江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)基于plc的智能分揀裝置

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　在眾多控制器當(dāng)中，PLC（可編程控制器）控制是目前國(guó)內(nèi)外自動(dòng)控制工業(yè)產(chǎn)業(yè)中控制應(yīng)用非常廣泛，而且它歷經(jīng)幾十年的發(fā)展技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。因?yàn)槠淇刂频牟僮饕笈c環(huán)境要求的簡(jiǎn)單，因此，在當(dāng)前的工商業(yè)應(yīng)用中不論應(yīng)用范圍還是技術(shù)的發(fā)展程度與其他如單片機(jī)控制都要更加有優(yōu)勢(shì)。PLC之所以逐漸取代單片機(jī)成為大多數(shù)工業(yè)控制器的首要選擇，是因?yàn)镻LC

2、把繼電器控制、PC機(jī)（包含現(xiàn)場(chǎng)總線）和通信技術(shù)融合為一體。目前，PLC發(fā)展迅速，許多部門正在積極的研究并推廣，在社會(huì)工礦企業(yè)等諸多項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛，我國(guó)雖然由于歷史且工業(yè)起步交晚等原因在可編程控制器方面起步較晚，但在近幾年來，沿海等發(fā)達(dá)城市和各產(chǎn)業(yè)部門不斷引進(jìn)生產(chǎn)線及設(shè)備技術(shù)，并借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，積極消化吸收且不斷深化研究，使得PLC技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展空前迅猛。同時(shí)隨著近現(xiàn)代各種工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷完善和崛起，PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，也因?yàn)楦鞲咝：?/p>

3、職業(yè)院校適應(yīng)社會(huì)需求，越來越偏向于對(duì)于實(shí)際應(yīng)用的人才培養(yǎng)，更加注重專業(yè)性、實(shí)用性、技術(shù)性。通過基于PLC的不斷研究與和越來越多的設(shè)計(jì)應(yīng)用，能夠?qū)ε囵B(yǎng)應(yīng)用型人才產(chǎn)生一定的推動(dòng)作用。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用PLC、變頻器及傳感器控制，本系統(tǒng)發(fā)揮了PLC強(qiáng)大的編程控制能力，對(duì)傳感器、氣動(dòng)、變頻技術(shù)進(jìn)行整合，借助相應(yīng)的繼電器，實(shí)現(xiàn)了借助在自動(dòng)傳輸帶上的自動(dòng)分揀目的。利用變頻器控制傳輸速度，相應(yīng)的外部材料的不同而借

4、助傳感器傳輸，PLC推動(dòng)氣動(dòng)是機(jī)械推動(dòng)動(dòng)作進(jìn)行分揀，并歸納到不同產(chǎn)品槽內(nèi)，借助外力堆放不同倉(cāng)庫(kù)。在對(duì)假想實(shí)現(xiàn)廠房的實(shí)際考察之后，根據(jù)其現(xiàn)實(shí)環(huán)境極其布置的電力系統(tǒng)，并對(duì)PLC控制系統(tǒng)具體分析后提出具體電氣控制方案，氣動(dòng)布局，極其現(xiàn)實(shí)規(guī)劃。結(jié)合梯形圖展示該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。</p><p>　　關(guān)鍵字：控制器 傳感器 變頻器 氣動(dòng) </p><p><b>　　ABSTRACT<

5、/b></p><p>　　PLC will relay control technology, computer technology and communication technology integration as one, to become the first choice for industrial control design. Now, with the rapid developme

6、nt of PLC, many departments are actively research and promotion, widely used in social industrial and mining enterprises, and many other projects, our country although due to the history and industry started late deliver

7、y and other reasons in programmable logic controller (PLC) started late, but in recent ye</p><p>　　Key words: controller sensor transducer pneumatic</p><p><b>　　目錄</b></p><

8、;p><b>　　摘要- 1 -</b></p><p>　　ABSTRACT- 1 -</p><p><b>　　目錄- 2 -</b></p><p><b>　　緒論- 5 -</b></p><p>　　第1章 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計(jì)- 7 -&l

9、t;/p><p>　　1.1 分揀裝置過程工作概述- 7 -</p><p>　　1.2 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)- 8 -</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)控制方式- 9 -</p><p>　　1.3.1 功能要求- 9 -</p><p>　　1.3.2 系統(tǒng)的控制要求- 9 -</p><p&g

10、t;　　1.3.3 系統(tǒng)的運(yùn)行方式- 9 -</p><p>　　第2章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)- 11 -</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)- 11 -</p><p>　　2.2 檢測(cè)元件與執(zhí)行裝置的選擇- 12 -</p><p>　　2.2.1 旋轉(zhuǎn)編碼器- 12 -</p><p>　　2.2

11、.2 顏色傳感器- 13 -</p><p>　　2.2.3 光電傳感器- 15 -</p><p>　　2.2.4 變頻器- 16 -</p><p>　　2.2.5 步進(jìn)電機(jī)- 16 -</p><p>　　2.2.6 氣動(dòng)控制裝置- 17 -</p><p>　　2.2.7 單電控電磁換向閥、電磁閥組

12、- 17 -</p><p>　　2.3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)- 18 -</p><p>　　2.3.1 確定I/ O 點(diǎn)數(shù)- 18 -</p><p>　　2.2.2 PLC的選擇- 18 -</p><p>　　2.3.3 PLC的輸入輸出端子分配- 20 -</p><p>　　2.3.4 PLC輸入輸

13、出接線端子圖- 20 -</p><p>　　第3章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)- 22 -</p><p>　　3.1 控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)- 22 -</p><p>　　3.2 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)- 24 -</p><p>　　第4章 控制系統(tǒng)的調(diào)試- 29 -</p><p>　　4.1 硬件調(diào)試- 29 -

14、</p><p>　　4.2 軟件調(diào)試- 29 -</p><p>　　4.3 聯(lián)機(jī)調(diào)試- 29 -</p><p>　　4.4 性能測(cè)試- 30 -</p><p>　　4.5 現(xiàn)場(chǎng)問題- 30 -</p><p>　　4.6 小結(jié)- 30 -</p><p><b>　　

15、總結(jié)- 32 -</b></p><p><b>　　展望- 33 -</b></p><p><b>　　致謝- 35 -</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)- 36 -</p><p><b>　　緒論</b></p><p>

16、　　自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)始自二戰(zhàn)之后，初步被運(yùn)用于西方發(fā)達(dá)國(guó)家的商品生產(chǎn)與物流中心，成為其必需品之一。其能連續(xù)大批量的分件貨物、差錯(cuò)率低、基本無人化等的優(yōu)勢(shì)使得在與人工分揀方面的比較中十分先進(jìn)。但對(duì)于智能分揀系統(tǒng)的可靠性、優(yōu)越性以及應(yīng)用領(lǐng)域的適用性也是十分重要的參考標(biāo)準(zhǔn)，即便是在發(fā)達(dá)國(guó)家，其諸多物流中心的生產(chǎn)中心依然采用人工分揀的現(xiàn)象也依然普遍。對(duì)于我國(guó)等發(fā)展中國(guó)家來說，大型商品生產(chǎn)企業(yè)以及大型物流分撥也有諸多智能分揀系統(tǒng)的應(yīng)用，但通多多方

17、的考察，一般物流等企業(yè)也依然采用人工分揀。其智能分揀系統(tǒng)無法大規(guī)模應(yīng)用的原因有許多，其中設(shè)備昂貴，更新速度跟不上現(xiàn)代生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展速度，對(duì)于環(huán)境限制和商品外包裝的限制也比較高等原因使得自動(dòng)分揀系統(tǒng)的推廣應(yīng)用及其研究水平難以飛速發(fā)展。特別是對(duì)于智能分揀系統(tǒng)的研究處在一個(gè)相對(duì)于獨(dú)立的局面，而想要促進(jìn)智能分揀系統(tǒng)的研究發(fā)展，便要依靠其他相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的協(xié)調(diào)與配合，使其同步發(fā)展。</p><p>　　現(xiàn)代物流的高速發(fā)展

18、，在物流配送中,高科技的自動(dòng)控制應(yīng)用提高了作業(yè)效率和質(zhì)量，降低了錯(cuò)誤率。物流自動(dòng)控制機(jī)械化系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)以及主要管理系統(tǒng)的完美結(jié)合已經(jīng)成為現(xiàn)代物流分揀系統(tǒng)的通用模式。整體的機(jī)械化系統(tǒng)在物流行業(yè)中的應(yīng)用主要是全套物流設(shè)備的高效優(yōu)質(zhì)的組合和配置,分揀信息和控制信息等信息流通的載體是物流信息系統(tǒng),核心的管理組織系統(tǒng)主要對(duì)各種控制設(shè)備、操作人員人員的調(diào)配,所以管理組織系統(tǒng)始控制系統(tǒng)的總體，也是該運(yùn)作模式的總體控制。信息系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制及物流

