畢業(yè)論文材料分揀裝置PLC控制系統(tǒng)方案

1、 . PAGE36 / NUMPAGES40 . XXXXXXXXXXXXX學校畢業(yè)設計論文論文題目： 材料分揀PLC控制裝置系 部：XXXXXXXX系 專 業(yè)：XXXXXXXXXX 班 級：XXXX級XX班 學生：X X X 學 號：XXXXXXXXXXX 指導老師： X X 20XX年XX月XX日摘 要PLC控制是目前工業(yè)上最常用的自動化控制方法，由于其控制方便，能夠承受惡劣的環(huán)境，因此，在工業(yè)上優(yōu)于單片機的控制。PLC將傳統(tǒng)的繼電器控制技術、計算機技術和通信技術融為一體,專門為工業(yè)控制而設計,具有功能強、通用靈活、可靠性高、環(huán)境適應性強、編程簡單、使用方便以與體積小、重量輕、功耗低等一系

2、列優(yōu)點,因此在工業(yè)上的應用越來越廣泛。本文主要講述PLC在材料分揀系統(tǒng)中的應用，利用可編程控制器(PLC),設計成本低、效率高的材料自動分揀裝置。以PLC為主控制器,結(jié)合氣動裝置、傳感技術、位置控制等技術,現(xiàn)場控制產(chǎn)品的自動分揀。系統(tǒng)具有自動化程度高、運行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點,可根據(jù)不同對象,稍加修改本系統(tǒng)即可實現(xiàn)要求。關鍵詞:可編程控制器，分揀裝置，控制系統(tǒng)，傳感器目錄目 錄HYPERLINK l _Toc344121553摘要I TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc344121484緒論 PAGEREF _Toc344121484 h 1HYPERLINK

3、 l _Toc344121486第1章 材料分揀機系統(tǒng)硬件介紹4HYPERLINK l _Toc3441214871.1系統(tǒng)中硬件簡介4HYPERLINK l _Toc3441214981.1.1可編程控制器PLC PAGEREF _Toc344121498 h 4HYPERLINK l _Toc3441214991.1.2 PLC的種類 PAGEREF _Toc344121499 h 5HYPERLINK l _Toc3441215001.1.3 PLC種類與型號選擇 PAGEREF _Toc344121500 h 6HYPERLINK l _Toc3441215021.2 執(zhí)行機構(gòu)電動機與

4、傳送帶 PAGEREF _Toc344121502 h 7HYPERLINK l _Toc3441215041.3 換向器介紹 PAGEREF _Toc344121504 h 10HYPERLINK l _Toc3441215081.4傳感器介紹與其原理 PAGEREF _Toc344121508 h 11HYPERLINK l _Toc3441215091.4.1顏色傳感器 PAGEREF _Toc344121509 h 11HYPERLINK l _Toc3441215101.4.2傳感器介紹與其工作原理 PAGEREF _Toc344121510 h 13HYPERLINK l _Toc

5、344121511第2章 系統(tǒng)介紹與軟件分析 PAGEREF _Toc344121511 h 16HYPERLINK l _Toc3441215122.1材料分揀系統(tǒng)介紹 PAGEREF _Toc344121512 h 16HYPERLINK l _Toc3441215132.2材料分揀系統(tǒng)設計原理 PAGEREF _Toc344121513 h 16HYPERLINK l _Toc3441215142.3材料分揀系統(tǒng)分析 PAGEREF _Toc344121514 h 16HYPERLINK l _Toc3441215152.3.1設計思路16HYPERLINK l _Toc34412152

6、02.3.2 系統(tǒng)軟件流程圖18HYPERLINK l _Toc344121523第3章 課題研究的方法和手段 PAGEREF _Toc344121523 h 20HYPERLINK l _Toc3441215243.1 硬軟件比較20HYPERLINK l _Toc3441215253.2 PLC的特點與功能20HYPERLINK l _Toc3441215263.2.1 PLC的優(yōu)點20HYPERLINK l _Toc3441215273.2.2 PLC的缺點20HYPERLINK l _Toc3441215283.2.3 PLC的功能 PAGEREF _Toc344121528 h 20

7、HYPERLINK l _Toc3441215293.3 PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc344121529 h 21HYPERLINK l _Toc344121536第4章 結(jié)果和討論 PAGEREF _Toc344121536 h 23HYPERLINK l _Toc3441215374.1 PLC控制材料分揀裝置的硬件設計 PAGEREF _Toc344121537 h 23HYPERLINK l _Toc3441215484.2 程序設計 PAGEREF _Toc344121548 h 24HYPERLINK l _Toc3441215494.3 PLC的軟件設計 P

8、AGEREF _Toc344121549 h 26HYPERLINK l _Toc3441215514.4PLC調(diào)試過程與分析 PAGEREF _Toc344121551 h 27HYPERLINK l _Toc344121552第5章 展望 PAGEREF _Toc344121552 h 29HYPERLINK l _Toc344121553致31HYPERLINK l _Toc344121555附件 PAGEREF _Toc344121555 h 32HYPERLINK l _Toc3441215561.指令表 PAGEREF _Toc344121556 h 33HYPERLINK l _

