基于PLC的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)

xxxxx畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 基于PLC的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)英文題目TheDesignofMaterialChooseSystemBasedonPLC院系機(jī)械與材料工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓名xxx年級(jí)2009(A0916)指導(dǎo)教師 xxx二零一三年六月摘要他物流設(shè)備無縫連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料信息流的分配和管理。也越來越廣。前物料分揀系統(tǒng)運(yùn)用甚廣，系統(tǒng)中設(shè)計(jì)到搬運(yùn)機(jī)械手也廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)。聯(lián)系起來，構(gòu)成物料分揀系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了光機(jī)電一體化?！娟P(guān)鍵詞IIAbstractThematerialsortingadoptprogrammingcontrollerPLCtobeinprogress under the control of,can criticize in large scale in arowmeasuringfieldsortinggoods,theintensitysorting,errorleadlowandworkingisreducedgreatly,butnotableriseproductivity.Markchoosessystemtobeabletonimblyandlogisticsequipmentseamlessconnectionother,cometruetomaterialinformationstreamassignmentandmanage.Hardware-Design and software-design middle having introduced itmainlyinisdesigned.Withthepopularizationanddevelopmentofindustrialautomation,increaseddemandforprogrammablecontrollers,fieldmoreandmorewidelyused.DesignmaterialsortingsystembasedonFX-2NPLCcontrolbyfeeding,handlingrobotbody,materialtransportpickupbodies,onthreedifferentmaterialsforcategorysorting.Flexiblesensormaterialfordetection,identification,andStatetestingforManipulator.Thisdesignusesasteppermotortopreciselypositiontherotation,useofvariablefrequencycontroltechniquetodesignthematerialtransmissionspeed.Currentmaterialsortingsystemusingawiderangeofsystemdesigntohandlingrobotsarewidelyusedinalltradesandindustries.Mostofthedesignandapplicationoftheknowledgelearntinschool,tolinkvariouscomponentsthroughalogicalandorderly,constituteamaterialsortingsystem,foroptical,mechanicalandelectronicintegration.【Key words】PLC; Sensor; Hardware-design; software-designIII目錄前言 1第一章緒論 2分揀系統(tǒng)的研究背景 2物料分揀系統(tǒng)發(fā)展概況和現(xiàn)狀 3課題研究目的和意義 4本文研究的主要內(nèi)容 5本章小結(jié) 5第二章PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 6控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 7控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 7程序設(shè)計(jì)的步驟 8編寫梯形圖應(yīng)該注意的事項(xiàng) 8本章小結(jié) 9第三章系統(tǒng)的組成及控制要求 10系統(tǒng)的組成 11上料機(jī)構(gòu) 11搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu) 11物料傳輸分揀機(jī)構(gòu) 11系統(tǒng)控制要求 12本章小結(jié) 13第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 14電氣元件名稱及功能 14輸入電氣元件 14輸出電氣元件 15IV執(zhí)行電氣元件 15輸入/輸出（I/O）點(diǎn)分配 16PLC的選型 17系統(tǒng)對(duì)PLC的要求 18確定PLC型號(hào) 18三菱FX-2N型PLC控制原理圖 19步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì) 