19、系統(tǒng)中的自動(dòng)機(jī)械化設(shè)備成為現(xiàn)代物流企業(yè)分揀系統(tǒng)的核心。</p><p>　　伴隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生產(chǎn)的高速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的流通趨于網(wǎng)絡(luò)和告訴的流通，種類的繁多并且趨于微商品時(shí)代，大量而繁雜的分類與設(shè)計(jì)僅憑人工的分揀耗時(shí)耗力，且錯(cuò)誤頻繁。大型工業(yè)且不說，人居用品的流通速度逐漸加快，物流行業(yè)的興起便是典范。自動(dòng)分揀系統(tǒng)在物流企業(yè)中的廣泛應(yīng)用提高了物流分揀的作業(yè)效率，操作的簡(jiǎn)單性和隨用性使得自動(dòng)分揀系統(tǒng)大大提高了物流的

20、配送效率。可以說，配備貨物自動(dòng)分揀系統(tǒng)不光為物流企業(yè)節(jié)約了人員資源成本，其維護(hù)的簡(jiǎn)單性和安全可靠性也使企業(yè)大大省掉諸多不必要的額外意外支出，最重要的是適應(yīng)了社會(huì)的高速發(fā)展以滿足人們對(duì)于現(xiàn)代商品貨物流通的速度要求。然而在考察的諸多物流倉(cāng)庫(kù)之中幾乎很少有用到智能分揀系統(tǒng)，仍然在以傳統(tǒng)的人工分揀以維護(hù)市場(chǎng)運(yùn)作。隨著商品生產(chǎn)于流通速度的逐漸加快，傳統(tǒng)的人工分揀注定滿足不了即將到來的智能時(shí)代。目前，我國(guó)除了大型物流中心與一些生產(chǎn)必須廠家配有智能分

21、揀系統(tǒng)，并且充分體現(xiàn)出智能分揀系統(tǒng)速度快、分揀點(diǎn)低、差錯(cuò)率低等等眾多優(yōu)勢(shì)之外，仍有諸多地方物流企業(yè)與中小成產(chǎn)企業(yè)因?yàn)樾б媾c各方面原因而欠缺智能分揀系統(tǒng)的配有。我們此番對(duì)于PLC的智能分揀系統(tǒng)的目的就是應(yīng)對(duì)這一社會(huì)現(xiàn)狀，對(duì)</p><p>　　本文以貨物外包裝顏色的分揀以區(qū)分不同類別貨物運(yùn)送為例，詳細(xì)的分析了在現(xiàn)代物流分揀系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用。在基于PLC系統(tǒng)的信號(hào)采集中一些傳感器的應(yīng)用，通過應(yīng)用比較以確定各種元器件

22、的選用。首先會(huì)整體的規(guī)劃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖，之后會(huì)介紹一些基本的電器元器件，之后是對(duì)主電路圖的設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的整體配合。本次自動(dòng)控制分揀系統(tǒng)應(yīng)用PLC控制需要安裝的分揀裝置需要包括編程控制技術(shù)、氣壓制動(dòng)技術(shù)、傳感器和位置啟停等控制內(nèi)容和技術(shù)，是應(yīng)用在實(shí)際工礦等工業(yè)企業(yè)的一個(gè)具有實(shí)際參照性的對(duì)應(yīng)模型。本設(shè)計(jì)應(yīng)用具有先進(jìn)控制功能的可編程控制器與執(zhí)行設(shè)備氣動(dòng)技術(shù)的結(jié)合以及傳感器和其他自動(dòng)控制科技設(shè)備等，設(shè)計(jì)針對(duì)不同類別貨物包裝顏色不同的區(qū)分分揀

23、。由于該系統(tǒng)的發(fā)展技術(shù)較為成熟，所以靈活性和可操作性較強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，可有諸多同類相似程序可供借鑒，再根據(jù)實(shí)際需要做出稍許改動(dòng)就可投入運(yùn)行?？梢栽谖锪鞣謷到y(tǒng)做出調(diào)整是進(jìn)行相應(yīng)的彈性調(diào)整。本設(shè)計(jì)應(yīng)用主要是根據(jù)PLC控制理論技術(shù)結(jié)合其他機(jī)械設(shè)備理論進(jìn)行系統(tǒng)控制整合達(dá)到其在物流分揀系統(tǒng)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，以及配套的硬件設(shè)計(jì)和軟件應(yīng)用，另外還有調(diào)試系統(tǒng)的步聚及注意事項(xiàng)。</p><p>　　第1章 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計(jì)&

24、lt;/p><p>　　本章總體介紹自動(dòng)分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路與工作方法。包括其程序的先后順序，啟停的控制方法，方案的可行性分析，控制要求等。</p><p>　　我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，貨物流通速度的不斷加快，帶動(dòng)了物流行業(yè)的迅速發(fā)展，隨著電子商務(wù)等由于網(wǎng)絡(luò)化而出現(xiàn)的組多行業(yè)的興起，物流這一聯(lián)通現(xiàn)實(shí)與網(wǎng)絡(luò)的媒介勢(shì)必會(huì)發(fā)展壯大。但是，從目前的發(fā)展來看，物流行業(yè)的市場(chǎng)沒有成熟的制度規(guī)范，人員素質(zhì)和準(zhǔn)

25、入門檻參差不齊；監(jiān)管力度不到位，經(jīng)?？梢钥吹娇爝f的突發(fā)事件于報(bào)端；制度不夠完善，由于成本等原因?qū)е孪聦俚囊痪€工作人員對(duì)于本身職責(zé)不夠明確等等。那么，本次設(shè)計(jì)便是針對(duì)目前物流企業(yè)一線分部對(duì)于不同類別物體沒有分類包裝所造成的不同材質(zhì)材料類別的物體只根據(jù)大小輕重來區(qū)別運(yùn)送車輛，然而諸多易損易碎的物品極不穩(wěn)定，故而導(dǎo)致諸多快件被損壞使企業(yè)和客戶雙雙受損。本次設(shè)計(jì)便是解決這一物流中的現(xiàn)實(shí)問題。需要提及的是，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)于成本較小，但需要物流行業(yè)的

26、制度配合，對(duì)于一線物流從業(yè)制度的更新。即首先對(duì)需要寄送的物品類別進(jìn)行區(qū)分，不同類別的物品采用不同顏色的包裝，這便是一種不加成本的制度更改，而且可行性極高。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，我們主要利用顏色傳感器對(duì)于四種顏色的區(qū)分，所以對(duì)應(yīng)的可將寄存物品相應(yīng)的分為四類，具體標(biāo)準(zhǔn)可由物流行業(yè)統(tǒng)一協(xié)商區(qū)分。</p><p>　　1.1 分揀裝置過程工作概述</p><p

27、>　　我們對(duì)于物流分揀車間的總體要求是：根據(jù)不同類別物體的包裝顏色的不同，通過分揀傳送裝置之后進(jìn)行堆類存放寄送。采用主體由PLC的控制方案，由變頻器控制傳送速度，采用氣壓傳動(dòng)操控分揀任務(wù)。系統(tǒng)整個(gè)設(shè)計(jì)具體要做的工作：根據(jù)要求，選用相關(guān)設(shè)備，分析、驗(yàn)證可行性，設(shè)計(jì)系統(tǒng)模型，并進(jìn)行硬件布局設(shè)計(jì)、電氣控制設(shè)計(jì)及程序編寫，調(diào)試組裝，驗(yàn)證可行性，分析交流運(yùn)行效果。</p><p>　　設(shè)計(jì)順序圖如下圖1-1所示。&l

28、t;/p><p>　　圖1-1 設(shè)計(jì)順序圖</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)將臺(tái)式結(jié)構(gòu)作為系統(tǒng)的主設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，與之相配合的設(shè)備有步進(jìn)電機(jī)、汽缸與電磁閥組合、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣動(dòng)減壓器、濾清器、氣壓顯示等部件，電源內(nèi)置，可與各類氣源相連接。主要利用顏色傳感器區(qū)分不同類別貨物包裝，并且將對(duì)應(yīng)的顏色識(shí)別傳感器安裝在傳送帶上端對(duì)應(yīng)的網(wǎng)板上，并且使其可隨時(shí)調(diào)整位置以保證位置精度的較高程度，從而保證系

29、統(tǒng)的精確性和出錯(cuò)率低的目的。圖1-2，即為為本次物流分揀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)裝置示意圖。</p><p>　　圖 1-2 分揀裝置結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　由圖可知，電源開關(guān)打開對(duì)系統(tǒng)供電以后，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)傳感器和PLC控制器通電進(jìn)入工作狀態(tài)。下料傳感器SN首先掃描傳送帶一個(gè)周期，如果檢測(cè)到傳送帶上沒有貨物，則將信息傳送到PLC控制器，控制電機(jī)停轉(zhuǎn)，下料氣缸5啟動(dòng)運(yùn)行，

30、對(duì)堆積的貨物進(jìn)行按件依次裝往傳送帶。當(dāng)檢測(cè)到傳送帶上有貨物時(shí)，控制綠色傳感器SC1檢測(cè)貨物是否為綠色，若是綠色則傳送帶制動(dòng)幾秒同時(shí)氣缸1動(dòng)作將貨物分揀至料槽1綠色類別貨物堆放槽；若不為綠色則傳動(dòng)帶不停轉(zhuǎn)繼續(xù)運(yùn)行，并且紅色傳感器SC2工作在貨物到達(dá)該位置時(shí)檢測(cè)貨物是否為紅色，若是紅色，電機(jī)停轉(zhuǎn)相同時(shí)間氣缸2動(dòng)作將貨物分揀至綠色類別貨物堆放槽；若不為紅色電機(jī)不停轉(zhuǎn)繼續(xù)運(yùn)行至藍(lán)色傳感器SC3位置處時(shí)，SC3檢測(cè)該貨物是否為藍(lán)色包裝，若是，則電