9、Toc3441215572.梯形圖 PAGEREF _Toc344121557 h 35緒 論1.材料分揀的發(fā)展自動分揀系統(tǒng)(Automatic sorting system)是先進配送中心所必需的設施條件之一。它具有很高的分揀效率，通常每小時可分揀商品600012000箱，可以說，自動分揀機是提高物流配送效率的一項 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1273291.htm t _blank 關健因素。它是二次大戰(zhàn)后在美國、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1554.htm t _blank 日本的物流中心中廣泛采用的一種自動分揀系統(tǒng)，該系

10、統(tǒng)目前已經(jīng)成為發(fā)達國家大中型物流中心不可缺少的一部分。2.自動分揀機介紹自動分揀機是自動分揀系統(tǒng)的一個主要設備。它本身需要建設短則4050米，長則150200米的機械傳輸線，還有配套的機電一體化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡與通信系統(tǒng)等，這一系統(tǒng)不僅占地面積大（動輒20000平方米以上），而且還要建34層樓高的立體倉庫和各種自動化的搬運設施（如叉車）與之相匹配，這項巨額的先期投入通常需要花1020年才能收回。3.系統(tǒng)的作業(yè)過程流中心每天接收成百上千家供應商或貨主通過各種運輸工具送來的成千上萬種商品，在最短的時間將這些商品卸下并按商品品種、貨主、儲位或發(fā)送地點進行快速準確的分類，將這些商品運送到指定地點（

11、如指定的貨架、加工區(qū)域、出貨站臺等），同時，當供應商或貨主通知物流中心按配送指示發(fā)貨時，自動分揀系統(tǒng)在最短的時間從龐大的高層貨存架存儲系統(tǒng)中準確找到要出庫的商品所在位置，并按所需數(shù)量出庫，將從不同儲位上取出的不同數(shù)量的商品按配送地點的不同運送到不同的理貨區(qū)域或配送站臺集中，以便裝車配送。自動分揀系統(tǒng)一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置與分揀道口組成。 控制裝置的作用是識別、接收和處理分揀信號，根據(jù)分揀信號的要求指示分類裝置、按商品品種、按商品送達地點或按貨主的類別對商品進行自動分類。這些分揀需求可以通過不同方式，如可通過條形碼掃描、色碼掃描、鍵盤輸入、重量檢測、語音識別、高度檢測與形狀識別等方式

12、，輸入到分揀控制系統(tǒng)中去根據(jù)對這些分揀信號判斷，來決定某一種商品該進入哪一個分揀道口。分類裝置的作用是根據(jù)控制裝置發(fā)出的分揀指示，當具有一樣分揀信號的商品經(jīng)過該裝置時，該裝置動作，使改變在輸送裝置上的運行方向進入其它輸送機或進入分揀道口。分類裝置的種類很多，一般有推出式、浮出式、傾斜式和分支式幾種，不同的裝置對分揀貨物的包裝材料、包裝重量、包裝物底面的平滑程度等有不完全一樣的要求。輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機，其主要作用是使待分揀商品貫通過控制裝置、分類裝置，并輸送裝置的兩側(cè)，一般要連接若干分揀道口，使分好類的商品滑下主輸送機（或主傳送帶）以便進行后續(xù)作業(yè)。分揀道口是已分揀商品脫離主

13、輸送機（或主傳送帶）進入集貨區(qū)域的通道，一般由鋼帶、皮帶、滾筒等組成滑道，使商品從主輸送裝置滑向集貨站臺，在那里由工作人員將該道口的所有商品集中后或是入庫儲存，或是組配裝車并進行配送作業(yè)。以上四部分裝置通過計算機網(wǎng)絡聯(lián)結(jié)在一起，配合人工控制與相應的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個完整的自動分揀系統(tǒng)。4.材料分揀系統(tǒng)的意義二次大戰(zhàn)以后，自動分揀系統(tǒng)逐漸開始在西方發(fā)達國家投入使用，成為發(fā)達國家先進和物流中心，配送中心或流通中心所必需的設施條件之一。1.能連續(xù)、大批量地分揀貨物由于采用大生產(chǎn)中使用的流水線自動作業(yè)方式，自動分揀系統(tǒng)不受氣候、時間、人的體力等的限制，可以連續(xù)運行，同時由于自動分揀系統(tǒng)單位時間分揀件

14、數(shù)多，它可以連續(xù)運行100個小時以上，每小時可分揀7000件包裝商品，如用人工分揀則每小時只能分揀150件左右，同時分揀人員也不能在這種勞動強度下連續(xù)工作8小時。 2.分揀誤差率極低自動分揀系統(tǒng)的分揀誤差率大小主要取決于所輸入分揀信息的準確性大小，這又取決于分揀信息的輸入機制，如果采用人工鍵盤或語音識別方式輸入，則誤差率在3%以上，如采用條形碼掃描輸入，除非條形碼的印刷本身有差錯，否則不會出錯。因此，目前自動分揀系統(tǒng)主要采用條形碼技術來識別貨物。3.分揀作業(yè)基本實無人化 國外建立自動分揀系統(tǒng)的目的之一就是為了減少人員的使用，減輕工員的勞動強度，提高人員的使用效率，因此自動分揀系統(tǒng)能最大限度地減