20本章小結(jié) 21第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 22三菱編程軟件、模擬仿真軟件 22程序設(shè)計(jì)思想 22上料機(jī)構(gòu)流程圖 23搬運(yùn)機(jī)械手流程圖 25物料傳輸分揀流程圖 30系統(tǒng)控制總程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 31第六章系統(tǒng)調(diào)試 32程序的模擬調(diào)試 32通過軟元件輸入輸出狀態(tài)進(jìn)行調(diào)試 33時(shí)序圖輔助調(diào)試 35程序的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 35結(jié)論 37參考文獻(xiàn) 38謝辭 39附錄 40VPLC果，受到機(jī)械工業(yè)和鐵路工業(yè)部門的重視。物料分揀系統(tǒng)，采用日本三菱公司的FX-2N型PLC，對(duì)物料的存放，機(jī)械手體化。1PLC是應(yīng)用面極為廣泛的工業(yè)控制裝類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程[1]它給自動(dòng)化控制帶來很大的方便，目前有不少的國家的公司都在致力于PLC的研究并使其性能不斷的改善提高。分揀系統(tǒng)的研究背景大而復(fù)雜的系統(tǒng)。揀機(jī)，但近二十年來由于其本國經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要發(fā)展迅速，后來者居上，從1987年就已經(jīng)擁有自動(dòng)分揀機(jī)1000機(jī)最多的國家。然靠人工分分揀。近二十年來,特別是物流行業(yè)，隨著經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)的發(fā)展,商品趨短小輕薄2自動(dòng)操作的優(yōu)勢(shì)。自動(dòng)分揀系統(tǒng)成為當(dāng)代物流技術(shù)發(fā)展的三大標(biāo)志之一[2]本次設(shè)計(jì)基于PLC的物料分揀系統(tǒng)控制。采用PLC控制開發(fā)可以達(dá)到短周PLC控制具有實(shí)時(shí)性、信號(hào)處理時(shí)間短、速度快、更能滿足各個(gè)領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制項(xiàng)目，同時(shí)PLC的可靠性高，有豐富的I/O卡件，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，性價(jià)比高，安裝簡(jiǎn)單，維修方單、使用可靠、維護(hù)修理方便作為主要設(shè)計(jì)方向。物料分揀系統(tǒng)發(fā)展概況和現(xiàn)狀縱觀國內(nèi)外物料分揀系統(tǒng)的應(yīng)用情況可以發(fā)現(xiàn)，國外的物流配送中心或工:一是一次性投揀機(jī)又會(huì)使硬件成本上升，且越是特別的通用性就越差。PLC控制的分揀系統(tǒng)，解決了組成系統(tǒng)的設(shè)備能在安全工作的同時(shí)又能提高物料分揀效率的問題。3課題研究目的和意義以搬運(yùn)貨物、分揀物品、代替人的繁重勞動(dòng)?？梢詫?shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，制造、冶金、電子、輕工業(yè)和原子能等部門。本文主要針對(duì)生產(chǎn)線上的自動(dòng)化設(shè)開始供料，當(dāng)物料為金屬物料時(shí)，物料到位，通過汽缸將物料推出，然后停止傳用,安裝在其內(nèi)部的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)將使分料盤發(fā)生相應(yīng)的動(dòng)作來達(dá)到物料的最終分揀。由于同樣實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化分揀，因此在現(xiàn)代工業(yè)中也較廣泛地使用。重要，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增,其中的產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。(PLC)PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)具有體積小，可靠高，故障率低，動(dòng)作精度高等優(yōu)點(diǎn)[3]PLC的物料分揀傳送帶可代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作4PLC控制，和傳統(tǒng)繼電器控制相制線路，節(jié)省成本，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率[4]本文研究的主要內(nèi)容在本文中,以生產(chǎn)線上不同物料的分揀系統(tǒng)為例,詳細(xì)分析了基于PLC控制的自動(dòng)分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì),介紹了分揀系統(tǒng)中傳感器信號(hào)的采集、處理的一些基本知識(shí),并通過設(shè)計(jì)要求與技術(shù)指標(biāo)的比較,確定了硬件系統(tǒng)中的各種元器件及PLC的選型。,對(duì)本課題進(jìn)行硬件與軟件設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出主電路與控制回路,并建立了實(shí)際的模型,在軟件設(shè)計(jì)中,確定了I/O分配,并按照PLC梯形圖。