31、機(jī)停轉(zhuǎn)相同時(shí)間同時(shí)氣缸3動(dòng)作將貨物分揀至綠色類別堆放槽中；若不是則電機(jī)不停轉(zhuǎn)繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)貨物到達(dá)白色傳感器SC4位置處時(shí)，檢測(cè)該貨物包裝是否為白色，即白色傳感器是否有反應(yīng)，若有則控制電機(jī)停轉(zhuǎn)同樣時(shí)間并且控制氣缸4動(dòng)作將貨物分揀至白色類別的堆放槽中。若無反應(yīng)則證明該貨物包裝顏色不符合要求，并且從傳動(dòng)帶末端排出重新返回包裝。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　輸入

32、電壓：AC200～240V（帶保護(hù)地三芯插座）</p><p><b>　　消耗功率：250W</b></p><p>　　環(huán)境溫度范圍：-5～40℃</p><p>　　氣源：大于0.2MPa切小于0.85Mpa</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)控制方式</p><p>　　本設(shè)計(jì)系統(tǒng)需要滿足某

33、些功能要求和控制條件要求。所以，前期工作要根據(jù)實(shí)際要求來確定設(shè)計(jì)方案，分析控制對(duì)象應(yīng)該進(jìn)行哪些具體要求。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要針對(duì)物流企業(yè)，若想在物流行業(yè)中實(shí)現(xiàn)大規(guī)模運(yùn)行，需要物流企業(yè)根據(jù)配送貨物前進(jìn)行分類包裝以適應(yīng)本次分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。這也需要物流企業(yè)做出對(duì)應(yīng)的規(guī)范制度的調(diào)整，但所需費(fèi)用及其他成本較為低廉，可行度十分高。</p><p>　　1.3.1 功能要求</p><p>　　材料分揀

34、裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)基本功能如下 </p><p><b>　　分揀出綠色包裝</b></p><p><b>　　分揀出紅色包裝</b></p><p><b>　　分揀出藍(lán)色包裝</b></p><p><b>　　分揀出白色包裝</b></p>

35、<p>　　分揀出某些未采用標(biāo)準(zhǔn)顏色包裝貨物</p><p>　　1.3.2 系統(tǒng)的控制要求</p><p>　　本設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要利用四組顏色傳感器對(duì)貨物的外包裝的顏色分類進(jìn)行檢測(cè)。將需要被分類貨物包裝后經(jīng)過下料氣缸5推送到傳送帶上后，依次接受綠、紅、藍(lán)、白四組顏色傳感器檢測(cè)。如果被某個(gè)顏色傳感器測(cè)中，通過相對(duì)應(yīng)的氣動(dòng)裝置將其推入對(duì)應(yīng)的貨物分類堆放槽中；否則，繼續(xù)前行。其控制要求有

36、如下9個(gè)方面：</p><p>　　系統(tǒng)送電后，光電編碼器便可發(fā)生所需的脈沖 </p><p>　　有物料時(shí)，下料汽缸5作，將物料送出</p><p>　　當(dāng)綠色檢測(cè)傳感器檢測(cè)到綠色包裝貨物時(shí)，推汽缸1 動(dòng)作</p><p>　　當(dāng)紅色檢測(cè)傳感器檢測(cè)到紅色包裝貨物時(shí)，推汽缸2 動(dòng)作</p><p>　　當(dāng)藍(lán)色檢測(cè)傳感器

37、檢測(cè)到藍(lán)色包裝貨物時(shí)，推汽缸3 動(dòng)作</p><p>　　當(dāng)白色檢測(cè)傳感器檢測(cè)到白色包裝貨物時(shí)，推汽缸4 動(dòng)作</p><p>　　汽缸運(yùn)行應(yīng)有動(dòng)作限位保護(hù)</p><p>　　下料槽內(nèi)無下料時(shí)，延時(shí)后自動(dòng)停機(jī)</p><p>　　1.3.3 系統(tǒng)的運(yùn)行方式</p><p>　　本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用人工和機(jī)械相結(jié)合的自動(dòng)化程

38、度較高的半自動(dòng)控制方式（近似于全自動(dòng)）。系統(tǒng)的開啟與停止需要人工合上或斷開系統(tǒng)控制電源開關(guān)。當(dāng)工作人員合上控制刀閘后，系統(tǒng)開始運(yùn)行，進(jìn)入自動(dòng)檢測(cè)模式，在有貨物堆放到氣缸5所控制的待檢測(cè)堆放槽中時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)信號(hào)指示自己動(dòng)作進(jìn)入工作狀態(tài)；當(dāng)待檢測(cè)堆放槽中沒有貨物時(shí)，該系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)進(jìn)入待檢測(cè)模式，等待人工將貨物堆放到待檢測(cè)堆放槽中后再次進(jìn)入工作模式。當(dāng)貨物分揀完畢后，需要停止系統(tǒng)工作時(shí)，需要人工關(guān)斷系統(tǒng)控制開關(guān)，使系統(tǒng)進(jìn)入待測(cè)狀態(tài)，若

39、需要再次啟動(dòng)則再次按下系統(tǒng)控制運(yùn)行按鈕；若不需要運(yùn)行則人工斷開總控制刀閘，系統(tǒng)斷電。本系統(tǒng)主要由可編程控制器控制系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，而傳感器通過信號(hào)傳遞向PLC控制器傳送狀態(tài)信息，控制器通過事先編好的程序控制執(zhí)行裝置執(zhí)行相應(yīng)指令并做出相應(yīng)動(dòng)作。</p><p>　　圖1-3為系統(tǒng)的主電路圖。在圖1-3中，異步電機(jī)M1為傳送帶提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，一帶動(dòng)待檢測(cè)貨物變換檢測(cè)位置，空氣壓縮機(jī)M2為氣動(dòng)執(zhí)行裝置提供分揀動(dòng)力。因?yàn)?/p>

40、該系統(tǒng)主電路執(zhí)行需要穩(wěn)定的高電壓供電，為了安全起見，對(duì)電路系統(tǒng)安裝熔斷器FU1，以對(duì)電路的短路事故起保護(hù)作用。異步電機(jī)M1的轉(zhuǎn)速及運(yùn)行當(dāng)中的停轉(zhuǎn)由接觸器KM1控制。當(dāng)KM1收到PLC為1的高電平信號(hào)時(shí)，接觸器KM1自動(dòng)閉合，異步電機(jī)M1自動(dòng)投入運(yùn)行。熱繼電器FR1、FR2也是對(duì)主電路及控制系統(tǒng)起到一個(gè)很好的保護(hù)作用，防止電機(jī)過載損壞電路。當(dāng)有較大或質(zhì)量過大的貨物投放到傳送帶當(dāng)中，致使電機(jī)過載或者氣缸過載的狀況時(shí)，繼電器動(dòng)作自動(dòng)是系統(tǒng)斷電

41、。為了避免這種事故的發(fā)生，也可以在線下設(shè)計(jì)一個(gè)稱重系統(tǒng)或人工稱重裝置，將超標(biāo)貨物進(jìn)行人工分類或使用其他人力操控輔助機(jī)械進(jìn)行相應(yīng)分類。</p><p>　　圖1-3 系統(tǒng)主電路圖</p><p>　　第2章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　該自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，主體介紹主要硬件設(shè)備諸如PLC控制器、氣動(dòng)設(shè)備以及執(zhí)行元件和輔助機(jī)械等，主要傳動(dòng)方式為氣壓傳

42、動(dòng)、主要檢測(cè)器件為傳感器、以及機(jī)械手工作方式等。根據(jù)對(duì)實(shí)際情況的分析和規(guī)劃，包括對(duì)應(yīng)用的物流企業(yè)的規(guī)模和適應(yīng)的環(huán)境范圍等客觀條件的分析，確定硬件（包括PLC型號(hào)、執(zhí)行元件的機(jī)械種類以及傳感器的各種型號(hào)）做出選擇，并了解各硬件的主要基礎(chǔ)知識(shí)和工作用途，確定之后進(jìn)行I/O點(diǎn)分配以確定PLC的引腳接線。</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　如圖2-1為該自動(dòng)分揀系統(tǒng)的

43、硬件結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　圖 2-1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　根據(jù)以上繪制的物流貨物自動(dòng)分揀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，可以簡(jiǎn)單的繪制出圖2-2類似的結(jié)構(gòu)想象圖。按下啟動(dòng)按鈕后，控制異步電機(jī)M1運(yùn)行轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，表示可以進(jìn)物料。貨物經(jīng)傳感器對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，檢測(cè)其分別為綠、紅、藍(lán)、白，之后由相對(duì)應(yīng)的氣缸動(dòng)作將貨物準(zhǔn)確的分揀至相對(duì)應(yīng)的分類堆放槽當(dāng)中，如果沒有傳感器檢測(cè)出的貨物則

