大小球自動(dòng)分揀裝置的設(shè)計(jì)

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 36 頁 共 36 頁1 緒論工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域,無論是過程控制系統(tǒng)還是傳動(dòng)控制系統(tǒng),都包含著大量的開關(guān)量和模擬量。開關(guān)量也稱數(shù)字量,如電動(dòng)機(jī)的啟停、閥門的開閉、電子線路的轉(zhuǎn)置位與復(fù)位、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等；模擬量也稱連續(xù)量,如不斷變化的溫度、壓力、速度、流量、液位等。從生產(chǎn)機(jī)械所應(yīng)用的電器與控制方法看,最初是采用一些手動(dòng)電器來控制執(zhí)行電器,這類手動(dòng)控制適用于一些容量小、操作單一和場(chǎng)合。隨后發(fā)展為采用自動(dòng)控制電器的繼電-接觸器控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格低廉,維護(hù)方便,抗干擾強(qiáng),因而廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械設(shè)備上。但由于該控制形式是固定接線,通用和靈活性差,

2、又由于采用有觸點(diǎn)的開關(guān)動(dòng)作,工作頻率低,觸點(diǎn)易損壞,可靠性差。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們對(duì)所用控制設(shè)備不斷提出新的要求。具有程序變更容易、程序存儲(chǔ)量大、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)的由集成電路組成的順序控制器應(yīng)運(yùn)而生。所謂順序控制,是以預(yù)先規(guī)定也的時(shí)間或條件為依據(jù),按預(yù)先規(guī)定好的動(dòng)作次序,對(duì)控制過程各階段順序地進(jìn)行以開關(guān)量為主的自動(dòng)控制。曾經(jīng)流行的順序控制器主要有3種類型:基本邏輯型、條件步進(jìn)型和時(shí)間步進(jìn)型。其特點(diǎn)是:通用性和靈活性強(qiáng),通過更改程序可以很方便地適應(yīng)經(jīng)常更改的控制要求,容易對(duì)大型、復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行控制,但程序的實(shí)現(xiàn)和更改方式并沒有從本質(zhì)上改變,仍然是對(duì)硬件進(jìn)行設(shè)置和更改。1.1 選題背

3、景1969年,結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器接觸控制技術(shù)誕生出了可編程邏輯控制器PLC(Programmable Logic Controller) ,它具有邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能,并取代了繼電-接觸器控制。PLC采用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序和順序執(zhí)行的原理；編程語言采用直觀的類似繼電-接觸器控制電路圖的梯形語言,這使得控制現(xiàn)場(chǎng)的工作人員可以很容易地學(xué)習(xí)和使用?？刂瞥绦虻母目梢酝ㄟ^直接改變存儲(chǔ)器中的應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn),由于軟件的更改極易實(shí)現(xiàn),從而在實(shí)現(xiàn)方式上有了本質(zhì)的飛躍,其通用性和靈活性進(jìn)一步增強(qiáng)。隨著時(shí)代的發(fā)展,PLC技術(shù)也在不斷的發(fā)展,相繼出現(xiàn)了以微處理器為核心的可編程序控制ICU(Industrial

4、 Control Unit)和由中央微處理器(CPU) 、大規(guī)模集成電路、電子開關(guān)、功率輸出器件等組成的可編程控制器PC(Programmable Controller) 。在其技術(shù)發(fā)展迅猛的今天,這個(gè)課題值得我們?nèi)プ屑?xì)研究與學(xué)習(xí)應(yīng)用 1,2 。圖11 PLC的基本組成1.2 可編程控制器（PLC）歷史與發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 可編程控制器的歷史1969年,美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC公司)研制出第一臺(tái)可編程序控制器PDP-14,在美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功,并取得了滿意的效果,可編程序控制器自此誕生?？删幊绦蚩刂破髯詥柺酪詠?發(fā)展極為迅速。1971年,日本開始生產(chǎn)可編程序控制器。1973年,