在本系統(tǒng)完成其設(shè)計(jì)之后,對(duì)其進(jìn)行整體安裝與調(diào)試。在硬件部分,調(diào)試其各部分安裝的位置及角度,使其材料物塊的運(yùn)行與傳感器安裝的角度適合。將各氣缸的動(dòng)作速度進(jìn)行調(diào)試之后,進(jìn)行了軟硬件綜合調(diào)試,實(shí)現(xiàn)材料分揀系統(tǒng)中上料、傳送與分揀的全過程。本章小結(jié)歸納。為后面的設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。5第二章PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC程序。程序要以滿系統(tǒng)指定的功能?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容PLC容易，維修容易等特點(diǎn)。一般不容易發(fā)生操作的錯(cuò)誤，容易掌握和理解。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括以下內(nèi)容：選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等、輸出設(shè)）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等。這些設(shè)備屬于一般的電氣元件，其選擇的方法在其他有關(guān)書籍中已有介紹。PLC的選擇。PLCPLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起到重要的作用。PLC，應(yīng)包括機(jī)型選擇、容量的選擇以及I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。I/OI/O連接圖。（即程序清單）和控制系統(tǒng)流程圖。關(guān)鍵。因此，設(shè)計(jì)的控制程序必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。必要時(shí)還需設(shè)計(jì)控制臺(tái)編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。包括說明書、電氣圖及電氣元件明細(xì)表。傳統(tǒng)的電氣圖，一般包括電氣原理圖、電器布置圖及電氣安裝圖。在PLC6PLC部分，因此在電氣原理圖中應(yīng)增加PLC部分的I/O連接圖[3]。另外，在PLC控制系統(tǒng)中的電氣圖中還應(yīng)包括程序圖（梯形圖，通常稱它程序，并有利于用戶在維修時(shí)分析和排除故障?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)的原則PLC控制系統(tǒng)，如同設(shè)計(jì)任何一種電氣控制系統(tǒng)一樣，其目（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則。PLC共同擬訂電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。在滿足控制系統(tǒng)要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，使用及化和高指標(biāo)[5]。保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等，也能正常工作。考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在配置PLC硬件設(shè)備時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有一定裕量?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟7設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的步驟可分為：根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求。PLCI/O點(diǎn)數(shù)。PLC系統(tǒng)。PLCI/OI/O連接圖。PLC程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制太的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。程序設(shè)計(jì)的步驟程序的設(shè)計(jì)要按一定的步驟才可以順利的完成。程序設(shè)計(jì)的步驟可分為：作的順序和條件。設(shè)計(jì)梯形圖。這程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。根據(jù)梯形圖編制程序清單。用編程器將程序輸入到PLC的用戶存儲(chǔ)器中，并檢查輸入的程序是否正確。對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。再從新修改程序或檢查接線，直到滿足為止。編寫技術(shù)文件。交付使用。編寫梯形圖應(yīng)該注意的事項(xiàng)輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器、記數(shù)器等器件的觸點(diǎn)可以多次重復(fù)使用，無需復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來減少觸點(diǎn)的使用次數(shù)。梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈終止于右母線。觸點(diǎn)不能放在電器或一個(gè)沒有使用的內(nèi)部繼電器的常閉觸點(diǎn)來連接[6]在程序中，不允許同一編號(hào)的線圈兩次輸出。