舉了相應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例。文章最后分析了PLC將來(lái)的發(fā)展，為其進(jìn)一步應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了參考。關(guān)鍵詞：可編程控制器；工業(yè)控制；網(wǎng)絡(luò)通信；應(yīng)用實(shí)例Thedevelopment,applicationandprospectofPLCAbstract:TheProgrammableLogicController(PLC)hasvariousfunctionswithhighreliability,th

2、usmakingitbeenusedwidelyinindustrialcontrolfield.Asaresult,PLChasbecomeoneofthemostimportanttechnologiesinmodernindustria-lautomatization.Thisarticlebrieflynarratesitsdevelopmentcourses，detailedlyintroducesthefunctionsandapplicationofPLCandlistsafe-wofexamples.ThefuturedevelopmentofPLCisanalyzedinth

3、eend，whichcouldprovidesomereferenceforfurtherapplicationanddesignofit.Keywords:PLC;industrialcontrol;networkcommunication;applicationexample0引言可編程控制器(PLC)是一種數(shù)字運(yùn)算與操作的控制裝置1。它是作為傳統(tǒng)繼電器的替代產(chǎn)品而發(fā)展起來(lái)的。由于它采用軟件來(lái)改變控制過(guò)程，并有體積小、組裝靈活、編程簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)及可靠性高等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、電力、造紙、化工、冶金、礦業(yè)、輕工等各個(gè)領(lǐng)域，大大推進(jìn)了機(jī)電一體化進(jìn)程，被人們稱(chēng)為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支

4、柱之一。就功能方面而言，它已經(jīng)完全超越了最初的邏輯控制、順序控制的范圍，具備模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、高速計(jì)數(shù)、速度控制、位置控制、軸定位控制、溫度控制、PID控制、遠(yuǎn)程通訊、高級(jí)語(yǔ)言編程等功能，因而給我們提供了廣闊的應(yīng)用前景。1PLC的主要特點(diǎn)1.1 通用性好PLC采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，因而可通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制功能。而傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)在需改變控制功能時(shí)需重新設(shè)計(jì)和連線(xiàn)，耗時(shí)長(zhǎng)、耗資大。1.2 可靠性高一方面，PLC在硬件上采用了諸如隔離、濾波、屏蔽、接地等一系列抗干擾措施，在模板機(jī)箱進(jìn)行了完善的電磁兼容性設(shè)計(jì)，對(duì)元器件進(jìn)行了精心的

5、挑選；另一方面，它采用了諸如數(shù)字濾波、指令復(fù)執(zhí)、程序卷回、差錯(cuò)校驗(yàn)等一系列軟件抗干擾措施及故障診斷技術(shù)，以及在系統(tǒng)一級(jí)的冗余配置等。因而它的可靠性很高，其平均無(wú)故障時(shí)間可達(dá)25萬(wàn)小時(shí)以上。1.3 功能強(qiáng)PLC不僅具有邏輯運(yùn)算和控制，以及順序控制等功能，而且還具有模擬轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、高速計(jì)數(shù)速度控制、位置控制、模擬量調(diào)節(jié)（如PID控制）以及遠(yuǎn)程通訊、生產(chǎn)監(jiān)控等功能。例如，它既可控制單臺(tái)設(shè)備，又可控制一條生產(chǎn)線(xiàn)或全部生產(chǎn)工藝過(guò)程；它既可與相同或不同廠家和類(lèi)型的PC聯(lián)網(wǎng)，又可與上位機(jī)通信構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，因而功能強(qiáng)大。1.4 編程簡(jiǎn)單，使用方便PLC編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線(xiàn)路的梯形圖，它是一