15、少人員的使用，基本做到無人化。分揀作業(yè)本身并不需要使用人員，人員的使用僅局限于送貨車輛抵達自動 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2895042.htm t _blank 分揀線的進貨端時，由人工接貨，由人工控制分揀系統(tǒng)的運行，分揀線末端由人工將分揀出來的貨物進行集載、裝車，自動分揀系統(tǒng)的經(jīng)營、管理與維護。如 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2398.htm t _blank 美國一公司配送中心面積為10萬平方米左右，每天可分揀近40萬件商品，僅使用400名左右員工，自動分揀線做到了無人化作業(yè)。對于分揀系統(tǒng)的應用前景，主要著眼于分揀系統(tǒng)的可

16、靠性，優(yōu)越性，應用領域的適用性以與系統(tǒng)的經(jīng)濟效益、成本等方而來考慮。但因分揀系統(tǒng)其要求使用者必須具備一定的技術經(jīng)濟條件，因此，在發(fā)達國家，物流中心、配送中心或流通中心不用自動分揀系統(tǒng)的情況也很普遍。對于自動分揀系統(tǒng)因其自身存在的一些問題，在一定程度上限制了其應用的領域與其圍。在引進和建設自動分揀系統(tǒng)時一定要考慮以下條件：自動分揀系統(tǒng)的一次性投資巨大，其本身需要建設短則4050米，長則150200米的機械傳輸線，還有配套的機電一體化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡與通信系統(tǒng)等，這一系統(tǒng)不僅占地面積大，動輒2萬平方米以上，而且一般自動分揀系統(tǒng)都建在自動主體倉庫中，這樣就要建34層樓高的立體倉庫，庫需要配備各種

17、自動化的搬運設施，這絲毫不亞于建立一個現(xiàn)代化工廠所需要的硬件投資。它對商品外包裝要求也很高，自動分揀機只適于分揀底部平坦且具有剛性的包裝規(guī)則的商品。袋裝商品、包裝底部柔軟且凹凸不平、包裝容易變形、易破損、超長、超薄、超重、超高、不能傾覆的商品不能使用普通的自動分揀機進行分揀，因此為了使大部分商品都能用機械進行自動分揀，可以采取二條措施：一是推行標準化包裝，使大部分商品的包裝符合國家標準；二是根據(jù)所分揀的大部分商品的統(tǒng)一的包裝特性定制特定的分揀機。但要讓所有商品的供應商都執(zhí)行國家的包裝標準是很困難的，定制 HYPERLINK :/baike.baidu /view/15438.htm t _bl

18、ank 特寫的分揀機又會使硬件成本上升，并且越是特別的其通用性就越差。因此公司要根據(jù)經(jīng)營商品的包裝情況來確定是否建或建什么樣的自動分揀系統(tǒng)。第1章 材料分揀機系統(tǒng)硬件介紹1.1 系統(tǒng)硬件介紹1.旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器是與步進電機連接在一起，在本系統(tǒng)中可用來作為控制系統(tǒng)的計數(shù)器并提供脈沖輸入，它轉(zhuǎn)化為位移量，可對傳輸帶上的物料進行位置控制。傳送至相應的傳感器時，發(fā)出信號到PLC，以進行分揀，也可用來控制步進電機的轉(zhuǎn)速。本次設計選用E6A2CW5C旋轉(zhuǎn)編碼器。2.電容傳感器電容傳感器屬于具有開關量輸出的位置傳感器，是一種接近式開關，它的測量頭通常是構(gòu)成電容的一個極板，而另一個極板是待測物體本身，當物

19、體移向接近開關時，物體和接近開關的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。由此，便可控制開關的接通和斷開。本裝置中電容傳感器是用于檢測非金屬物料，選用E2KX8ME1電容傳感器。3.電感傳感器電感式傳感器也屬于有開關量輸出的位置傳感器，也是一種接近式開關，用來檢測金屬物體。它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應頭時，使物體部產(chǎn)生渦流，這個渦流反作用于接近開關，使接近開關震蕩能力衰減，部電路的參數(shù)發(fā)生變化。由此，可識別出有無金屬物體接近，進而控制開關的通和斷，選用M18X1X40電感傳感器。4.顏色傳感器選用OMRON公司生產(chǎn)的，型

20、號為E3SVS1E4顏色傳感器。此傳感器為RGB（紅綠藍）顏色傳感器，可檢測目標物體對三基色的反射比率，從而鑒別物體顏色。5.步進電機HYPERLINK :/ designnews .cn/word/15188.aspx o 步進電機步進電機在控制系統(tǒng)中具有廣泛的應用。它可以把脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移，并且可用作電磁制動輪、電磁差分器、或角位移發(fā)生器等。1.1.1 可編程控制器PLC可編程控制器（Programmable Controller）是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器乘坐可編程邏輯控制器（Personal Controller），簡稱PLC，它主要用來

21、代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制的圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機（Programmable Logic Controller）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，與大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable

22、Controller（PC）。個人計算機發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器與其有關設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。

23、上世紀80年代90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。1.1.2 PLC的種類目前，在我國PLC的分類還沒有一個統(tǒng)一的標準。根據(jù)性能和應用圍可將其進行如下分類。1.按性能分類根據(jù)PLC的I/O點數(shù)、用戶程序存儲器容量和控制功能的不同，可將其分為