5、歐洲開始生產(chǎn)可編程序控制器。到現(xiàn)在世界各國的一些著名的電氣工廠幾乎都在生產(chǎn)可編程序控制器裝置。可編程序控制器已作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)設(shè)備被列入生產(chǎn)中,成為當(dāng)代電控制裝置的主導(dǎo)。1.2.2 可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)早期的可編程序控制器主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成,它采用了一些計(jì)算機(jī)技術(shù)但簡化了計(jì)算機(jī)的內(nèi)部電路,對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)性較好,指令系統(tǒng)簡單,一般只具有邏輯運(yùn)算的功能。伴隨著微電子技術(shù)、控制技術(shù)與信息技術(shù)的不斷發(fā)展,可編程序控制器也在不斷的發(fā)展?？删幊绦蚩刂破鞯陌l(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)速度更快,體積更?。?2)工業(yè)控制技術(shù)的集成；(3)開放性及與主流計(jì)算機(jī)的結(jié)合；(4)仿真

6、軟件的開發(fā)；(5)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程服務(wù)3,4。1.3 PLC的工作原理PLC是基于電子計(jì)算機(jī)的工業(yè)控制器,從PLC產(chǎn)生的背景來看,PLC系統(tǒng)與繼電-接觸器控制系統(tǒng)有著極深的淵源,因此,可以比照繼電-接觸器控制系統(tǒng)來學(xué)習(xí)PLC的工作原理。1.3.1 PLC的等效電路一個(gè)繼電-接觸器控制系統(tǒng)必然包括3個(gè)部分:輸入部分、邏輯電路部分、輸出部分。輸入部分的組成元件大體上是各類按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)等；輸出部分則是各種電磁閥線圈、接觸器、信號(hào)指示燈等執(zhí)行元件。將輸入與輸出聯(lián)系起來的就是邏輯電路部分,一般由繼電器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等元件的觸點(diǎn)、線圈按照要求的邏輯關(guān)系連接而成,能夠根據(jù)一定的輸入

7、狀態(tài)輸出所要求的控制動(dòng)作。PLC系統(tǒng)也同樣包含這3個(gè)部分,唯一的區(qū)別是:PLC的邏輯電路部分用軟件來實(shí)現(xiàn), 用戶所編制的控制程序體現(xiàn)了特定的輸入/輸出邏輯關(guān)系。圖12 PLC等效電路當(dāng)用PLC來完成控制任務(wù)時(shí),可將輸入條件接入PLC,而用PLC的輸出單元驅(qū)動(dòng)接觸器KM,它們之間要滿足的邏輯關(guān)系由程序?qū)崿F(xiàn)。如圖12所示,輸入按鈕信號(hào)經(jīng)過PLC的接線端子進(jìn)入輸入接口電路,PLC的輸出經(jīng)過輸出接口、輸出端子驅(qū)動(dòng)接觸器KM；用戶程序所采用的編程語言為梯形圖語言。輸入映像對(duì)應(yīng)的是PLC內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,而非實(shí)際的繼電器線圈。圖中X、Y分別表示輸入、輸出接口的地址,也對(duì)應(yīng)著存儲(chǔ)器空間中特定的存儲(chǔ)位,這些位

8、的狀態(tài)(ON或者OFF)表示相應(yīng)的輸入、輸出端口狀態(tài)。每一個(gè)輸入、輸出端口的地址是唯一固定的,PLC的接線端子號(hào)與這些地址一一對(duì)應(yīng)。由于所有的輸入、輸出狀態(tài)都是由存儲(chǔ)器位來表示的,它們并不是物理上實(shí)際存在的繼電器線圈,所以常稱它們?yōu)椤败浽?它們的常開、常閉觸點(diǎn)可以在程序中無限次使用。1.3.2 PLC的工作過程PLC的工作過程以循環(huán)掃描的方式進(jìn)行,當(dāng)PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí),其運(yùn)行周期可劃分為3個(gè)基本階段:輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。1）輸入采樣階段在這個(gè)階段,PLC逐個(gè)掃描每個(gè)輸入端口,將所有輸入設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)保存到相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū),把專用于存儲(chǔ)輸入設(shè)備狀態(tài)的存儲(chǔ)區(qū)稱為輸入映像寄存