6、種面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程方式，容易掌握。對(duì)于企業(yè)中一般的電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人，這種面向生產(chǎn)、面向用戶(hù)的編程方式，與常用的微機(jī)語(yǔ)言相比更容易接受。目前，盡管PLC也有用高級(jí)語(yǔ)言編程復(fù)雜的程序，但梯形圖仍被廣泛使用。2PLC的主要功能及應(yīng)用領(lǐng)域2.1 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制開(kāi)關(guān)量的邏輯控制是PLC最基本、應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。由于PLC設(shè)置了與（AND）、或（OR）、非（NOT）等邏輯指令，在很大程度上取代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，可用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的控制等等。如：汽車(chē)零部件裝配線(xiàn)上的物件輸送以及各工序的加工與動(dòng)作、電動(dòng)機(jī)的控制、高爐上料系統(tǒng)、

7、電梯控制、港口碼頭貨物運(yùn)輸控制等，又如：它在注塑機(jī)、煙草機(jī)械、印刷機(jī)械、組合機(jī)床、包裝流水線(xiàn)、電鍍流水線(xiàn)等生產(chǎn)和物流控制方面都存在廣泛的應(yīng)用。2.2 過(guò)程控制早期的PLC只具有簡(jiǎn)單的邏輯控制功能，現(xiàn)代的PLC功能日益強(qiáng)大，大型PLC都具有模擬量控制單元，具有用于過(guò)程控制的各種專(zhuān)用模塊或子程序（如PID控制模塊等）。模擬量過(guò)程控制均采用由硬件電路構(gòu)成的PID模擬調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)、閉環(huán)控制，而現(xiàn)在則選用模擬量控制模塊，使得功能由軟件實(shí)現(xiàn)，精度由位數(shù)確定，因而元件不受影響，可靠性高，它容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制和先進(jìn)的控制方法。如：A-B公司的1771-CEM可組態(tài)流量計(jì)模塊，可用于電力管理、自動(dòng)化、食品飲料

8、和石油與天然氣中各種流量的測(cè)試和控制。止匕外，還有1771-QH力矩控制模塊、1771-TCM溫度控制模塊等。另一方面，它也可以同時(shí)控制多個(gè)控制回路和多個(gè)控制參數(shù)，如：GE公司的PROLOOP過(guò)程控制器，可執(zhí)行PID控制、比例控制和級(jí)聯(lián)控制，且具有單回路、多回路和自動(dòng)調(diào)試等三種方式。2.3 位置控制目前大都應(yīng)用拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸控制模塊進(jìn)行位置控制。此模塊功能現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械，如：金屬切削機(jī)床、金屬成型機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人和電梯等。2.4 機(jī)器人控制隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的形成，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，機(jī)器人的控制同樣可用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)，如：美國(guó)JEEP公司焊接自動(dòng)生產(chǎn)

9、線(xiàn)上使用了29個(gè)機(jī)器人。2.5 PLC的網(wǎng)絡(luò)特性PLC網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已成為具有34級(jí)子網(wǎng)的多級(jí)分布式網(wǎng)絡(luò)2。加上配置強(qiáng)有力的工具軟件，使它成為具有工藝流程顯示、動(dòng)態(tài)畫(huà)面顯示、趨勢(shì)圖生成顯示、各類(lèi)報(bào)表制作的多功能的系統(tǒng)，在MAP規(guī)約的帶動(dòng)下，可以方便地與其它網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。所有這一切使PLC網(wǎng)絡(luò)成為CIMS系統(tǒng)非常重要的組成部分之一。3PLC的應(yīng)用實(shí)例本節(jié)從問(wèn)題分析、硬件選擇、軟件設(shè)計(jì)和運(yùn)行效果的評(píng)價(jià)幾個(gè)方面詳述了PLC的幾個(gè)典型應(yīng)用實(shí)例，為讀者展示PLC強(qiáng)大的功能。3.1 PLC在橋式旋轉(zhuǎn)起重機(jī)中的應(yīng)用3變頻器和PLC在橋式起重機(jī)控制中的應(yīng)用是一種隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的，適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)