24、小型、中型和大型二類。小型PLC又稱低檔PLC，它的I/O點數(shù)小于128點，用戶程序存儲器容量小于4K字，功能簡單，以開關量控制為主，可實現(xiàn)條件控制、順序控制、定時記數(shù)控制。適用于單機或小規(guī)模生產(chǎn)過程。中型PLC又稱中檔PLC，它的I/O點數(shù)在128512點之間，用戶程序存儲器容量為4K8K字，功能比較豐富、兼有開關量和模擬量的控制能力，具有浮點數(shù)運算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、中斷控制、通信聯(lián)網(wǎng)和PID調(diào)節(jié)等功能。適用于小型連續(xù)生產(chǎn)過程的復雜邏輯控制和閉環(huán)過程控制。大型PLC又稱高檔PLC，它的I/O點數(shù)在512點以上，用戶程序存儲器容量達到8K字以上，控制功能完善，在中檔機的基礎上，擴大和增加了函數(shù)運算、

25、數(shù)據(jù)庫、監(jiān)視、記錄、打印與中斷控制、智能控制、遠程控制的功能。適用于大規(guī)模的過程控制、集散式控制系統(tǒng)和工廠自動化網(wǎng)絡。2.按結(jié)構(gòu)分類根據(jù)PLC的構(gòu)成形式，可將PLC分為整體式和機架式 (模塊式)兩大類。整體式PLC是將CPU、存儲單元、輸入輸出模塊和電源部件集中配置在一個機箱。這種PLC輸入輸出點數(shù)少、體積小，價格低，便于裝入設備部。小型PLC通常采用這種結(jié)構(gòu)。機架式PLC將各單元做成獨立的模塊，使用時將這些模塊分別插入機架底板的插座上?？筛鶕?jù)生產(chǎn)實際的控制要求建立模塊，構(gòu)成不同的控制系統(tǒng)。這種PLC輸入輸出點數(shù)多，配置靈活方便，易于擴展。大中型PLC通常采用這種結(jié)構(gòu)。3.按應用圍分類根據(jù)應用

26、圍的不同，可將PLC分為通用型和專用型兩類。通用型PLC作為標準工業(yè)控制裝置可在各個領域使用，而專用型PLC是為了某類控制要求專門設計的PLC，如數(shù)控機床專用型、鍋爐設備專用型、報警監(jiān)視專用型等。由于應用的專一性，使其控制質(zhì)量大大提高。圖1-1 S7-200PLC圖示1.1.3 PLC種類與型號選擇PLC種類較多，主要有西門子（如圖1-1）、三菱、OMRON、FANAC、東芝等，但能配套生產(chǎn)，大、中、小、微型均有配套且目前用得最廣泛的的主要是西門子、三菱、OMRON的PLC。根據(jù)系統(tǒng)中的控制要求PLC點數(shù)：實際輸入點15點，實際輸出點8點，綜合對比三菱FX系列（包括FX0S、FX1S、FX0N

27、、FX1N、FX2N等）、西門子系列、OMRON系列中I/O點數(shù)為32點各型號的PLC的價格、性能、實用場合等各方面，本系統(tǒng)可選擇PLC型號為：西門子公司的S7-200系列CPU226 型PLC，合計總數(shù)32點16點輸入，DC24V，16點繼電器輸出；尺寸（mm）：2208790，其性能、價格都優(yōu)于其他PLC。S7-200系列是西門子公司PLC家族中比較先進的系列，它能最大圍地包容了標準特點，程式執(zhí)行更快，全面補充通訊功能，適合世界各國不同的電源以與滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動化控制應用提供最大的靈活性和控制能力。由于S7-200系列具備如下特點：最大圍的包容了標準特點、程

28、式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以與滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。該型號PLC有24個輸入節(jié)點，16個輸出節(jié)點，能夠滿足系統(tǒng)要求并留有一定的余量。1.2 執(zhí)行機構(gòu)電動機與傳送帶1.2.1 電動機的介紹電動機應用廣泛，種類繁多。我們一般的是根據(jù)電機的分類來區(qū)別電動機的應用于交易。電動機詳細分類如下：1.按工作電源種類劃分可分為直流電動機和交流電動機。直流電動機按結(jié)構(gòu)與工作原理可劃分：無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可劃分：永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機劃分：串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵

29、直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機劃分：稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。圖1-2 三相異步電動機與其一些指數(shù)其流電機還可分：單相電機和三相電機。2.按結(jié)構(gòu)和工作原理劃分可分為直流電動機、異步電動機、同步電動機。同步電動機可劃分：永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。異步電動機可劃分：感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機可劃分：三相異步電動機(如圖1-3、1-4所示)、單相異步電動機和罩極異步電動機等。圖1-3 三相籠型異步電動機3.按起動與運行方式分類電動機按起動與運行方式可分為電容起動式單相異步電動機、電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機、電容起動運

30、轉(zhuǎn)式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。4.按用途分類電動機按用途可分為驅(qū)動用電動機和控制用電動機。驅(qū)動用電動機又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等）用電動機與其它通用小型機械設備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機。HYPERLINK :/ designnews .cn/word/15188.aspx o 步進電機步進電機在控制系統(tǒng)中具有廣泛的應用。它可以把脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移，并且可用作電磁制動輪、電磁差分器、或角位移發(fā)生器等。