9、器。輸入映像寄存器的狀態(tài)被刷新后,將一直保存,直到下一個(gè)循環(huán)才會(huì)被重新刷新,所以當(dāng)輸入采樣階段結(jié)束后,如果輸入設(shè)備的狀態(tài)發(fā)生變化,也只能在下一個(gè)周期才能被PLC接收到。2）程序執(zhí)行階段PLC將所有的輸入狀態(tài)采集完畢后,進(jìn)入用戶程序的執(zhí)行階段。所謂用戶程序的執(zhí)行并非是系統(tǒng)將CPU的工作交由用戶程序來管理,CPU所執(zhí)行的指令仍然是系統(tǒng)程序中的指令。在系統(tǒng)程序的指示下,CPU從用戶程序存儲(chǔ)區(qū)逐條讀取用戶指令,經(jīng)解釋后執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作,產(chǎn)生相應(yīng)結(jié)果,刷新相應(yīng)的輸出映像寄存器,期間需要用到輸入映像寄存器、輸出映像寄存器的相應(yīng)狀態(tài)。當(dāng)CPU在系統(tǒng)程序的管理下掃描用戶程序時(shí),按照先下而上、先左后右的順序依次讀取

10、梯形圖中的指令。當(dāng)用戶程序被完全掃描一遍后,所有的輸出映像都被依次刷新,系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)階段輸出刷新階段。3）輸出刷新階段在這個(gè)階段,系統(tǒng)程序?qū)⑤敵鲇诚窦拇嫫髦械膬?nèi)容傳送到輸出鎖存器中,經(jīng)過輸出接口、輸出端子輸出,驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。輸出鎖存器一直將狀態(tài)保持到下一個(gè)循環(huán)周期,而輸出映像寄存器的狀態(tài)在程序執(zhí)行階段是動(dòng)態(tài)的5,6。1.4 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)PLC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要為軟件設(shè)計(jì)，它是硬件知識(shí)和軟件知識(shí)的綜合體現(xiàn)，既要有PLC、計(jì)算機(jī)、控制技術(shù)的知識(shí)，又要有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。其中第一步就是要根據(jù)被控對(duì)象（機(jī)電設(shè)備或過程）的控制要求及系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的要求，為應(yīng)用軟件的編程提出明確的目的、依據(jù)、要求和

11、指標(biāo)，并根據(jù)其編寫相應(yīng)的程序。1.4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則1）最大限度的滿足被設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求；2）在滿足控制要求的前提下,力求簡單、經(jīng)濟(jì),操作方便；3）保證控制系統(tǒng)工作安全可靠；4）考慮到今后的發(fā)展改進(jìn),應(yīng)適應(yīng)留有進(jìn)一步擴(kuò)展的余地。1.4.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容1）擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件,它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)；2）選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)；3）選定PLC的型號(hào)；4）編制PLC的輸入/輸出分配表或繪制輸入/輸出端子接線圖；5）根據(jù)系統(tǒng)要求編寫軟件說明書,然后再進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；6）重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì),增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善關(guān)系；7）設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)

12、準(zhǔn)電器元部件；8）編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書。1.4.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟由于PLC的結(jié)構(gòu)的工作方式與一般微型計(jì)算機(jī)和繼電器相比各有特點(diǎn),所以其設(shè)計(jì)的步驟也不相同,具體設(shè)計(jì)步驟如下:1）詳細(xì)了解被控對(duì)象的生產(chǎn)工藝過程,分析控制要求；2）根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入/輸出設(shè)備；3）選擇PLC類型；4）分配PLC的I/O點(diǎn),設(shè)計(jì)I/O連接圖；5）PLC軟件設(shè)計(jì),同時(shí)可進(jìn)行控制臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工；6）系統(tǒng)調(diào)試,固化程序,交付使用。其設(shè)計(jì)步驟流程如圖13所示。圖13 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟1.5 PLC的選型在滿足控制要求的前提下,選型時(shí)應(yīng)選擇最佳的性能價(jià)格比,具體考慮以下幾點(diǎn):(1)性

13、能與任務(wù)適應(yīng)對(duì)于開關(guān)量控制系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng),當(dāng)對(duì)控制要求不高時(shí),可選用小型PLC(如西門子S7200系列PLC或OMRON系列CPM1A/CPM2A型PLC)就能滿足要求,如對(duì)小型泵的順序控制、單臺(tái)機(jī)械的自動(dòng)控制等。與本課題的研究方向相吻合。(2)PLC的處理速度應(yīng)滿足實(shí)時(shí)控制的要求PLC工作時(shí),從輸入信號(hào)控制存在著滯后現(xiàn)象,即輸入量的變化,一般要在12個(gè)掃描周期之后才能反映到輸出端,這對(duì)于一般工業(yè)控制是允許的。但有些設(shè)備的實(shí)時(shí)性要求較高,不允許有較大的滯后時(shí)間。例如PLC的I/O點(diǎn)數(shù)在幾十到幾千點(diǎn)范圍內(nèi),這時(shí)用戶應(yīng)用程序的長短對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)速度的快慢會(huì)有較大的差別。滯后時(shí)間應(yīng)控制在幾十毫秒之內(nèi),應(yīng)