10、規(guī)模的擴(kuò)大和自動(dòng)化水平提高的電氣控制系統(tǒng)。3.1.1硬件基本結(jié)構(gòu)1 .系統(tǒng)硬件控制方面采用一套西門(mén)子S7-200系統(tǒng)PLC控制器、主令操作臺(tái)進(jìn)行控制，克服了原控制系統(tǒng)中繞線(xiàn)式異步電機(jī)切電阻易燒損和斷裂等故障，造成電機(jī)觸頭燒損，電刷冒火影響現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)和安全，及其調(diào)速方式機(jī)械特性較差的缺點(diǎn)。在調(diào)速方面采用西門(mén)子MM440變頻器驅(qū)動(dòng)大車(chē)、小車(chē)、旋轉(zhuǎn)和主鉤電動(dòng)機(jī)，變頻器和PLC之間進(jìn)行RS-485通信，并配置相應(yīng)的制動(dòng)單元，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能耗消耗，以保護(hù)電器元件。起重機(jī)操作人員可通過(guò)聯(lián)動(dòng)臺(tái)，用程序控制取代繼電器一接觸器控制，以梯形圖語(yǔ)言為編程工具，執(zhí)行PLC預(yù)先編寫(xiě)的程序指令，通過(guò)主令控制臺(tái)完成變頻器正反轉(zhuǎn)和

11、調(diào)速切換等。2.PLC選型根據(jù)橋式旋轉(zhuǎn)起重機(jī)的電控制系統(tǒng)的傳動(dòng)要求，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面來(lái)考慮，由于橋式旋轉(zhuǎn)起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)涉及較多的I/O端口，其控制過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，因此采用CPU226作為該控制系統(tǒng)的主機(jī)，具有24點(diǎn)DC輸入/16點(diǎn)DC輸出點(diǎn)。起重機(jī)控制系統(tǒng)中使用的數(shù)字量輸人點(diǎn)比較多，因此除了PLC主機(jī)自帶的I/O外，還需擴(kuò)展一定數(shù)量的I/O擴(kuò)展模塊。在此采用EM223輸入/輸出混合擴(kuò)展模塊，16點(diǎn)DC輸入/16點(diǎn)DC輸出型，如圖1所示控制系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)的要求。3.1.2軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)橋式旋轉(zhuǎn)起重機(jī)控制系統(tǒng)由四個(gè)基本獨(dú)立的機(jī)構(gòu)組成：大車(chē)控制系統(tǒng)、小車(chē)控制系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)和主鉤控制系統(tǒng)。用

12、交流變頻調(diào)速技術(shù)取代繞線(xiàn)式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子回路用電阻箱的調(diào)速方式。整個(gè)系統(tǒng)有5臺(tái)變頻調(diào)速電機(jī)。由于大車(chē)同步運(yùn)行，因此兩臺(tái)變頻調(diào)速電機(jī)共用1臺(tái)變頻器控制。小車(chē)、旋轉(zhuǎn)和主鉤電動(dòng)機(jī)分別由3臺(tái)變頻器單獨(dú)控制。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，控制過(guò)程全部在人工控制下運(yùn)行，每個(gè)設(shè)備可單獨(dú)運(yùn)行，也可同時(shí)運(yùn)行，具體PLC梯形圖程序如圖2所示。患脖一啟動(dòng)J1J大+:旗鹿一1大午后退一10。10-1102103大M匐加迷一:K車(chē)T用心S火軍停止一小車(chē)左移,b-1小向漱10.410.5iO.6IL0itjai、QO.QQOJ小年期如建-IAiA-一0腦后跑fWY3小車(chē)停止一幗號(hào)左旗一腳轉(zhuǎn)Ei旋旋忖墩拓速j-!：.：,浦1j.111