31、（1）步進電機的工作原理該步進電機為一四相步進電機，采用單極性直流電源供電。只要對步進電機的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進電機步進轉(zhuǎn)動。圖1-4是該四相反應式步進電機工作原理示意圖。圖1-4 四相步進電機步進示意圖開始時，開關SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號齒對齊，同時，轉(zhuǎn)子的1、4號齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒，2、5號齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。當開關SC接通電源，SB、SA、SD斷開時，由于C相繞組的磁力線和1、4號齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，1、4號齒和C相繞組的磁極對齊。而0、3號齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯齒，2、5號齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯

32、齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動。四相步進電機按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動力矩又可以提高控制精度。單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖1-5.a、b、c所示：圖1-5 步進電機工作時序波形圖（2）步進電動機的選擇步進電機步進電機作為執(zhí)行機構(gòu)用于帶動傳輸帶輸送物料前行，與旋轉(zhuǎn)編碼器連接在一起可以通過控制脈沖個數(shù)，來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。同時，可以通過控

33、制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度，達到調(diào)速的目的。步進電機選用的型號為42BYGH101。5.換向器介紹交流換向器電動機可劃分：單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。根據(jù)電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其流電動機還分為單相電動機和三相電動機。電動機按結(jié)構(gòu)與工作原理可分為直流電動機，異步電動機和同步電動機。同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。直流電動機按結(jié)構(gòu)與工作

34、原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。1.3 傳送帶的簡介與分類17世紀中，美國開始應用架空索道傳送散狀物料；19世紀中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的傳送帶輸送機相繼出現(xiàn)。1868年，在英國出現(xiàn)了皮帶式式傳送帶輸送機；1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機；1906年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機。此后，傳送帶輸送機受到機械制造、電機、化工和冶金工業(yè)技

35、術進步的影響，不斷完善，逐步由完成車間部的傳送，發(fā)展到完成在企業(yè)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運，成為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。具有牽引件的傳送帶一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動裝置、緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用傳送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動裝置給輸送機以動力，一般由電動機、減速器和制動器(停止器)等組成；緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使牽引件保持一定的力和垂度，以保證傳送帶正常運轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。具有牽引件的傳送帶設備的結(jié)構(gòu)特點是：被運送物料裝在與牽引件連結(jié)在一

36、起的承載構(gòu)件，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運送物料的有載分支和不運送物料的無載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運動輸送物料。這類的傳送帶設備種類繁多，主要有帶式輸送機、板式輸送機、小車式輸送機、自動扶梯、自動人行道、刮板輸送機、埋刮板輸送機、斗式提升機、懸掛輸送機和架空索道等。沒有牽引件的傳送帶設備的結(jié)構(gòu)組成各不一樣，用來輸送物料的工作構(gòu)件亦不一樣。它們的結(jié)構(gòu)特點是：利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運動或往復運動，或利用介質(zhì)在管道中的流動使物料向前輸送。例如，輥子輸送機的工作構(gòu)件為一系列輥子，輥子作旋轉(zhuǎn)運動以輸送物料；螺旋輸送機的工作構(gòu)件為螺旋，螺旋在料槽中作旋轉(zhuǎn)

37、運動以沿料槽推送物料；振動輸送機的工作構(gòu)件為料槽，料槽作往復運動以輸送置于其中的物料等。本設計選用的是帶式輸送機。1.4 傳感器介紹與其原理1.4.1 顏色傳感器將物體顏色同前面已經(jīng)示教過的參考顏色進行比較來檢測顏色的機器我們稱之為顏色傳感器。顏色傳感器是通過將物體顏色同前面已經(jīng)示教過的參考顏色進行比較來檢測顏色，當兩個顏色在一定的誤差圍相吻合時，輸出檢測結(jié)果。一個新型傳感器能敏銳的察覺到顏色變化有助于線工人正確的分辨出會所，銀色等問題。顏色傳感器是通過將物體顏色同前面已經(jīng)示教過的參考顏色進行比較來檢測顏色，當兩個顏色在一定的誤差圍相吻合時，輸出檢測結(jié)果。將物體顏色同前面已經(jīng)示教過的參考顏色進

38、行比較來檢測顏色的機器我們稱之為顏色傳感器。顏色傳感器一直用裝配線來檢測特定的組件。顏色傳感器的挑戰(zhàn)是檢測微妙差異相似或高度反光的顏色。例如,金屬涂料在汽車工業(yè)中使用很難區(qū)分灰度的顏色或黃金。匹配組件這是重要的,如鏡子的身體或保險杠都離不開傳感器協(xié)助。此外,顏色傳感器通過數(shù)量有限的顏色可以檢測，并通過他們有限的能力迅速改變設置或處理多個顏色。電子技術的發(fā)展,光學,軟件促進顏色傳感器發(fā)展。這項技術使得更敏感的傳感器,可以忽略光澤和區(qū)別出微妙的色調(diào)。現(xiàn)在可以調(diào)整方便靈活的制造和精確的色彩校正。一個典型的顏色傳感器具有高強度白光LED,光在目標項目調(diào)制。反射從目標是分析的成分紅,綠,藍(RGB)值和