44、自動(dòng)從傳送帶末端排出進(jìn)行外包裝人工檢測(cè)，必要時(shí)進(jìn)行再包裝，完成后再次檢測(cè)。 </p><p>　　圖 2-2 結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　2.2 檢測(cè)元件與執(zhí)行裝置的選擇</p><p>　　對(duì)于主要裝置類型的選擇，主要是對(duì)PLC控制器的型號(hào)，旋轉(zhuǎn)編碼器的基本知識(shí)、用途、選型，顏色傳感器的選擇和調(diào)試，以及步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)等硬件設(shè)備的選擇。</p>&

45、lt;p>　　2.2.1 旋轉(zhuǎn)編碼器</p><p>　　本小節(jié)主要簡(jiǎn)單介紹旋轉(zhuǎn)編碼器的基本知識(shí)和工作原理。旋轉(zhuǎn)編碼器需要與步進(jìn)電機(jī)連接到一起而工作并產(chǎn)生作用，而本次分揀系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)編碼器的主要作用是充當(dāng)分揀系統(tǒng)控制的計(jì)數(shù)器，并且可以提供控制電機(jī)啟停的輸入脈沖。而脈沖輸入又可以轉(zhuǎn)化為位移量從而控制傳送帶上待檢測(cè)貨物的位置。當(dāng)待檢測(cè)貨物傳送到相應(yīng)傳感器的位置時(shí)，可以向PLC發(fā)送脈沖使PLC控制器發(fā)出正確的指令

46、而控制運(yùn)行，附加作用也可以適量的控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行速度。</p><p>　　本設(shè)計(jì)系統(tǒng)多方考慮選用增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，該編碼器的器件內(nèi)部裝設(shè)有兩個(gè)光敏接受管，該光電碼盤的角度碼盤的相位的角度的改變，可以在編碼器角度碼盤上得到相對(duì)應(yīng)的相位角度的偏移（增加或減少相位）。</p><p>　　增量型編碼器簡(jiǎn)單的工作原理：該類型編碼器存有一個(gè)帶有中心軸的光電碼盤，該光電碼盤上刻有環(huán)形線，能夠進(jìn)行光電

47、發(fā)射和讀取，形成 A、B、C、D四組正弦波信號(hào)，在一個(gè)波的周期為360度的周期波中每個(gè)正弦波的相位差為90度，如果為了得到穩(wěn)定的信號(hào)，可以將C、D正弦波反向，將它們疊加在A、B兩相上；那么零參考相位可利用每個(gè)旋轉(zhuǎn)周期輸出的一個(gè)Z相脈沖代表。通過比較A相在前還是B相在前（利用A、B相位在一個(gè)選裝周期內(nèi)為90度。），以此來具體判斷該編碼器的對(duì)應(yīng)的零位參考位以及正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。</p><p>　　圖2-3就是增量式編碼器

48、輸出的脈沖波和工作相位原理圖。注意逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖輸出波為圖中從左向右的波形，而順時(shí)針對(duì)應(yīng)從右到左。</p><p>　　圖2-3 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖典型波型</p><p>　　當(dāng)該編碼器為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，有相位超前相位。當(dāng)該編碼器旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)，則相位對(duì)應(yīng)相反，對(duì)應(yīng)的編碼器輸出的電平脈沖直接由其相位的旋轉(zhuǎn)位置決定。如果編碼器在旋轉(zhuǎn)一周之后所確定的輸出脈沖數(shù)相同，那么精度也較

49、高，因?yàn)榫幋a器的精度也是由脈沖數(shù)而決定的。根據(jù)對(duì)編碼器基本知識(shí)及其工作原理的認(rèn)識(shí)，我們可以從中讀取出相應(yīng)的脈沖數(shù)，那么根據(jù)脈沖數(shù)的多少也可以計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的位移量，只要有一個(gè)參考位置那么便可以計(jì)算出某一個(gè)絕對(duì)位置。 </p><p>　　根據(jù)實(shí)際需要和系統(tǒng)功能分析，該設(shè)計(jì)選用E6A2CW5C 旋轉(zhuǎn)編碼器，該編碼器電源電壓為DC12-24V，A、B兩項(xiàng)輸出，分辨率為100P/R（脈沖/轉(zhuǎn)）,原理如圖2-4所示。<

50、;/p><p>　　圖2-4 旋轉(zhuǎn)編碼器原理示意圖</p><p>　　2.2.2 顏色傳感器</p><p>　　根據(jù)物理學(xué)原理，人眼之所以能夠看得到物體表面的顏色，從根本上講是因?yàn)樵撐矬w的表面反射了當(dāng)白光照射在物體上面吸收了白光（由各種有色光合成）中不是他本身顏色的一部分有色光之后白光中剩余的有色光的反映。根據(jù)光學(xué)原理我們知道白光是由各種不同顏色 (如紅、黃、綠、

51、青、藍(lán)、紫)的色光根據(jù)一定比例混合而成。對(duì)于色光的三原色原理，我們可知由三原色光(紅、綠、藍(lán))經(jīng)過混合可以生成其他不同顏色的色光。那么我們就可以通過探究了解并且知道不同顏色當(dāng)中三原色的每種顏色所占有的比例，通過這個(gè)比例也就可以推算出所能檢測(cè)的具體的顏色。顏色傳感器TCS230在自動(dòng)控制系統(tǒng)中是最常用的顏色傳感器，它具有分辨率高、調(diào)試簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。根據(jù)對(duì)于顏色傳感器原理的認(rèn)識(shí)，選用TCS230，通過調(diào)試三原色的比例，我們可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)設(shè)置

52、它只允許某種特定的色光通過，而其他色光被阻止。舉個(gè)例子：當(dāng)我們需要分揀紅色包裝貨物時(shí)，我們可以設(shè)置紅色濾波器，那么久只可以通過紅色貨物包裝上吸收的紅色光，而其他藍(lán)色和綠色則相應(yīng)的被阻止，這個(gè)原理也使我們可以準(zhǔn)確得到紅色光的光強(qiáng)。那么同理，若我們需要選擇其他顏色濾波傳感器時(shí)，也可以得到其他顏色的光強(qiáng)。我們可</p><p>　　如圖2-5是TCS230顏色傳感器的引腳圖。</p><p>　

53、　圖 2-5 TCS230顏色傳感器</p><p>　　RGB 顏色傳感器介紹：</p><p>　　TAOS作為美國(guó)的生產(chǎn)可編程轉(zhuǎn)換器、傳感器的公司，設(shè)計(jì)出TCS230這一款可識(shí)別彩色光的顏色傳感器。通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的了解，可以知道該傳感器顏色的選擇與輸出信號(hào)可以由編程定值設(shè)定，同時(shí)具有分辨率高的特點(diǎn)，電源可有單電源供電。對(duì)該傳感器輸入一個(gè)光信號(hào)，內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出為數(shù)字量。其內(nèi)置的硅

54、光二極管定制在一個(gè)CMOS電路上，同時(shí)該電路上設(shè)置電流頻率轉(zhuǎn)換器。帶有數(shù)字兼容接口的顏色（RGB）濾波器集成在一個(gè)芯片中。該傳感器與CPU或其他邏輯電路直接相連，其數(shù)字量輸出決定了其可以驅(qū)動(dòng)的輸入為TTL或COMS邏輯輸入。該傳感器的內(nèi)置電路比較簡(jiǎn)單，其輸出不需要再設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器，因?yàn)槠滢D(zhuǎn)換精度較高，直接能夠?qū)崿F(xiàn)10位以上的單彩色通道的精度。該傳感器的單芯片上設(shè)置有64個(gè)光電二極管集成，擁有8個(gè)引腳封裝。根據(jù)光電二極管的分類標(biāo)準(zhǔn)，這6

55、4個(gè)光電二極管可以分為四類。其中紅綠藍(lán)三色控制濾波器各被16個(gè)光電二極管帶有，另外16個(gè)光電二極管不帶有任何濾波器，所以任何色光都可以透過該類濾波器。為了使眼色識(shí)別更加準(zhǔn)確，并且使入射光輻射的均勻性較強(qiáng)一點(diǎn)，所以采用交叉排列的方式來分部這些光電二極管。與其相對(duì)應(yīng)的是，用于控</p><p>　　當(dāng)該傳感器上有入射光投射時(shí)，為了輸出占空比為50%的不同頻率的方波，可以設(shè)置引腳S2、S3在控制相對(duì)應(yīng)顏色濾波器的光電二

56、極管的控制下根據(jù)比例選擇控制不同顏色的濾波器并且經(jīng)電流到頻率轉(zhuǎn)換器后可以達(dá)成該目的；前面我們講過該傳感器具有定標(biāo)的功能，所以我們還可以根據(jù)實(shí)際情況下需要顏色的比例因子而設(shè)置輸出定標(biāo)控制引腳S0、S1選擇，通過如此頻率范圍的調(diào)整也可以達(dá)到上述目的 </p><p>　　根據(jù)對(duì)該傳感器的分析理解，同時(shí)參考該傳感器的外部引腳圖，可以系統(tǒng)介紹各個(gè)引腳的作用。S0、S1可以設(shè)置選擇輸出何種比例因子或電源關(guān)斷的模式；而何種顏