13、.3IL4l(,$3LtIIJ12.0111時(shí)二12.312.412.51工看以713.0Bt132B.3B.4115134117K014.1Hg金Q0.4：Q0.5Q0.fiQ0.7Ql.O就林植川蝶般鐘停止升降上升J廨卜降一t國(guó)純用速-升降停止一大本詢(xún)謝賺E-太平吊建限位一小車(chē)左曄位小1片i秫限位一.瓣局;賴(lài)班1正一底酒心旋瞅位”到單陶第Z一上的下雌他一大七娛讖復(fù)檢小車(chē)變輔鼎復(fù)位.費(fèi)審闔型位上曲感振腓貨值一ST-200CPU22&+RS小車(chē)反向運(yùn)轉(zhuǎn)觸據(jù).旋轉(zhuǎn)正向達(dá)誨儲(chǔ)4需晚忖反向運(yùn)轉(zhuǎn)礴!器t.K時(shí)他轉(zhuǎn)接觸S怕反向的轉(zhuǎn)找觸常小平翊旋發(fā)密1黑IMIL10.iMOlO海、JHHII*Jl$iUl

14、U.S.0HHTHMI-CHHITTTHZI圖標(biāo)式旋轉(zhuǎn)起重機(jī)控制累統(tǒng)的硬件接線(xiàn)圖ai*咽wvIJJ二二-vh/h/h/HIJ3.1.3運(yùn)行效果12i*MU4WUU.J-MU4W.UU.J上eiH/H/H/1-CjTH卜VD5DIHiADOsiSOMtbqwrvwLQ5鎮(zhèn)17MI.DIXTHCUTrHr.stlnwtMdTM-IN,UDRvio曲一切HOk.7WO|J4型h/hftKIhhU.2LM-JMOO11.5ffHH/H23TvTIM圖2PLC控制梯形圖程序綜上所述，對(duì)于棒線(xiàn)廠原料跨電磁橋式起重機(jī)PLC的設(shè)計(jì)是切實(shí)可行的PLC控制變頻技術(shù)應(yīng)用到橋式旋轉(zhuǎn)起重機(jī)中，通過(guò)控制臺(tái)控制各變頻電機(jī)的

15、速度和制動(dòng)都可以從實(shí)際運(yùn)行中設(shè)定，而且十分快捷。從運(yùn)行效果來(lái)看，設(shè)備的故障率大幅下降，變頻電動(dòng)機(jī)燒損明顯減少，同時(shí)減少對(duì)車(chē)間一號(hào)高配電網(wǎng)的沖擊。更重要的是在設(shè)備檢修時(shí)，給檢修人員分析、判斷和排除電氣故障提供了方便，而且檢修排查故障的效率明顯提高，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)使用設(shè)備維護(hù)量減少，提高了起重機(jī)的長(zhǎng)周期運(yùn)行時(shí)間。此外由于不使用電阻箱啟動(dòng)，也對(duì)節(jié)能降耗起到了積極的作用。3.2 PLC在注塑機(jī)電氣控制中的應(yīng)用43.2.1 注塑機(jī)的工藝要求注塑機(jī)生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品一般要經(jīng)過(guò)閉模、合閘、穩(wěn)壓、整進(jìn)、注射、保壓、預(yù)塑、解壓、開(kāi)閘、起模，頂出產(chǎn)品等工序。這些動(dòng)作的完成均由電磁閥控制液壓回路來(lái)完成。注塑機(jī)的工作方式有手動(dòng)和

16、自動(dòng)循環(huán)兩種形式。其自動(dòng)循環(huán)時(shí)的工藝流程如圖3所示。從圖中可以看出，注塑機(jī)的控制過(guò)程是順序控制。它的工作是從閉模開(kāi)始rH少步有條不紊進(jìn)行的，每個(gè)工步執(zhí)行指令使電磁閥動(dòng)作，用行程開(kāi)關(guān)SQ3SQ8和工藝過(guò)程時(shí)間（T1、T2、T3）來(lái)判斷每一步是否完成，且只有當(dāng)前一個(gè)工步完成后才能進(jìn)入下一工步。除了自動(dòng)工作方式之外，為了方便設(shè)備的調(diào)整及單件產(chǎn)品生產(chǎn)，注塑機(jī)還設(shè)有手動(dòng)工作方式。所謂手動(dòng)，是為注塑機(jī)的每一個(gè)工步都設(shè)置一個(gè)按鈕，當(dāng)某個(gè)按鈕按下時(shí)，機(jī)器就執(zhí)行該按鈕對(duì)應(yīng)的工步動(dòng)作。士S0L、S0?聞們今闡一4S&iL注射I保延十豆螂壓些模，:千SQ.|起鎮(zhèn)結(jié)束YViYVzYYVbYVsYViYVdVjW4XI