8不允許出現(xiàn)橋式電路。本章小結(jié)本章主要對(duì)PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)一些要求和注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。對(duì)控制系設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。9等待機(jī)械手搬運(yùn)等待機(jī)械手搬運(yùn)上料機(jī)構(gòu)光電傳感器檢測(cè)放料臺(tái)有無物料？無有搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)工作無光電傳感器檢測(cè)入料口有無物料？有皮帶傳輸機(jī)構(gòu)工作物料分揀機(jī)構(gòu)工作無物料報(bào)警上料機(jī)構(gòu)光電傳感器檢測(cè)放料臺(tái)有無物料？無有搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)工作無光電傳感器檢測(cè)入料口有無物料？有皮帶傳輸機(jī)構(gòu)工作物料分揀機(jī)構(gòu)工作無物料報(bào)警3-1系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖10系統(tǒng)的組成上料機(jī)構(gòu)3-2上料機(jī)構(gòu)實(shí)物圖3-2，由井式工件庫、光電傳感器、工件、存放料臺(tái)、推料氣3-2上料機(jī)構(gòu)實(shí)物圖搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)物料到位等動(dòng)作。物料傳輸分揀機(jī)構(gòu)3-3。由皮帶輸送線、分揀料槽、單桿氣缸、旋轉(zhuǎn)（1號(hào)料槽：用于放置金屬物料；2號(hào)料槽：用于放置白色尼龍物料；3）11系統(tǒng)控制要求

3-3物料傳輸與分揀機(jī)構(gòu)實(shí)物圖（PLC的控制可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化和半自動(dòng)化控制。上料機(jī)構(gòu)在復(fù)位完成后，點(diǎn)動(dòng)“啟動(dòng)”按鈕，料筒光電傳感器檢測(cè)到有工件時(shí)，推料后，推料氣缸縮回，工件下落，氣缸重復(fù)上一次動(dòng)作。搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)（自動(dòng)控制）0.5秒，手爪氣缸下降，手爪下降限位傳感器檢測(cè)到,手爪夾緊限位傳感器檢測(cè)到夾緊信號(hào)后；0.5秒，手爪氣缸上升，手爪提升限位傳感器檢測(cè)到位后，手臂氣缸縮回，12到位后，延時(shí)0.5秒，氣動(dòng)手爪放開物料,手爪氣缸上升，手爪提升限位傳感器檢送線上[7]運(yùn)輸與分揀機(jī)構(gòu)檢測(cè)傳感器檢測(cè)到有工件經(jīng)過時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止。本章小結(jié)本章對(duì)控制系統(tǒng)的組成進(jìn)行了介紹，設(shè)計(jì)了PLC控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)流程簡(jiǎn)圖，對(duì)上料機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)、運(yùn)輸與分揀機(jī)構(gòu)的控制功能方面給出了詳細(xì)的要13PLC輸入\FX-2N型PLC相關(guān)電氣硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)及說明。電氣元件名稱及功能輸入電氣元件SB03-1K（3個(gè)）反射型傳感器，檢測(cè)到有物料時(shí)推料氣缸將物料推出到存放料臺(tái)，有物料時(shí)為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。NPN三線常開，當(dāng)檢測(cè)到存料臺(tái)上有物料時(shí)為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。③位于入料口中間外側(cè)。作用：檢測(cè)入料口有無物料進(jìn)入，漫反射式直流NPN三線常開，當(dāng)檢測(cè)到入料口有物料時(shí)為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。光電傳感器WS/WE100-N1439 位置：位于料槽一與料槽三入口外用：檢測(cè)物料是否經(jīng)過料槽一、二、三，該光電傳感器為分體直射型，當(dāng)檢測(cè)到物料進(jìn)入料槽時(shí)為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。磁性傳感器D-A73 位于氣缸兩端。作用：用于檢測(cè)氣缸伸出縮回是否達(dá)到限位位置點(diǎn)檢測(cè)氣缸達(dá)到限位位子時(shí)為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。LE4-1K位置：機(jī)械手旋轉(zhuǎn)支柱下側(cè)旁。作用：檢測(cè)機(jī)PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。電感式傳感器位置：位于料槽一前、皮帶上方。作用：檢測(cè)金屬材PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。14光纖傳感器位置：位于料槽一與料槽二的皮帶傳輸?shù)闹虚g上方。PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。其檢測(cè)距離為3~8mm，檢測(cè)距離可通過傳感器放大器的電位器調(diào)節(jié)。（7個(gè)）（綠色（紅色（黃色；4個(gè)用于機(jī)械手的手動(dòng)控制。輸出電氣元件警示燈在設(shè)備停止時(shí)警示紅燈亮，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)警示綠燈，在無物料或停止時(shí)警示黃燈閃爍。電磁閥通過PLC控制電磁閥來控制氣缸的動(dòng)作。變頻器當(dāng)入料口檢測(cè)到有物料時(shí)PLC向變頻器提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，變頻器驅(qū)動(dòng)三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)按設(shè)定頻率轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接受PLC?？刂茩C(jī)械手手臂的旋轉(zhuǎn)，通過脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行精確定位。執(zhí)行電氣元件推料氣缸 制[8]推料一氣缸將金屬物料推入料槽一，由單向電控閥控制。氣動(dòng)手爪 的抓取動(dòng)作，由雙向電控閥控制，手爪夾緊時(shí)磁性傳感器有信號(hào)輸出，磁性開關(guān)指示燈亮。雙導(dǎo)桿氣缸控制機(jī)械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制。單桿氣缸 控制氣動(dòng)手爪的提升、下降，由雙向電控氣閥控制。導(dǎo)料氣缸 有白色物料時(shí)，將導(dǎo)料塊旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置，由雙向電控氣閥控制。步進(jìn)電機(jī) 用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制，用與實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂的旋轉(zhuǎn)。皮帶輸送線 由三相交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)將物料輸送到相應(yīng)的位置。三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，由變頻器控制。15輸入/輸出（I/O）點(diǎn)分配4-1輸入點(diǎn)分配及說明序號(hào)PLC地址名稱功能說明1X0啟動(dòng)按鈕系統(tǒng)啟動(dòng)2X1停止按鈕系統(tǒng)停止3X2復(fù)位按鈕系統(tǒng)復(fù)位4X3物料檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)料庫有無物料5X4物料推出檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)放料臺(tái)上有無物料6X5推料伸出限位傳感器檢測(cè)推料氣缸是否退出7X6推料縮回限位傳感器檢測(cè)推料氣缸是否縮回8X7手臂伸出限位傳感器檢測(cè)手臂是否伸出9X10手臂縮回限位傳感器檢測(cè)手臂是否縮回10X11手爪下降限位傳感器檢測(cè)手爪是否下降11X12手爪提升限位傳感器檢測(cè)手爪是否提升12X13手爪夾緊限位傳感器檢測(cè)手爪是否夾緊13X14機(jī)械手基準(zhǔn)傳感器檢測(cè)機(jī)械手是否在基準(zhǔn)位置14X15推料一伸出限位傳感器檢測(cè)推料一氣缸是否推出15X16推料一縮回限位傳感器檢測(cè)推料一氣缸是否縮回16X17導(dǎo)料轉(zhuǎn)出限位傳感器檢測(cè)導(dǎo)料氣缸是否旋轉(zhuǎn)到位17X20導(dǎo)料原位限位傳感器檢測(cè)導(dǎo)料氣缸是否回原位18X21入料檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)物料是否放入入料口19X22料槽一檢測(cè)傳感器檢測(cè)金屬物料20X23料槽二檢測(cè)傳感器檢測(cè)白色物料21X24分揀槽檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)有無物料進(jìn)入料槽16序號(hào)PLC名稱序號(hào)PLC名稱功能說明1Y0步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器PUL-輸出脈沖2Y1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DIR-方向控制3Y2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器ENA-使能控制4Y3電磁閥物料推出5Y4電磁閥手臂伸出6Y5電磁閥手臂縮回7Y6電磁閥手爪上升8Y7電磁閥手爪下降9Y10電磁閥手爪夾緊10Y11電磁閥手抓松開11Y12電磁閥推料氣缸12Y13電磁閥導(dǎo)料氣缸13Y14警示紅燈停止指示燈14Y15警示綠燈啟動(dòng)指示燈15Y16警示黃燈物料報(bào)警指示燈16Y17變頻器STF變頻器驅(qū)動(dòng)控制PLC的選型在第二章中已對(duì)PLC進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用的是三菱FX-2N型PLC。FX0N、FX0S、FX2N、FX2NC等幾個(gè)系列，其中F系列是早期產(chǎn)品，現(xiàn)已停產(chǎn)。FX21991年推出的產(chǎn)品，是加強(qiáng)型的小型機(jī)。FX2N是三菱公司的近期產(chǎn)品，按疊裝式配置，