57、色濾波器的類型由S2、S3兩個(gè)引腳選擇。OE引腳可以在幾個(gè)芯片公用CPU引腳時(shí)作為片選信號(hào)，但它的主要功能是控制輸出的狀態(tài)；用于輸出頻率的引腳是OUT，而GND是芯片的接地引腳，芯片的電壓由電壓引腳VCC控制接入。根據(jù)分析可以簡(jiǎn)單的繪制出下面表1的控制濾波器和輸出比例因子模式的引腳組合。</p><p>　　表1 S0、S1及S2、S3 的組合選項(xiàng)</p><p>　　我們列舉了如下的T

58、CS230顏色傳感器的特點(diǎn)： </p><p>　　能夠完成高分辨率的光照度或者對(duì)頻率的轉(zhuǎn)換； </p><p>　　可以通過系統(tǒng)編程進(jìn)行色彩和滿度的輸出調(diào)整； </p><p>　　此顏色傳感器也可以直接連接到微處理器，并與之進(jìn)行信息交換； </p><p>　　單電源工作，工作電壓范圍：2.7V~5

59、.5V； </p><p>　　具備掉電恢復(fù)功能； </p><p>　　50kHz時(shí)非線性誤差的典型值為0.2%。</p><p>　　2.2.3 光電傳感器</p><p>　　為了配合顏色傳感器的工作，達(dá)到檢測(cè)物體有無的目的，檢測(cè)照射顏色傳感器的光強(qiáng)的變化，選用一種小型電子設(shè)備光電傳感器來發(fā)揮作用。光電傳感器事一鐘發(fā)

60、射器帶有一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭的小的金屬圓柱形設(shè)備。如果把光聚焦射向光電傳感器的接收器，則該接收器可以在真空管放大器上通過電纜接入這套設(shè)備裝置。那么該光電傳感器的發(fā)射光源是在金屬圓筒內(nèi)的一個(gè)小的白熾燈。而光電傳感器的雛形就是這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器。本本次分揀系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)選用的光電傳感器是小型放大器內(nèi)藏在其中的FPG系列。該光電傳感器的原理圖如圖2-6所示，其中的負(fù)載可以接到PLC上。</p><p>　　圖2-6

61、FPG光電傳感器原理圖</p><p>　　下面是對(duì)光電傳感器的具體介紹：</p><p>　　可以把可見光輸入轉(zhuǎn)換成電流信息的傳感器叫做光電傳感器。具體體現(xiàn)在其以光電元件作為檢測(cè)元件發(fā)揮作用。第一目的是將被測(cè)量的信息轉(zhuǎn)化為信號(hào)，并由光電元件將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)?？偨Y(jié)的來說光電傳感器就是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)的由光源、光學(xué)通路、光電元件組成的光敏器件。根據(jù)其基本組成結(jié)構(gòu)和形式可知它可用

62、于檢測(cè)各種直接或間接引起光強(qiáng)光電變化的非電量量值，應(yīng)用靈活廣泛。光電傳感器的應(yīng)用廣泛，種類眾多，而且光電檢測(cè)具有可測(cè)參數(shù)多、精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)。隨著社會(huì)需求的范圍及速度越來越大，也伴隨著各種先進(jìn)技術(shù)和材料以及方式的先進(jìn)轉(zhuǎn)變，光電傳感器簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)卻有靈活多樣的形式，輕巧的體積卻有泛大的用途，光電傳感器已經(jīng)成為大小自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)必不可少的設(shè)備。它在一些高端科技比如計(jì)算機(jī)、國(guó)防等方面有著重要的作用并且產(chǎn)生了廣泛的影響。 &

63、lt;/p><p><b>　　2.2.4 變頻器</b></p><p>　　由于本裝置需要控制傳送帶的傳送速度，也就是要控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，故而要用到變頻器。變頻器能夠?qū)⒐潭ǖ墓ゎl電源利用半導(dǎo)體鏈接成的一定的轉(zhuǎn)換電路改變?cè)蓄l率轉(zhuǎn)換成為一個(gè)所需要的適應(yīng)所用電機(jī)的頻率以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。它是一種由整流電路、直流環(huán)節(jié)調(diào)整、逆變控制等部分組成，可以按照所需要頻率進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整的電

64、氣元器件。在現(xiàn)代控制產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用范圍最廣的模式是交直交模式。</p><p>　　為了滿足電機(jī)變頻調(diào)速的需要，變頻器可以把恒壓工頻交流電通過內(nèi)部電路轉(zhuǎn)化為變頻變壓交流電。根據(jù)需要本次分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要選用FR—E700系列變頻器中的FR—E740—0．75K—CHT型變頻器，為了適應(yīng)本控制系統(tǒng)的電機(jī)容量，此變頻器采用三相400V電壓作為額定電壓。如圖2-7是由主電路和控制電路組成的電路結(jié)構(gòu)圖。</p>

65、<p>　　圖 2-7 變頻器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　為了適應(yīng)分揀系統(tǒng)的實(shí)際需求，可將光電傳感器安裝在在分揀機(jī)構(gòu)的入料口處，這樣可以在傳感器檢測(cè)到物料時(shí)，發(fā)給PLC信號(hào)，再由PLC控制變頻器啟動(dòng)，變頻器啟動(dòng)運(yùn)行后以30Hz的實(shí)際頻率運(yùn)行工作，同時(shí)可以控制交流電機(jī)以所需要的工作轉(zhuǎn)速運(yùn)行，從而帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)整貨物位置。</p><p>　　具體變頻器使用方法參看該型號(hào)變

66、頻器使用說明書，其內(nèi)部參數(shù)設(shè)定根據(jù)實(shí)際控制要求設(shè)定。</p><p>　　2.2.5 步進(jìn)電機(jī)</p><p>　　本次分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用三相異步電動(dòng)機(jī)作為傳送帶主動(dòng)力輸送設(shè)備。異步電機(jī)是一種開環(huán)控制器件，它可以在一定條件下將電流脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移或者線位移顯示的元器件。在電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)可以決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速和啟停的位置，從而保證了貨物能夠準(zhǔn)確的停止在對(duì)應(yīng)執(zhí)行元

67、件動(dòng)作范圍。由于步距角和脈沖信號(hào)之間的線性關(guān)系，以及該電機(jī)誤差的產(chǎn)生只有周期性而無累計(jì)的特點(diǎn)，可以控制電機(jī)在速度和位置量的控制關(guān)系上產(chǎn)生了簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確高效的特性。從目前社會(huì)發(fā)展的角度來看，步進(jìn)電機(jī)雖然已經(jīng)發(fā)展成為一種廣泛應(yīng)用的電器設(shè)備，但是值得注意的一點(diǎn)是其不能和普通直流電機(jī)或者交流電機(jī)一樣在任何常規(guī)電路中都可以使用，要特別注意它必須是雙環(huán)脈沖控制下才能正常使用，還要注意為其配置功率驅(qū)動(dòng)電路等其他系統(tǒng)共同控制使用。</p>

68、<p>　　帶動(dòng)傳送帶上的待檢測(cè)貨物主要是由步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)而完成的，前面說到步進(jìn)電機(jī)可以與旋轉(zhuǎn)編碼器鏈接，它作為一種執(zhí)行設(shè)備，通過旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖控制轉(zhuǎn)化為控制角位移量達(dá)到控制貨物移動(dòng)定位的目的。那么類似于旋轉(zhuǎn)編碼器，利用變頻器可以編程來控制電機(jī)頻率旋轉(zhuǎn)速度，達(dá)到調(diào)整電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的目的。根據(jù)對(duì)各類型電機(jī)型號(hào)的對(duì)比，也充分考慮到該自動(dòng)分揀系統(tǒng)具體運(yùn)作的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，選用42BYGH101型步進(jìn)電機(jī)作為本次分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)

69、驗(yàn)電機(jī)。</p><p>　　2.2.6 氣動(dòng)控制裝置</p><p>　　對(duì)于液壓系統(tǒng)，氣動(dòng)系統(tǒng)與之不同的是它沒有像液壓系統(tǒng)一樣的液壓泵作為液壓源。對(duì)于氣動(dòng)系統(tǒng)，它的動(dòng)力提供主要由空氣壓縮機(jī)來完成提供，空氣壓縮機(jī)的主要作用是把一個(gè)封閉系統(tǒng)的空氣進(jìn)行壓縮擠壓，致使內(nèi)部氣壓升高，將這個(gè)壓強(qiáng)較高的氣壓導(dǎo)入儲(chǔ)氣罐中，然后由導(dǎo)管輸送到啟動(dòng)執(zhí)行裝置中，利用氣壓所釋放的能量推動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行裝置動(dòng)作。而啟動(dòng)