17、X2需X4J(耳演17KLOKL1XI2XHX16X17必切K22123鹿4壯5注6COMJ%Y1YViYbISPLCFK第7即R圖3工藝流程圖圖4PLC輸入、輸出電路圖3.2.2 PLC硬件設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)注塑機(jī)自動(dòng)循環(huán)時(shí)工藝流程圖的分析，其輸入信號(hào)有安全門(mén)開(kāi)關(guān)SQi、SQ2,行程開(kāi)關(guān)SQSQ8,壓力繼電器觸點(diǎn)KP,自動(dòng)循環(huán)起動(dòng)按鈕SBi和停止按鈕SB2：,工作方式選擇開(kāi)關(guān)SA（閉合時(shí)為自動(dòng)循環(huán)狀態(tài)，斷開(kāi)時(shí)為手動(dòng)狀態(tài)），以及各工步手動(dòng)按鈕SB3SB12。該注塑機(jī)的執(zhí)行器件有YViYV8共8個(gè)電磁閥。根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量，可選擇三菱FX2N-48MR型PLC,交流供電，繼電器輸出（24點(diǎn)輸入、24點(diǎn)

18、輸出）。其輸入、輸出電路如圖4所示。3.2.3 PLC程序設(shè)計(jì)采用可編程序控制器時(shí)，如控制系統(tǒng)按動(dòng)作的先后順序進(jìn)行，就非常適宜使用順序控制設(shè)計(jì)法編程。順序控制設(shè)計(jì)法就是將一個(gè)較復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程分解成若干工步，每一步都對(duì)應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)控制任務(wù)，都應(yīng)有完成相應(yīng)控制任務(wù)的輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)移到下一工步的轉(zhuǎn)移條件。根據(jù)控制要求,首先繪制用狀態(tài)來(lái)描述控制過(guò)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，然后把狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)換成梯形圖。注塑機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖5所示。采用步進(jìn)指令編程，只要啟動(dòng)、停止及運(yùn)行的方式處理得當(dāng)，則在較短時(shí)間內(nèi)定能編制出適合控制要求且簡(jiǎn)練易懂的程序。該控制方案方便控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可靠

19、性。3.3PLC在自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用5OY132自節(jié)3-OtsIW-r-OTIY3T3K10圖5狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖圖6PLC物料自動(dòng)分揀系統(tǒng)模型隨著電子商務(wù)的發(fā)展，人們的消費(fèi)習(xí)慣產(chǎn)生了巨大的影響，推動(dòng)著物流自動(dòng)化水平的不斷提高，各種自動(dòng)分揀機(jī)對(duì)提高物流自動(dòng)化水平、提高物流流通效率起到了重要作用。例如圖書(shū)配送部的圖書(shū)自動(dòng)分揀系統(tǒng)，物流配送系統(tǒng)輸送線(xiàn)、分揀中心的機(jī)械化流水線(xiàn)，大量包裹將通過(guò)輸送機(jī)在運(yùn)送過(guò)程中通過(guò)分揀傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分揀,大型樞紐機(jī)場(chǎng)行李處理系統(tǒng)，對(duì)客戶(hù)行李自動(dòng)進(jìn)行分揀處理，這些應(yīng)用大大降低了勞動(dòng)力成本，提高了分揀的準(zhǔn)確性和效率。由于PLC優(yōu)良的控制性能，在自動(dòng)分揀系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。PL