FX4-1所示：174-1三菱FXPLCPLC的要求功能要求：在滿足一般開關(guān)量輸入信號(hào)控制要的同時(shí)，系統(tǒng)要進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)控制，要求輸出脈沖信號(hào)，所以輸出類型要是晶體管輸出

。I/O2116點(diǎn)。在實(shí)際統(tǒng)計(jì)出的I/O點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上加15%——20%的備用量，以便今后調(diào)整和擴(kuò)展。PLC型號(hào)FX2N-64MT。FX2N-64MTFX2N-48MTFX2N-48MT的FX2N-8EX（輸入點(diǎn)8的擴(kuò)展模塊?？紤]多方面因素：FX2N-64MT18三菱FX-2N型PLC控制原理圖4-2三菱FX-2NPLC19步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)驅(qū)動(dòng)器型號(hào)為：3MD560。3MD560細(xì)分型三相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，采用直流18-50V供電，適合驅(qū)動(dòng)相電流小于6A、外經(jīng)42-86毫米的三相混合式步進(jìn)電機(jī)。此驅(qū)動(dòng)器采用交功能簡(jiǎn)介：純正弦電流控制，驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)6.0A；直流供電電壓18-50VDC；光電隔離信號(hào)輸入/輸出；有過壓、欠壓、過流、相間短路、過熱保護(hù)功能；八檔細(xì)分和（5秒后再斷電，可保持電機(jī)上下電位置不變；高啟動(dòng)轉(zhuǎn)速；具有脫機(jī)命令輸入端子；電機(jī)的扭矩與它的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與電機(jī)每轉(zhuǎn)的步數(shù)無關(guān)[11]在本系統(tǒng)中設(shè)置參數(shù)設(shè)置如表4-3所示。1電流設(shè)定細(xì)分設(shè)定電流值(A)SW1SW2SW3SW41.5AOFFOFFOFFOFF2.6AOFFOFFONOFF4.1AONOFFOFFON5.2AONOFFONON6.0AONONONON2步數(shù)/圈SW6SW7SW8200ONONON400OFFONON500ONOFFON1000OFFOFFON202000ONONOFF4000OFFONOFF5000ONOFFOFF1000OFFOFFOFF4-3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置序號(hào)SW1SW2SW3 SW4 SW5SW6SW7SW8開關(guān)狀態(tài)ONONON ON OFFOFFOFFOFF脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算：在模擬系統(tǒng)中步進(jìn)電機(jī)左右旋轉(zhuǎn)的角度為63°，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器所設(shè)置的細(xì)分步參10000步/6.0APLCY0N為：10000本章小結(jié)

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63170步）作，為產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。21PLC作為核心控制部件將各類元器件通過邏輯關(guān)系聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制要求。三菱編程軟件、模擬仿真軟件PLC廠家都相繼開發(fā)了基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的圖示化編程軟件，例STEP7Micro/WIN32編程軟件，三菱FX2N系列PLC使用的SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件等。這些軟件一般都具PLC用戶不可缺少的開發(fā)工具[12]。PLCGXSimulator：仿真軟件的功能就是將編寫好的程序在電腦中虛擬運(yùn)行，如果沒有編GXSimulator6c之前，GXDeveloper，并且版本要互相兼容。安裝好編程軟件和仿真軟件后，在桌面或者開始菜單中并沒有仿真軟GXDeveloper中了，其實(shí)這個(gè)仿真軟件相當(dāng)于編程軟件的一個(gè)插件[13]。程序設(shè)計(jì)思想成整個(gè)系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)。22上料機(jī)構(gòu)流程圖上料機(jī)構(gòu)的控制要求，在程序設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：警示黃燈在料庫無物料與停止時(shí)都要閃爍。動(dòng)機(jī)械手程序的必備條件。5-1所示：復(fù)位復(fù)位警示綠燈亮啟動(dòng)放入物料后黃燈熄滅料筒光電傳感器檢測(cè)有無物料3s警示黃燈閃爍有推料氣缸將工件推至放料臺(tái)無放料臺(tái)光電傳感器檢測(cè)有無物料等待物料推出有機(jī)械手將工件取走接機(jī)械手流程圖推料氣缸縮回5-1上料機(jī)構(gòu)流程圖23上料機(jī)構(gòu)部分的梯形圖如圖5-2所示：5-2上料機(jī)構(gòu)梯形圖24搬運(yùn)機(jī)械手流程圖5-3所示：圖5-3圖5-3搬運(yùn)機(jī)械手流程圖夾緊工件后，在沒有送到入料口之前的所有狀態(tài)手爪都必須保持夾緊[14]25一次，從而保護(hù)手臂連續(xù)旋轉(zhuǎn)對(duì)手臂上氣管，電線的破壞。