14、小于普通繼電器的反應(yīng)時(shí)間。(3)PLC應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理,機(jī)型系列應(yīng)統(tǒng)一PLC在結(jié)構(gòu)上分為整體式和模塊式兩種。整體式結(jié)構(gòu)把PLC的I/O和CPU共同放在一塊電路板上,省去插接環(huán)節(jié),體積小,每一I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜,適用于工藝過程比較穩(wěn)定、控制要求比較簡單的系統(tǒng)。模塊式的功能擴(kuò)展,I/O點(diǎn)數(shù)的增減,輸入與輸出點(diǎn)數(shù)的比例,都比整體式靈活。維修更改模塊、判斷與處理故障更方便,適用于工藝過程變化較多、控制要求復(fù)雜的系統(tǒng)。綜合以上的幾點(diǎn),本課題選用的為OMRON系列CPM1A/CPM2A型PLC。1.6 PLC容量的選擇首先要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析,把所有I/O點(diǎn)找出來,包括開關(guān)量I/O的模

15、擬量I/O,以及這些I/O點(diǎn)的性質(zhì)。I/O 點(diǎn)的性質(zhì)主要是指它們是直流信號(hào)還是交流信號(hào),它們的電源電壓,以及輸出是用繼電器型還是晶體管或是可控硅型?？刂葡到y(tǒng)輸出點(diǎn)的類型非常關(guān)鍵,如果它們這中既有交流220V的接觸器、電磁閥,又有直流24V的指示燈,則最后選用的PLC的輸出點(diǎn)數(shù)有可能大于實(shí)際點(diǎn)數(shù)。因?yàn)镻LC的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組共用一個(gè)公共端,這一組輸出只能有一種電源的種類和等級(jí)。不認(rèn)真選擇容易造成輸出點(diǎn)數(shù)的浪費(fèi),增加成本。確定選用PLC的類型和I/O的點(diǎn)數(shù)以后,就要對(duì)用戶存儲(chǔ)器容量進(jìn)行估算。用戶程序所需內(nèi)存容量受到內(nèi)存利用率、開關(guān)量輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、模擬量輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和用戶編程水平等幾個(gè)主要因

16、素的影響。PLC開關(guān)量輸入/輸出總點(diǎn)數(shù)是計(jì)算所需內(nèi)存容量的重要依據(jù)。一般系統(tǒng)中,開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出的比為6:4。這方面的經(jīng)驗(yàn)公式是根據(jù)開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出的總點(diǎn)數(shù)給出的所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)計(jì)算分式為：所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量(輸入+輸出)總點(diǎn)數(shù)10具有模擬量控制的系統(tǒng)就要用到數(shù)字傳送和運(yùn)算等功能指令,這些功能指令的內(nèi)存利用率較低,因此所占的內(nèi)存數(shù)較多。在只有模擬量輸入的系統(tǒng)中,一般要對(duì)模擬量進(jìn)行讀入、數(shù)字濾波、傳送和比較運(yùn)算。在模擬量輸入和輸出同時(shí)存在的情況下,運(yùn)算較為復(fù)雜,內(nèi)存需要量大。一般情況下的經(jīng)驗(yàn)公式為：只有模擬量輸入時(shí):所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)100模擬量輸入/輸出同時(shí)存在:所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=