20、C物料自動(dòng)分揀系統(tǒng)的原理圖見(jiàn)圖6。表1自動(dòng)分揀系統(tǒng)I/O分配表輸入地址輸出地址序號(hào)地址備注序號(hào)地址備注1XO停止按鈕SB41Y0料盤(pán)電機(jī)2XI啟動(dòng)按鈕SB52Y2機(jī)械手左轉(zhuǎn)馳動(dòng)線(xiàn)圈3X2白檢啟動(dòng)5H63Y3機(jī)械手右轉(zhuǎn)要?jiǎng)泳€(xiàn)圈4XJ機(jī)械手左轉(zhuǎn)限位佶感器4Y4機(jī)械手縮網(wǎng)姿渤線(xiàn)圈5X4機(jī)械手白轉(zhuǎn)限位傳感器5Y5機(jī)械伸出驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈6X5出料11材廠H6Y6機(jī)械尹上升驅(qū)動(dòng)經(jīng)圈7X6落料口材料檢器棧感甥7Y7機(jī)械FF機(jī)械手下附8X7合屬物料檢測(cè)傳器WY10氣笊松開(kāi)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)闔qN10白色物料悔君傳感器gYU氣瓶夾緊驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈10XL1黑色指料檢測(cè)傳感器1012氣缸口伸出騾動(dòng)蛀的11Ml機(jī)械手縮回限位傳感耨11Wi

21、氣缸B伸出驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈12XI3機(jī)械手伸出限位傳博舞12VL4，缸（：怦出驅(qū)動(dòng)好閣13XI4機(jī)械手上升限位低感器13YI5狀態(tài)指示燈illJ14XI5凱械手下環(huán)限位傳感器)4Y1fi狀態(tài)指示燈山215XI6氣爪央緊限位傳給券15YI7捱鳴器XI7氣缸注縮回限位傳博器16Y20紅色報(bào)警燈17X20氣缸人仲出限位傳能排17Y21綠色報(bào)警燈lhX2I氣缸H縮回限位傳慢圈23STF19X22氣Mb伸出限位傳感蹲19Y24STK20S氣缸C縮回限位傷感翳20V25RII2JX24氣缸：伸出限位傳感器21Y26HM22X25方式選擇At122Y27RL白茹料PLC自動(dòng)分揀系統(tǒng)3.3.1 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)可

22、編程控制器（PLC）按輸入輸出點(diǎn)數(shù)以及CPU功能分為大、中、小三種類(lèi)型，按其結(jié)構(gòu)又可分為整體式和模塊式PLC。PLC的種類(lèi)彳艮多，有靈活多變的系統(tǒng)配置，還有許多特殊功能模塊可以選用。根據(jù)系統(tǒng)需要的外部輸入、輸出設(shè)備的數(shù)量及功能要求，選擇了小型整體式三菱PLC控制器,型號(hào)為FX2N-48MR。物料自動(dòng)分揀系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)I/O分配表如表1所小。3.3.2 程序設(shè)計(jì)分揀倉(cāng)儲(chǔ)工作方式一的順序功能圖設(shè)計(jì)采用選擇序列順序圖，如圖7所小。3.3.3 應(yīng)用效果通過(guò)表2我們得出結(jié)論：PLC自動(dòng)分揀系統(tǒng)運(yùn)用電氣控制原理改變了以手工操作為主的傳統(tǒng)物料分揀方式，使供料。送料更加便捷，并且大幅度縮短了分揀時(shí)間，提高了

23、作業(yè)效率nr-R懶I.卜萬(wàn)明式|干|（中國(guó)北科1之0+白4廠）n-i*,）魚(yú)叫0=fAMjllSlO|梅I。)!藐|#2l|lL_傳統(tǒng)分揀方法系統(tǒng)_A分揀倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)廢次品處理廢品檢出率分揀方式時(shí)間150件/小!自動(dòng)時(shí)間7000件/小時(shí)借助簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行旋運(yùn)憑經(jīng)驗(yàn)手工檢出95%100件/小90秒/件自動(dòng)100%6000件/小時(shí)5秒/件圖7分揀倉(cāng)儲(chǔ)方式順序功能圖表2傳統(tǒng)分揀系統(tǒng)與PLC自動(dòng)分揀系統(tǒng)應(yīng)用效果對(duì)比表4PLC存在的問(wèn)題PLC存在的缺點(diǎn)主要是PLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開(kāi)放的，絕大多數(shù)的PLC是專(zhuān)用總線(xiàn)、專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，編程雖多為梯形圖，但各公司的組態(tài)、尋址、結(jié)構(gòu)不一致，使各