39、強度。此信息用于驗證正確的部分現(xiàn)在和組裝,準確控制制成品的顏色。在一個典型的應用程序中,機器操作員持有一個顏色樣本在前面的傳感器,編程它對這個特定顏色相匹配。這個過程期間與之后,運營商可能會注意到匹配失敗涉與色彩略暗或略輕,但仍在可接受的質(zhì)量標準。操作員然后重組傳感器與更廣泛的高/低設置點和通過試錯過程建立理想的圍。如果傳感器有多個通道,它可以被編程來識別多種顏色一個顏色在每個頻道,每個頻道信號是一個離散報警輸出。這一技術使簡單的顏色識別或匹配,比如排序或部分識別功能,通過/失敗標準是足夠的。下一代顏色傳感器提供三個額外的輸出表示RGB顏色值。好處包括更多的智能控制的制造。在實踐中,傳感器輸出

40、原始RGB讀數(shù)為模擬信號。模擬信號更適合通信,因為數(shù)字讀數(shù)為三個渠道將超過每150µs吞吐量限制典型的串行協(xié)議。一個傳感器可以將原始RGB信號模擬與10位分辨率將輸出5mV的每個1023步。如果顏色變化的原因是無法輕易地發(fā)覺或者如果沒有顯示可用,模擬RGB信號可以數(shù)字化和美聯(lián)儲到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這允許全面的變化趨勢,分析傳感器讀數(shù)。一些傳感器提供一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲模式原始數(shù)字讀數(shù)。色標傳感器工作原理：色標傳感器對各種標簽進行檢測，即使是背景顏色有著細微的差別的顏色也可以檢測到，處理速度快。自動適應波長，能夠檢測灰度值的細小差別，與標簽和背景的混合顏色無關。顏色傳感器是通過將物體顏色同前面已經(jīng)

41、示教過的參考顏色進行比較來檢測顏色，當兩個顏色在一定的誤差圍相吻合時，輸出檢測結(jié)果。1.4.2 傳感器介紹與其工作原理1.傳感器的定義國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。目前對傳感器尚無一個統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種：（1）按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度

42、、流量、氣體成份等傳感器。（2）按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。（3）按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關量（“1”和0”或“開”和“關”）的開關型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。2.傳感器的靜態(tài)特性傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關，所以它們之間的關系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、分辨

43、力和遲滯等。3.傳感器的動態(tài)特性所謂動態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標準輸入信號的響應來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應容易用實驗方法求得，并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。傳感器的線性度。通常情況下，傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個

44、性能指標。擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。4.傳感器的靈敏度靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化y對輸入量變化x的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關系，則靈敏度S是一個常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應表示為200mV/mm。當傳感器的輸出、輸入量的量綱一樣時，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度

45、，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。5.傳感器的分辨力分辨力是指傳感器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數(shù)值時，傳感器的輸出不會發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨力時，其輸出才會發(fā)生變化。通常傳感器在滿量程圍各點的分辨力并不一樣，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。6.電阻式傳感器電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻

46、值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。7.電阻應變式傳感器傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應，即在外力作用下產(chǎn)生機械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類，金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應小等優(yōu)點。8.壓阻式傳感器壓阻式傳感器是根據(jù)半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經(jīng)擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴散電阻在基片接成電橋形式。當基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會產(chǎn)生相應的不平衡輸出。用作壓阻式

47、傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應用最為普遍。系統(tǒng)介紹與軟件分析2.1材料分揀系統(tǒng)介紹材料分揀裝置是一個模擬自動化工業(yè)生產(chǎn)過程的微縮模型，它使用了PLC、傳感器、位置控制、電氣傳動和氣動技術，可實現(xiàn)不同材料的自動分選和歸類功能，并可配置監(jiān)控軟件由上位計算機監(jiān)控。它采用臺式結(jié)構(gòu)，置電源，有步進電機、汽缸、電磁閥、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣動減壓器、濾清器、氣壓指示等部件，可與各類氣源相連接。選用顏色識別傳感器與對不同材料敏感的電容式和電感式傳感器，分別固定在網(wǎng)板上，且允許重新安裝傳感器排列位置或選擇

48、網(wǎng)板不同區(qū)域安裝。材料分揀裝置能實現(xiàn)如下3種基本功能。分揀出金屬與非金屬、分揀某一顏色塊、分揀出金屬中某一顏色塊和非金屬中某一顏色塊。2.2 材料分揀系統(tǒng)設計原理系統(tǒng)利用各種傳感器對待測材料進行檢測并分類。當待測物體經(jīng)下料裝置送入傳送帶依次接受各種傳感器檢測如果被某種傳感器器測中，通過相應的氣動裝置將其推入料箱；否則，繼續(xù)前行。控制要求：1.系統(tǒng)送電后，光電編碼器便可發(fā)生所需的脈沖。2.電機運行，帶動傳輸帶傳送物體向前運行。3.有物料時，下料汽缸動作，將物料送出。4.電感傳感器檢測到金屬物料時，推汽缸1將待測物料推入下料槽。5.電容傳感器測到非金屬物料時，推汽缸2將待測物料推入下料槽。6.當顏