70、裝置中導(dǎo)入氣壓的回路中有一種叫做順序閥的安全閥，它與單向閥共同組成單向順序閥，其發(fā)生作用是要由氣動(dòng)回路中壓力的變化的不同引起執(zhí)行單元?jiǎng)幼鞯牟煌?，控制?zhí)行單元的順序動(dòng)作，這就是順序閥的作用。因?yàn)樯叩臍鈮河泻艽蟮臎_擊力且溫度較高，具有較大的危險(xiǎn)性，為了保證氣動(dòng)裝置和人員的安全性，所有的氣動(dòng)裝置都會(huì)設(shè)置安全閥。安全閥的主要作用是在氣壓壓力超過一定的安全值時(shí)，安全閥會(huì)自動(dòng)打開釋放氣壓，以保證氣壓保持在安全值以下從而發(fā)揮安全作用。</p&

71、gt;<p>　　2.2.7 單電控電磁換向閥、電磁閥組</p><p>　　一般情況下，電磁換向閥應(yīng)用在方向控制過程中，也就是方向控制閥，該設(shè)備的原理就是應(yīng)用電磁學(xué)原理進(jìn)行電磁控制。根據(jù)換向閥的原理，本系統(tǒng)選用能夠改變氣體流動(dòng)方向或者通斷的氣流電磁控制閥加以應(yīng)用。</p><p>　　為了使氣動(dòng)裝置更好的發(fā)揮作用，達(dá)到準(zhǔn)確的控制氣動(dòng)裝置動(dòng)作方向的目的，采用電磁換向閥裝置。電

72、磁換向閥的基本原理就是電磁學(xué)中的原理，電磁學(xué)原理解釋，鐵芯外部線圈通電會(huì)使鐵芯相互之間通磁產(chǎn)生磁力。電磁換向閥內(nèi)部設(shè)置一個(gè)靜鐵芯和一個(gè)動(dòng)鐵芯，兩者之間的磁力作用下的相互吸引力可以達(dá)到改變氣壓流動(dòng)方向的作用，從而達(dá)到控制氣動(dòng)裝置動(dòng)作方向。圖2-8所示是一個(gè)單電控二位三通電磁換向閥的工作原理示意。</p><p>　　圖 2-8 單電控電磁換向閥的工作原理圖</p><p>　　上圖中的兩個(gè)同

73、類電磁閥可以將它們同安裝在一塊匯流板上，類似于集成大電器。而匯流板也有兩個(gè)排氣口，在排氣口的末端還安裝有可以降低氣動(dòng)氣壓工作時(shí)氣壓噪聲的消聲器。這種多個(gè)器件組合而成的就是閥組，而閥組中每個(gè)閥都是獨(dú)立運(yùn)作的，互不影響。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　對(duì)于本次自動(dòng)分揀裝置設(shè)計(jì)中的某些基本關(guān)鍵技術(shù)需要特別注意，關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)作的安全、正確、精確性。對(duì)于PLC的I/O

74、點(diǎn)數(shù)需要進(jìn)行正確的根據(jù)每個(gè)引腳做好仔細(xì)準(zhǔn)確的分配，根據(jù)實(shí)際需要從海量的可編程控制器中選擇合適的PLC型號(hào)，在選定PLC之后再進(jìn)行I/O點(diǎn)分配、開關(guān)如何選定模擬量、運(yùn)動(dòng)方式的控制方式、采用開閉環(huán)的控制個(gè)數(shù)、數(shù)據(jù)處理方式等等關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　2.3.1 確定I/ O 點(diǎn)數(shù)</p><p>　　第1章中明確介紹了本設(shè)計(jì)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)功能及控制要求，根據(jù)介紹我們將2個(gè)開關(guān)量設(shè)置

75、其中以控制系統(tǒng)的啟停，顏色傳感器和下料光電傳感器共有五個(gè)，包括紅、綠、藍(lán)、白四個(gè)顏色傳感器和SN傳感器一個(gè)，另外有相對(duì)應(yīng)于每個(gè)傳感器的五個(gè)氣缸，特別要注意下料氣缸5，與之相配套的執(zhí)行裝置如計(jì)數(shù)器和控制氣缸動(dòng)作的電磁閥等裝置也要接入到系統(tǒng)中去。其他需要與氣缸配合動(dòng)作的還有氣缸動(dòng)作限位和回位開關(guān)也是十分需要注意設(shè)置的，參考繼電器原理，也包括輸出控制的接觸器（用來控制電機(jī)運(yùn)行）?？偨Y(jié)的來說總共需要24個(gè)I/O點(diǎn)數(shù)，這其中輸入點(diǎn)數(shù)占18個(gè)，輸出

76、點(diǎn)數(shù)占6個(gè)，并且通過編程一一對(duì)應(yīng)。</p><p>　　2.2.2 PLC的選擇</p><p>　　現(xiàn)代控制理論中把通過編程達(dá)到數(shù)字與信號(hào)轉(zhuǎn)換的一種控制器械叫做可編程控制器(Programmable Logical Controller)簡(jiǎn)稱PLC，它主要是在60年代末電力系統(tǒng)逐漸完善之后發(fā)明出的應(yīng)用于工業(yè)控制的電氣器件。起初主要用作大型工業(yè)產(chǎn)業(yè)中的先進(jìn)的控制系統(tǒng)中，在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大

77、潮中，也隨之先進(jìn)技術(shù)的逐漸發(fā)展，PLC已經(jīng)存在于生活中的方方面面，應(yīng)用范圍也更加貼進(jìn)生活。它的編程功能主要體現(xiàn)在其它擁有專門的編程存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)所編程序，包括邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)等操作指令。其內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換的輸入與輸出的電路布局，能夠充分實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)機(jī)械所需要的控制功能，相比于單片機(jī)控制技術(shù)更加成熟功能更加廣泛。歸根接地PLC主要是由一些存儲(chǔ)器和電子電路所組成的功能性的器件，目的就是根據(jù)實(shí)際需求調(diào)用某些對(duì)應(yīng)功能發(fā)揮作用。比如對(duì)于某些

78、繼電器信號(hào)輸入就是把輸入電路和映像電路控制的寄存器組成。而定時(shí)器T、計(jì)時(shí)器C、輔助繼電器M、狀態(tài)器S、數(shù)據(jù)寄存器D、變址寄存器v/z等都是由存儲(chǔ)器組成的，PLC采用循環(huán)掃描技術(shù)，可以分為3個(gè)階段：輸入、輸出階段和程序的執(zhí)行階段。</p><p>　　輸入階段主要是指PLC控制器對(duì)輸入信號(hào)的讀取，讀取值后會(huì)將信號(hào)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)存到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元。而程序執(zhí)行階段主要是指控制器會(huì)按照預(yù)定順序逐條執(zhí)行各個(gè)指令。從相應(yīng)的輸

79、入存儲(chǔ)單元讀入輸入信號(hào)的狀態(tài)與數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果，這些運(yùn)算結(jié)果會(huì)自動(dòng)的轉(zhuǎn)存到與之相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。這一階段執(zhí)行完后，進(jìn)行輸出階段。在此執(zhí)行單元中輸入信號(hào)保持不變的是數(shù)據(jù)和狀態(tài)。輸出階段，PLC將相應(yīng)的輸出存儲(chǔ)單元的運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設(shè)備傳送輸出信號(hào)，開始控制外部設(shè)備。</p><p>　　PLC的主要控制功能：

80、</p><p>　　條件控制功能。所謂的條件控制是PLC用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器接觸的各種連接方式的邏輯順序控制等的指令，包括與、或、非等指令，主要目的是進(jìn)行開關(guān)控制，以達(dá)到相應(yīng)的控制效果，配合主程序工作。</p><p>　　定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能。PLC在運(yùn)行狀態(tài)下會(huì)存在對(duì)具體操作的定時(shí)或計(jì)數(shù)控制，并有相對(duì)應(yīng)的指令發(fā)出，那么就需要定時(shí)器、計(jì)數(shù)器指令來實(shí)現(xiàn)，用來取代可以進(jìn)行時(shí)間孔氏和計(jì)數(shù)控制的繼

81、電器。這也是PLC的定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能。另外它兼具有數(shù)據(jù)處理功能。在PLC的控制當(dāng)中存在有大量的數(shù)據(jù)需要處理，這個(gè)過程包括數(shù)據(jù)傳送、儲(chǔ)存、比較、各種數(shù)制位的轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)處理過程，需要提及的是PLC內(nèi)部也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、編譯碼等操作。</p><p>　　步進(jìn)控制功能。所謂步進(jìn)控制，就是指控制器用來控制各項(xiàng)功能按部就班順序一步一步的執(zhí)行各項(xiàng)指令的控制功能。因?yàn)樵诠I(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中操作程序工序較為復(fù)雜，

82、需要各項(xiàng)指令一步步執(zhí)行，為了避免指令執(zhí)行先后順序混亂導(dǎo)致癱瘓，那么PLC自動(dòng)帶有步進(jìn)控制功能，應(yīng)用指令來控制指令，使前面工序執(zhí)行完畢后才能執(zhí)行下一道工序，應(yīng)用軟件控制的方法代替硬件構(gòu)成的步進(jìn)控制器，相對(duì)于硬件步進(jìn)控制器具有穩(wěn)定操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　A/D與D/A轉(zhuǎn)換功能。PLC控制器自帶數(shù)字量與模擬量之間的相互轉(zhuǎn)換，所以在外部電路設(shè)置中不需要再設(shè)置專用的A/D與D/A轉(zhuǎn)換器。</p>