24、種PLC互不兼容。國(guó)際電工協(xié)會(huì)（IEC）在1992年頒布了IEC1131-3可編程序控制器的編程軟件標(biāo)準(zhǔn)，為各PLC廠家編程的標(biāo)準(zhǔn)化鋪平了道路60目前，國(guó)際電工委員會(huì)制定了工業(yè)控制5種標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言（IEC1131-3）,它們是：梯形圖（LD）,適合于邏輯控制；功能塊圖（FBD）,適合于典型固定復(fù)雜算法控制如PID調(diào)節(jié)等；順序功能圖（SFC）,適合于多進(jìn)程時(shí)序混和型復(fù)雜控制；指令表（IL）,適合于簡(jiǎn)單文本自編專(zhuān)用程序；結(jié)構(gòu)化文本（ST）:適合于復(fù)雜自編專(zhuān)用程序。5PLC的發(fā)展分析近年，工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)（IPC）和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)（FCS）發(fā)展迅速，擠占了一部分PLC市場(chǎng)，PLC增長(zhǎng)速度出現(xiàn)漸緩的趨勢(shì)。

25、在某種意義上來(lái)講，PLC增長(zhǎng)速度漸緩確有其一定的必然性。因?yàn)殡S著當(dāng)今工業(yè)控制要求的日益復(fù)雜化和精確化，PC等其它一些新的工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展，PLC確實(shí)將逐漸失去原有的一些市場(chǎng)份額。但是另一方面，當(dāng)今的工業(yè)控制市場(chǎng)上一些PLC生產(chǎn)商早在十年前就已經(jīng)開(kāi)始利用IT業(yè)的一些最新的軟硬件成果不斷完善和擴(kuò)充PLC的功能，使現(xiàn)代意義上的PLC遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了“邏輯控制”的功能和概念。因而新型PLC的市場(chǎng)潛力是不可估量的，發(fā)展前景廣闊。主要表現(xiàn)在：（1）向高速度、大容量方向發(fā)展。隨著PLC運(yùn)算能力的不斷提高，PLC在數(shù)據(jù)交換方面的能力和需求也在不斷提高，另一方面，IT技術(shù)的飛速發(fā)展使得微型高速存儲(chǔ)設(shè)備的容量越來(lái)越大

26、，價(jià)格越來(lái)越低，可靠性卻越來(lái)越有保障。越來(lái)越多的PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)在使用64M、128M甚至更大容量的Flash存儲(chǔ)設(shè)備。（2）品種多樣化。目前中小型PLC較多，為適應(yīng)市場(chǎng)的需要，PLC要向多品種的方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展。(3)編程語(yǔ)言高級(jí)化、多樣化。隨著PLC系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的不斷發(fā)展，PLC的編程語(yǔ)言也在朝著多種語(yǔ)言方向發(fā)展。目前，中小型PLC編程語(yǔ)言比較流行的是梯形圖語(yǔ)言，但是新的編程語(yǔ)言還是不斷涌現(xiàn)7。現(xiàn)在已有部分PLC采用高級(jí)語(yǔ)言(如BASIC、C語(yǔ)言等)，如A-B公司的PLCBASIC模塊，可獨(dú)立于PLC處理器運(yùn)行用戶(hù)編寫(xiě)的BASIC語(yǔ)言和C語(yǔ)言。現(xiàn)階段，面向過(guò)程的編程語(yǔ)言將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。(4)智能模塊將更加豐富多彩。為了適應(yīng)各種特殊功能的需要，各種智能模塊將層出不窮。智能模塊是以微處理器為基礎(chǔ)的功能部件，它可以與PLC的主處理器并行工作，大大減少占用