49、色傳感器檢測到材料為某一顏色時，推汽缸3動作將待測物料推人下料槽。7.其他物料被送到SD位置時，汽缸4動作將待測物料推入下料槽。8.汽缸運行有動作限位保護，下料槽無下料時，延時后自動停機。2.3 材料分揀系統(tǒng)分析2.3.1 設計思路其工作過程是開啟電源，步進電機運行并驅(qū)動傳輸帶，下料傳感器檢測下料槽是否有物料。若無物料，延時后自動停止并等待上料；當下料槽有物料時，系統(tǒng)自動運行。首先，下料傳感器發(fā)送信號給PL C，并轉(zhuǎn)送給推汽缸經(jīng)過一定時間，下料汽缸依次將物料推至傳輸帶。當物料由傳輸帶傳輸時，光電編碼器發(fā)出脈沖開始進行計數(shù)，電機運行，實現(xiàn)定位控制。當電感傳感器檢測到物料為金屬物料時，發(fā)出反饋信號

50、給PLC，由PLC控制推汽缸1動作，將物料推到卸料斗。如圖2-1。圖2-1 系統(tǒng)控制示意圖當推汽缸電磁閥運行到限位時，電磁閥復位，恢復原狀態(tài)。此時，電機重新工作驅(qū)動傳輸帶到下一位置。圖2-2 系統(tǒng)原理示意圖同理，可通過相應傳感器分揀相應的空物料。據(jù)分揀裝置工作過程設計功能表圖，設計電氣控制原理圖如圖2-3，在設計的電氣控制原理圖的基礎上對它進行研究，分析工作過程的每一個環(huán)節(jié)，再選擇合適的PLC類型，編寫I/O分配圖。信號板與各傳感器位置如圖2-3。可編程控制器的系統(tǒng)軟件有兩部分，一是編程器的系統(tǒng)軟件，二是可編程序控制器的操作軟件OS。圖2-3 系統(tǒng)軟件流程編程器常用繼電器語言，也叫梯形圖符號語

51、言，對可編程序控制器進行編程，使用起來非常方便。為了把使用這種語言編的程序變成可編程序控制器中央處理器所能接受的機器語言，需要通過編譯程序才能完成。這種編譯程序存在編程器的ROM存儲器中，構(gòu)成了編程器的系統(tǒng)軟件?？删幊炭刂破饔幸粋€操作系統(tǒng)，主要任務是解讀程序，執(zhí)行過程如圖2-4。2.3.2 系統(tǒng)軟件流程圖根據(jù)系統(tǒng)控制要求，可畫出如下所示的系統(tǒng)軟件流程圖（如圖2-4）該系統(tǒng)可選擇連續(xù)或單次運行工作狀態(tài)。若為連續(xù)運行狀態(tài)，則系統(tǒng)軟件設計流程圖中的汽缸4動作后，程序再轉(zhuǎn)到開始；若為單次運行，則汽缸4動作后停機。如果需要，該系統(tǒng)可在分揀的同時對分揀的材料進行數(shù)量的統(tǒng)計，這只需在各汽缸動作的同時累計即可

52、。應用高速計數(shù)器編制程序，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的定位控制功能。用高速計數(shù)器計數(shù)步進電機轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，來確定物料到達傳感器的距離，實現(xiàn)定位功能。定位時，電機停轉(zhuǎn)，計數(shù)器清零，傳感器開始工作，對物料進行分揀處理。在汽缸13動作后，電機重新運行，高速計數(shù)器也重新計數(shù)。如果相應的傳感器沒有檢測到物體，則電機重新運行，高速計數(shù)器也重新計數(shù)，繼續(xù)運行到下一位置。如果只對材料的某一特性進行分揀，比如只分揀金屬和非金屬，則只需對傳感器的安放或程序進行修改即可。開始汽缸是否回位斗內(nèi)是否有料計時到自動停機電動機運行皮帶傳動下料氣缸Y5動作SA測到物體推汽缸1動作推汽缸2動作推汽缸3動作推汽缸4動作連繼運行SB測到物體SC測

53、到物體YYYNYNYYNYNN圖2-4 系統(tǒng)軟件流程圖第3章 課題研究的方法和手段3.1 硬軟件比較隨著西門子PLC功能的逐漸健全，也越來越受人們的歡迎。它不僅具有豐富的機型、超小的體積、靈活的安裝、雙CPU結(jié)構(gòu)、極高的運算速度等特點，還有事件中斷自動告知、自診斷、故障歷史記錄、遠程口令等特殊功能。簡單介紹它與繼電器的比較：采用微處理器為核心，并采取各種抗干擾措施，因為PLC可靠性高、控制功能強體積小。利用PLC部計算器和計時器，容易實現(xiàn)邏輯組合和運算，不用增加硬設備。由于PLC采用軟件編制程序來完成任務，因此可以隨時變更程序來適應生產(chǎn)工藝的改變，而不用重新布線。3.2 PLC的特點與功能3.