83、<p>　　運(yùn)動(dòng)控制功能?？梢詫?duì)控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行控制來達(dá)到運(yùn)動(dòng)效果，改變控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方式或狀態(tài)，通過高速的計(jì)數(shù)模塊或控制位置的模塊進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制。</p><p>　　過程控制功能。該自動(dòng)分揀系統(tǒng)的過程十分繁雜，外界環(huán)境比如溫度、壓力、運(yùn)動(dòng)速度等過程需要控制器發(fā)出相應(yīng)指令進(jìn)行對(duì)應(yīng)控制?？刂破鞯倪^程控制功能就是通過比例積分微分相結(jié)合的控制方式控制指令模塊進(jìn)行閉環(huán)控制以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程進(jìn)行控制

84、。</p><p>　　擴(kuò)展功能。由于系統(tǒng)的功能多項(xiàng)性，避免需要添加的功能需要接入相應(yīng)的I/O點(diǎn)數(shù)控制單元，所以需要進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的功能擴(kuò)展，所以擴(kuò)展功能主要是通過連接擴(kuò)展輸入輸出單元模塊添加對(duì)應(yīng)功能的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，當(dāng)然通過增加其他只能單元或者其他特殊功能單元提高控制器的控制功能。</p><p>　　遠(yuǎn)程I/O功能?，F(xiàn)代大型自動(dòng)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用大型設(shè)備機(jī)械控制車間，對(duì)控制器的信號(hào)傳輸也產(chǎn)生了

85、一定的要求，以對(duì)遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸有一個(gè)準(zhǔn)確的保障，此時(shí)需要控制器設(shè)有遠(yuǎn)程輸入輸出功能，來對(duì)遠(yuǎn)距離設(shè)備進(jìn)行有效的控制。</p><p>　　通信聯(lián)網(wǎng)功能。由于控制系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)備之間需要有對(duì)應(yīng)的信息聯(lián)系，所以需要PLC控制器有一個(gè)通信聯(lián)網(wǎng)功能來對(duì)各組控制器之間的信息交換鏈接，產(chǎn)生信息互換信息共享，并且與上位機(jī)的聯(lián)系，進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)輸入輸出交換，可以應(yīng)用在大規(guī)模自動(dòng)控制設(shè)備系統(tǒng)中去。是</p><p>

86、;　　監(jiān)控功能。自動(dòng)控制系統(tǒng)的過程繁雜，設(shè)備復(fù)雜，所以需要控制器對(duì)系統(tǒng)主要設(shè)備存在仔細(xì)的監(jiān)控，以對(duì)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況產(chǎn)生有效的監(jiān)控，避免某一設(shè)備發(fā)生故障產(chǎn)生對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，甚至損壞其他設(shè)備。總結(jié)來說就相當(dāng)于控制器的一個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的異常情況或者故障記錄和報(bào)警，以保護(hù)系統(tǒng)。該功能可以后臺(tái)PC設(shè)置參數(shù)，調(diào)整或修改控制程序達(dá)到控制監(jiān)控的功能。</p><p>　　通過對(duì)系統(tǒng)裝置功能的具體分析設(shè)置出的具體的I/O點(diǎn)

87、數(shù)固定，且本次分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要控制模式是簡(jiǎn)單的開關(guān)控制，所以控制方式簡(jiǎn)單高效。由于以上原因我們選擇一般的小機(jī)型就可以滿足所需要的控制功能。通過以上分析本次智能分揀系統(tǒng)所用PLC選用西門子公司的S7-200系列CPU226 型。由于它的24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)能夠足以滿足本次分揀系統(tǒng)的要求，而且成本較低。</p><p>　　2.3.3 PLC的輸入輸出端子分配</p><p>　　本

88、次分揀系統(tǒng)的PLC控制器輸入輸出端子及控制接口，如表2所示。</p><p>　　表2 材料分揀裝置PLC 輸入/輸出端子分配表</p><p>　　2.3.4 PLC輸入輸出接線端子圖</p><p>　　如圖2-9是該系統(tǒng)下的PLC接線端子圖，根據(jù)表1中的分配繪制。</p><p>　　圖 2-9 PLC輸入輸出接線端子圖</

89、p><p>　　第3章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　本次分揀系統(tǒng)的控制核心就是PLC的軟件控制，也就是對(duì)PLC的編程?？梢愿鶕?jù)本次自動(dòng)控制分揀系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的工作，需要哪些設(shè)備動(dòng)作，動(dòng)作的幅度參數(shù)，以及執(zhí)行元件的動(dòng)作范圍，都需要編程來控制，所謂編程也就是要將能夠整體實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能并能植入到控制器當(dāng)中使其正確發(fā)出指令并控制相應(yīng)設(shè)備動(dòng)作的設(shè)計(jì)，也就是系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。包括能夠控制系統(tǒng)的工作暫

90、停時(shí)間，可以說軟件設(shè)計(jì)就是PLC控制系統(tǒng)的核心，沒有軟件控制就沒有整個(gè)系統(tǒng)能達(dá)到的控制功能的實(shí)現(xiàn)。而程序的設(shè)計(jì)也要在整理設(shè)計(jì)思路之后設(shè)計(jì)出具體流程圖之后再根據(jù)流程圖設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括PLC程序設(shè)計(jì)。在變頻器參數(shù)，并設(shè)置好PLC的參數(shù)以及控制參數(shù)后，本文使用西門子PLC編制、設(shè)計(jì)梯形圖，進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)好主體程序之后就需要根據(jù)程序繪制梯形圖程序，梯形圖是能夠直觀反映軟件設(shè)計(jì)清晰直觀的反映出該軟件設(shè)計(jì)所控

91、制的功能和時(shí)間設(shè)定。所以梯形圖也被稱為PLC的第一語言編程語言，直觀易懂，編寫方便，應(yīng)用導(dǎo)入也方便，更加適用于工人應(yīng)用，適于運(yùn)用在邏輯控制，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中也被稱為PLC的程序。</p><p>　　3.1 控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)</p><p>　　經(jīng)過前面兩個(gè)章節(jié)的具體了解，我們也明白了整個(gè)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)流程及運(yùn)行過程，根據(jù)實(shí)際要求我們可以做出程序的流程圖，按照程序流程圖來控制設(shè)備的操作

92、順序和操作內(nèi)容。如圖3-1所示即為本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖。</p><p>　　圖 3-1　控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　本次自動(dòng)分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際需求可以設(shè)置成連續(xù)運(yùn)行工作狀態(tài)或者單次運(yùn)行后停止。主要為連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，若想要切換到單次運(yùn)行方式則需要人為控制啟停開關(guān)，那么控制器會(huì)記錄停止?fàn)顟B(tài)以便下次啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)能夠準(zhǔn)確動(dòng)作。根據(jù)需要，該設(shè)計(jì)可以添加計(jì)數(shù)器，以對(duì)系統(tǒng)動(dòng)作次數(shù)做出準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，從

93、而得出一定時(shí)間范圍內(nèi)系統(tǒng)所檢測(cè)出的貨物數(shù)量。但是計(jì)數(shù)器需要在控制器中編入計(jì)數(shù)程序。高速計(jì)數(shù)器也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)定位的控制，從而確定貨物隨傳送帶運(yùn)行時(shí)到達(dá)傳感器的具體距離，以達(dá)到準(zhǔn)確的定位功能。高速計(jì)數(shù)器可同時(shí)安裝在四個(gè)顏色傳感器所對(duì)應(yīng)的四個(gè)氣缸中同時(shí)計(jì)數(shù)，那么對(duì)于每個(gè)氣缸的計(jì)數(shù)累加就是整體的計(jì)數(shù)。氣缸1~氣缸4為貨物動(dòng)作的一個(gè)周期，若氣缸不動(dòng)作則計(jì)數(shù)器不進(jìn)行工作。系統(tǒng)刀閘斷電后再次重啟運(yùn)行則計(jì)數(shù)器清零，之后電機(jī)運(yùn)行，計(jì)數(shù)器重新計(jì)數(shù)。若果后

94、續(xù)要改進(jìn)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的其他數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，也可相應(yīng)的在對(duì)應(yīng)部位安裝計(jì)數(shù)器后進(jìn)行配套的控制編程以達(dá)到相應(yīng)的計(jì)數(shù)功能。</p><p>　　3.2 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　在硬件設(shè)計(jì)趨于完備后進(jìn)行軟件程序設(shè)計(jì)，即利用梯形圖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程，梯形圖程序可以在STEP7-Micro/WIN40軟件中編寫。程序清單見附錄。</p><p>　　本圖顯示的是高速脈沖輸

95、出指令，為了能是高速脈沖從對(duì)應(yīng)的Q0.0或者Q0.1輸出，在使能端有有效的輸入時(shí)，具有特殊功能的設(shè)置好的檢測(cè)程序設(shè)置可以激活脈沖操作，而且該操作由控制位定義。</p><p>　　控制器所控制的計(jì)數(shù)功能由高速計(jì)數(shù)器定義指令發(fā)出執(zhí)行，同樣輸入端有效輸入后，可以分配一種特定的工作模式使得指定的高數(shù)計(jì)數(shù)器進(jìn)入累計(jì)PLC無法掃描的高頻率的脈沖輸入。</p><p>　　雖然本指令也是對(duì)高速計(jì)數(shù)器發(fā)

96、出并應(yīng)用的指令，與高速計(jì)數(shù)器定義指令不同的是本指令在輸入有效時(shí)，能夠設(shè)置高速計(jì)數(shù)器的工作模式并且對(duì)其工作狀態(tài)做出控制，同時(shí)也需要根據(jù)特殊存儲(chǔ)器的狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，借助HDEF定義指令制定模式工作。</p><p>　　梯形圖程序編號(hào)之后，對(duì)程序做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹如下：</p><p>　　1、主控制程序就是控制整個(gè)系統(tǒng)啟停的主要程序，以上梯形圖的編寫就是為了達(dá)到控制系統(tǒng)啟停的主要程序。I2.