5-4所示：5-4搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖5-4搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖26機(jī)械手控制程序的編寫如圖5-527285-5搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)梯形圖29物料傳輸分揀流程圖入料口光電傳感器檢測(cè)變頻器接收啟動(dòng)信三相交流異步電機(jī)以30HZ的頻率帶動(dòng)皮帶正傳傳輸物入料口光電傳感器檢測(cè)變頻器接收啟動(dòng)信三相交流異步電機(jī)以30HZ的頻率帶動(dòng)皮帶正傳傳輸物料槽一檢測(cè)料槽二傳感器檢物料為黑色為金屬物料測(cè)為白色物料物料推料氣缸動(dòng)作將旋轉(zhuǎn)氣缸動(dòng)作將直接將（黑色物（金屬物料）推（白色物料）導(dǎo)料）傳送至三號(hào)進(jìn)一號(hào)料槽入二號(hào)槽料槽料槽傳感器檢測(cè)到有工件經(jīng)過時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)圖5-6物料傳輸分揀流程圖PLC給變頻器一個(gè)停止。305-7所示：5-7物料分揀機(jī)構(gòu)梯形圖系統(tǒng)控制總程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介設(shè)計(jì)就需要將前面三部分的設(shè)計(jì)思想結(jié)合起來。明，這樣更有利于讀懂程序。31基于三菱FX-2N型PLC控制物料分揀系統(tǒng)的調(diào)試分兩個(gè)調(diào)試過程進(jìn)行。一后完成整個(gè)調(diào)試工作。程序的模擬調(diào)試GX-DeveloperV7.0具有監(jiān)控功能，將仿真軟件GXSimulator6c安裝后就可直接在編程軟件中進(jìn)行程序的模擬調(diào)試及監(jiān)控。檢查程序并修改后，再仿真調(diào)試。若有異再修改程序，這樣反復(fù)調(diào)試，直至程序可用模擬調(diào)試運(yùn)行正常。如圖6-1是程序調(diào)試及監(jiān)控的打開界面。6-1程序調(diào)試及監(jiān)控開始32通過軟元件輸入輸出狀態(tài)進(jìn)行調(diào)試在仿真軟件中可以直接對(duì)各種軟器件進(jìn)行置位，如：X0000-0237、Y0000-0237、T00-99、C00-99、M00-99等部分常用的軟器件可直接進(jìn)行置位，對(duì)于特殊功能輔助繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器不能直接置位調(diào)試。6-2程序啟動(dòng)時(shí)調(diào)試及運(yùn)行監(jiān)控將X0按下系統(tǒng)啟動(dòng)，此時(shí)警示綠燈Y15亮，警示黃燈Y16閃爍，無6-26-2程序啟動(dòng)時(shí)調(diào)試及運(yùn)行監(jiān)控將物料檢測(cè)傳感器X3置位，此時(shí)警示黃燈Y15停止閃爍，將推料伸出限位傳感器X6置位，此時(shí)物料推出氣缸Y3動(dòng)作。X6復(fù)位，推料伸出傳感器X4復(fù)位，6-3。分揀調(diào)試Y17向變頻器發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)物料為Y12動(dòng)作將物料推入料槽一。33PLC發(fā)出一個(gè)信號(hào)，使電機(jī)停轉(zhuǎn)。調(diào)試輸入輸出狀態(tài)6-4。6-3上料結(jié)構(gòu)上料時(shí)運(yùn)行監(jiān)控6-4金屬物料分揀時(shí)運(yùn)行監(jiān)控34求。時(shí)序圖輔助調(diào)試進(jìn)行輔助調(diào)試，通過時(shí)序圖就可以更清晰的看出軟元件狀態(tài)的變化。如圖6-5所示為時(shí)序的樣板。6-5輔助調(diào)試時(shí)序圖擬調(diào)試完成。程序的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試FX2N型可編程控制器的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。35PLC的外部接線圖和軟件部分的梯形圖程序設(shè)計(jì)中的問題，經(jīng)過仔細(xì)推敲及時(shí)加以解決。調(diào)試過程：檢查連線，要逐點(diǎn)進(jìn)行，確保正確無誤。檢查輸入輸出接口。將調(diào)試好的程序傳輸?shù)娜釬X-2N型PLC中。檢測(cè)搬運(yùn)機(jī)械手手動(dòng)部分和自動(dòng)部分。進(jìn)行系統(tǒng)半自動(dòng)調(diào)試。進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)工作調(diào)試。異常條件檢查，完成上述所有的調(diào)試工作，系統(tǒng)調(diào)試完成。36結(jié)論P(yáng)LC及傳感器技術(shù)的工作原理、適用領(lǐng)域做出了詳細(xì)PLC設(shè)計(jì)出了材料分揀系統(tǒng)具有很高的實(shí)用價(jià)值。制技術(shù)等基本知識(shí)。統(tǒng)進(jìn)行一些改進(jìn)。進(jìn)入、彈出傳送帶打下基礎(chǔ)。在硬件上進(jìn)一步改進(jìn)擋板、出料軌道、傳送帶、進(jìn)速度的可控制性、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分揀效率的