54、2.1 PLC的優(yōu)點由于可編程控制器（PLC）具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、程序設計簡單與便于安裝調(diào)試等優(yōu)點。PLC在工業(yè)自動化控制的各個領域發(fā)揮著越來越重要的作用，社會對可變程序控制器技術人員的需求也越來越迫切，在可預見的將來是無法替代的。可編程序控制器（Programmable Controller）通常也可簡稱為可編程控制器，英文縮寫為PC或PLC,是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。它具有體積小、功能強、程序設計簡單、靈活通用、維護方便，可靠性高，抗干擾能力強，適應性強，采用模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)組合

55、編程語言簡單易學，系統(tǒng)設計周期短，對生產(chǎn)工藝改變適用性強，安裝簡單，調(diào)試方便，維護工作量小，特別是它的高可靠性和較強的適應惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，更是得到用戶的好評。成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大技術支柱（PLC,機器人和CAD/CAM）之一。目前，PLC在國外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保與文化娛樂等各個行業(yè)。 3.2.2 PLC的缺點固定的編程 有些PLC編程功能單一。如果不需要就必花大代價使用具有多種編程功能的PLC。例如為了節(jié)約成本，一些設備制造廠仍然使用帶銷的機械式定序器。如果操作順序很少或根本不會改變，就沒有必要使用重編程功能的PLC。考慮環(huán)境因

56、素PLC需要工作在一定的環(huán)境下，高溫和振動將會影響PLC系統(tǒng)的電子設備，就限制了PLC的使用。3.故障保護在PLC系統(tǒng)中，必須提供一個輸入電壓來停止設備。這些系統(tǒng)沒有故障保護。4.固定回路操作當系統(tǒng)要做周期性更新時，用PLC系統(tǒng)更新。3.2.3 PLC的功能開關量控制：PLC可以完成開關邏輯運算和順序邏輯運算控制，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)機械或生產(chǎn)過程的自動控制。模擬量控制：如溫度，壓力，流量，液位都屬于模擬量。定時/計數(shù)控制：PLC具有很強的定時、計數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至數(shù)百個定時器或計數(shù)器。數(shù)據(jù)處理：新型PLC都具有數(shù)據(jù)處理能力，不僅能進行算術運算、數(shù)據(jù)傳送、而且還能進行數(shù)據(jù)比較、數(shù)值轉(zhuǎn)換

57、、數(shù)據(jù)顯示打印，甚至浮點運算、函數(shù)運算等功能。聯(lián)網(wǎng)與通信：PLC可與上為計算機或同位PLC進行數(shù)據(jù)通信，完成數(shù)據(jù)的處理和信息的交換，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的信息控制和管理，是實現(xiàn)工廠自動化的理想工業(yè)控制器。3.3 PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢隨著PLC技術的推廣、應用，PLC將進一步向以下幾個方向發(fā)展。1.標準化：指令兼容，外設易于擴展，但不同廠家生產(chǎn)的PLC，梯形圖、指令與各種配件均有一些差異，不利于PLC的普與。2.小型化：隨著微電子技術的進一步發(fā)展，小型機的功能將進一步完善，PLC的結(jié)構(gòu)必將更為緊湊，體積更小，使安裝和使用更為方便。3.模塊化:采用模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)的構(gòu)成更加靈活、方便。4.低成

58、本:使PLC在經(jīng)濟上能與繼電器電路抗衡，成為繼電器的替代品。5.高功能 如（完成位置控制、溫度控制、中斷控制、PID調(diào)節(jié)、遠程通訊、音響輸出等）。最后PLC的普與是機電一體化的必然趨勢，也就是說實現(xiàn)機電一體化也是PLC發(fā)展的一個重要方向。結(jié)果和討論4.1PLC控制材料分揀裝置的硬件設計分析被控對象并提出要求（1）被控對象就是受控的機械、電氣設備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。（2）控制要求主要指控制的基本方式、應完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等。對較復雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務分成幾個獨立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。2.確定輸入輸出設備根據(jù)被控對象對PLC控制系統(tǒng)的功能要求

59、，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設備。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關、行程開關、傳感器等，常用的輸出設備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。選擇合適的PLC類型 序號I/O地址實物控制1Q0.0傳送帶電動機2Q0.1汽缸13Q0.2汽缸24Q0.3汽缸35Q0.4汽缸46Q0.5下料電動機7I0.0啟動開關8I0.1電容傳感器9I0.2電感傳感器10I0.3黃色傳感器11I0.4其他傳感器12I0.5光電傳感器13M0.0中間繼電器14M0.1中間繼電器15M0.2中間繼電器表4-1 I/O口與實物分配示意圖根據(jù)已確定的用戶I/O設備，統(tǒng)計所需的輸入信號和輸出信號的點數(shù)，選擇合適的PLC類型，包

60、括機型、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。在滿足功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠，維護使用方便與最佳的性能價格比，選擇有西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列的PLC類型。該系列機的最大I/O點數(shù)為120點，指令的平均執(zhí)行時間為12us/步，用戶程序存儲容量為1000步。它有一個6位BCD碼高速計數(shù)器，最高計數(shù)頻率為2KHZ。4.分配I/O點分配PLC的輸入輸出點，編制出輸入/輸出分配表或者畫出輸入/輸出端子的接線圖。接著九可以進行PLC程序設計，同時可進行控制柜或操作臺的設計和現(xiàn)場施工。開關量I/O。標準的I/O接口用于傳感器和開關與控制設備進行數(shù)據(jù)傳送，典型的交流I/O信號為24