97、2控制系統(tǒng)的啟動(dòng)，當(dāng)I2.2啟動(dòng)后，使得M0.1得電自鎖，系統(tǒng)通電工作，若按下I2.3則系統(tǒng)停止運(yùn)行。當(dāng)控制器處于運(yùn)行模式時(shí)，SM0.1會(huì)通電一個(gè)周期，使得輸出Q0.0復(fù)位清零，并且將子程序調(diào)用。</p><p>　　2、對(duì)于高數(shù)計(jì)數(shù)器的工作需要高速脈沖指令的控制，以上的編程就是子程序中的高速脈沖指令程序。通過以上程序可以知道控制器會(huì)首先執(zhí)行使記錄脈沖的特殊功能寄存器初始化，初始化完成后，開關(guān)I0.0通電后會(huì)光電

98、傳感器SN檢測(cè)系統(tǒng)是否有貨物，若有貨物在待檢測(cè)貨物堆放槽中時(shí)，會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)脈沖輸出指令進(jìn)行計(jì)數(shù)，達(dá)到控制計(jì)數(shù)所要實(shí)現(xiàn)的控制功能；若傳感器SN檢測(cè)沒有貨物，則定時(shí)器T30會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)開始記時(shí)，系統(tǒng)延時(shí)30s后自動(dòng)停機(jī)。</p><p>　　3、與高速脈沖指令相對(duì)應(yīng)的就是上面的高速計(jì)數(shù)指令。同樣，高速計(jì)數(shù)指令也要進(jìn)行初始化操作，控制器PLC的輸入接受會(huì)接受電機(jī)旋轉(zhuǎn)所帶動(dòng)的光電碼盤發(fā)出的脈沖，之后高速計(jì)數(shù)器會(huì)根據(jù)其指令進(jìn)行

99、計(jì)數(shù)，通過計(jì)數(shù)可以通過次數(shù)推算電機(jī)步數(shù)，以達(dá)到控制定位的目的。如果把預(yù)設(shè)值定為50，那么中斷指令程序會(huì)在計(jì)數(shù)到50時(shí)被調(diào)用。</p><p>　　4、根據(jù)高速計(jì)數(shù)指令執(zhí)行所調(diào)用的中斷程序也是需要系統(tǒng)編程的，設(shè)定的一個(gè)預(yù)置值會(huì)在高速計(jì)數(shù)指令計(jì)數(shù)達(dá)到這個(gè)值后，電機(jī)控制的傳送帶上的待檢測(cè)貨物會(huì)移動(dòng)至相對(duì)應(yīng)的傳感器位置，也就是第一個(gè)顏色傳感器。之后時(shí)的M0.0接通，傳感器工作，高速脈沖也會(huì)因?yàn)閳?zhí)行檢測(cè)指令而停止，傳感器工

100、作開始檢測(cè)。待檢測(cè)貨物被檢測(cè)出之后會(huì)被相對(duì)應(yīng)的氣缸動(dòng)作分揀出去，因?yàn)闅飧椎膭?dòng)作時(shí)間為1秒，那么需要控制電機(jī)停轉(zhuǎn)1秒，待分揀動(dòng)作完成后繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。如果相應(yīng)的檢測(cè)傳感器不動(dòng)作則電機(jī)也不停轉(zhuǎn)，直至檢測(cè)完成之后執(zhí)行以上指令。根據(jù)控制器I/O點(diǎn)數(shù)的分配，設(shè)置I1.5，I1.6，I1.7，I2.0，I2.1作為控制汽缸回位的限位開關(guān)，當(dāng)氣缸動(dòng)作觸碰到這些開關(guān)后由于閉合的初始狀態(tài)會(huì)關(guān)斷使氣缸停止運(yùn)行。與之相對(duì)應(yīng)的就是氣缸的限位開關(guān)由I1.0，I1.1，

101、I1.2，I1.3，I1.4控制，由于其關(guān)斷的初始狀態(tài)，當(dāng)氣缸觸碰到動(dòng)作限位開關(guān)后開關(guān)閉合執(zhí)行氣缸進(jìn)行相應(yīng)的操作。</p><p>　　第4章 控制系統(tǒng)的調(diào)試</p><p>　　前面兩長(zhǎng)對(duì)自動(dòng)分揀系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了細(xì)致整體的描述與規(guī)劃，之后要對(duì)系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行調(diào)試，主要是硬件根據(jù)軟件的指令進(jìn)行調(diào)試，檢查硬件執(zhí)行裝置能否根據(jù)具體程序準(zhǔn)確動(dòng)作，由于較高的精確性要求，系統(tǒng)硬件的

102、安全性也要重復(fù)檢查確保系統(tǒng)能夠安全準(zhǔn)確無誤的運(yùn)行，達(dá)到控制設(shè)計(jì)的要求。如果軟件控制下的硬件不能正確執(zhí)行設(shè)計(jì)要求的動(dòng)作指令，首先要檢車硬件設(shè)備有無故障或者有無安裝失誤，也包括相對(duì)應(yīng)的電路的鏈接有無錯(cuò)誤。如果確定硬件無問題，則需要對(duì)控制該執(zhí)行元器件的程序段進(jìn)行復(fù)查，確定是否是因?yàn)槌绦驁?zhí)行錯(cuò)誤或者編程錯(cuò)誤導(dǎo)致的系統(tǒng)不正常動(dòng)作或故障。根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的要求，我們提出以下幾個(gè)檢查硬件的具體步聚。</p><p>　　首先將主電路

103、和控制回路按圖進(jìn)行連線，并與實(shí)際操作中情況相結(jié)合。 </p><p>　　經(jīng)檢查無誤后方可通電。  </p><p>　　按照想系統(tǒng)要求進(jìn)行變頻器參數(shù)的設(shè)置。 </p><p>　　按照系統(tǒng)要求進(jìn)行PLC程序的編寫并傳入PLC中，進(jìn)行模擬運(yùn)行調(diào)試，觀察輸入和輸出點(diǎn)是否和要求一致。 </p><p&

104、gt;　　對(duì)整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)試，包括安全和運(yùn)行的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　4.1 硬件調(diào)試</b></p><p>　　主要是顏色傳感器的調(diào)試和變頻器控制的準(zhǔn)確性的調(diào)試。檢測(cè)主要硬部件是否能夠準(zhǔn)確無誤的執(zhí)行PLC發(fā)出的各項(xiàng)控制指令。包括顏色傳感器對(duì)于顏色分辨率檢測(cè)的準(zhǔn)確性，各線路連接的安全性等等。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹

105、，我們把顏色傳感器設(shè)置在傳送帶的上方的網(wǎng)板上。那么為了檢測(cè)顏色傳感器是否能夠正常運(yùn)行，我們可以給傳感器單獨(dú)通電，在傳感器下方放置該傳感器能檢測(cè)出的顏色的物體，觀察能對(duì)傳感器調(diào)節(jié)的電位器的指示燈的狀態(tài)。如果設(shè)置的兩個(gè)指示燈同時(shí)發(fā)光，那么證明該顏色傳感器可以檢查放置的顏色。如果不亮則需要調(diào)節(jié)電位器使之達(dá)到恰好能檢測(cè)該顏色的靈敏度，即為該種顏色的檢測(cè)點(diǎn)。</p><p><b>　　4.2 軟件調(diào)試</

106、b></p><p>　　硬件調(diào)試之后進(jìn)行軟件調(diào)試。我們把編好的程序梯形圖先進(jìn)行編譯，查看是否有編譯錯(cuò)誤，如果有錯(cuò)誤根據(jù)軟件提示的錯(cuò)誤對(duì)應(yīng)的進(jìn)行程序的改編，但不能改變系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的順序及方式。待編譯完全沒有錯(cuò)誤后，通過連接上下位及的電纜可以將程序?qū)氲絇LC控制器當(dāng)中。導(dǎo)入完成后，啟動(dòng)系統(tǒng)，觀察各設(shè)備是否能夠按照預(yù)定程序控制的功能準(zhǔn)確執(zhí)行。一般情況下，首次測(cè)試難免有錯(cuò)誤，需要對(duì)程序進(jìn)行離線測(cè)試，以便在系統(tǒng)完