17、模擬量點(diǎn)數(shù)200這些經(jīng)驗(yàn)公式的算法是在10個(gè)模擬量左右,當(dāng)點(diǎn)數(shù)小于10時(shí),內(nèi)存字?jǐn)?shù)要適當(dāng)加大,點(diǎn)數(shù)多時(shí)可適當(dāng)減少。對(duì)于同樣的系統(tǒng),不同用戶編寫的程序可能會(huì)使程序長短和執(zhí)行時(shí)間差距很大,一般來說,對(duì)初學(xué)者應(yīng)為內(nèi)存多留一些余量。經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式:總存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)= (開關(guān)輸入點(diǎn)數(shù)開關(guān)輸出點(diǎn)數(shù))10模擬點(diǎn)數(shù)150。然后按計(jì)算存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)的25%考慮余量。PLC常用的內(nèi)存有EPROM、EPROM和帶鋰電池供電的RAM。一般微型和小型PLC的存儲(chǔ)容量是固定的,介于1KB2KB之間。用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān),如I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。因此在程序設(shè)計(jì)之前只能粗略地估算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),每

18、個(gè)I/O點(diǎn)及有關(guān)功能元件占用的內(nèi)存大致如下:開關(guān)量輸入元件:10B20B/點(diǎn)；開關(guān)量輸出元件:5B10B/點(diǎn)；定時(shí)器/計(jì)速器:2B/個(gè)；模擬量:100B150B/點(diǎn)；通信接口:一個(gè)接口一般需要300B以上。根據(jù)上面算出的總字節(jié)數(shù)再考慮25%左右的備用量,就可估算出用戶程序所需的內(nèi)存容量,從而選擇合適的PLC內(nèi)存。2 設(shè)計(jì)方案的選擇根據(jù)任務(wù)書設(shè)定的課題內(nèi)容和要求，我們需要采用PLC編程來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的控制；而對(duì)于分揀的方式，我們則有不同的選擇，下面是重點(diǎn)考慮的2種設(shè)計(jì)方案：1.采用輸送帶分揀大小球這種設(shè)計(jì)方案主要采用輸送帶輸送球體，并在主輸送帶上安裝傳感器，通過傳感器分分辨出球體大小，然后通過

19、輸送帶的分支結(jié)構(gòu)，將進(jìn)行過直徑檢測(cè)的球體分別輸送到不同的球缸中。其示意圖如下圖21小球大球圖21 輸送帶分揀大小球示意圖這種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是：能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的分揀，并且傳感器的選擇多樣，不局限于某一類型的傳感器；但對(duì)于本次的課題來說，它并不適合。此次的課題設(shè)計(jì)屬于小型的設(shè)計(jì)研究，采用上述的方案設(shè)計(jì)會(huì)造成資源的浪費(fèi)，所以這個(gè)方案不被采用。2.機(jī)械臂吸附小球第二種方案是通過磁鐵吸附鋼球并通過機(jī)械臂沿橫梁的左右移動(dòng)來達(dá)到大小球分揀的目的。其示意圖如下圖22，相對(duì)于第一種方案，它具有小型簡便，節(jié)省資源等優(yōu)點(diǎn)。電磁吸附，傳感器分辨大小球小球往左大球往右圖22 機(jī)械臂分揀大小示意圖而這種方案對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂

20、的左右移動(dòng)主要有2種方法：（1）利用液壓缸實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂雙向運(yùn)動(dòng)（2）利用電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制機(jī)械臂左右移動(dòng)兩種方法各有其優(yōu)越之處，都是本課題研究很好的實(shí)現(xiàn)方法，因?yàn)橐簤候?qū)動(dòng)通常用液壓油作為工作介質(zhì)，但基于環(huán)保和節(jié)約的原則，本次選擇采用電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制機(jī)械臂的移動(dòng)。3 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 控制按鈕和行程開關(guān)的選擇3.1.1 控制按鈕的選擇控制按鈕簡稱按鈕，是一種結(jié)構(gòu)簡單使用廣泛的手動(dòng)主令電器，在控制電路中作遠(yuǎn)距離手動(dòng)控制電磁式電器使用，也可以用來轉(zhuǎn)換各種信號(hào)電路和電氣聯(lián)鎖電路等?？刂瓢粹o可做成單式（一個(gè)按鈕）、復(fù)式（兩個(gè)按鈕）和三聯(lián)式（有三個(gè)按鈕）的型式。這便于識(shí)別各個(gè)按鈕的作用，

21、避免誤操作，通常在按鈕上作不同標(biāo)志或涂以不同顏色。這次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要用到三聯(lián)式按鈕，分別表示啟動(dòng)、復(fù)位和停止。3.1.2 行程開關(guān)的選擇行程開關(guān)分為直動(dòng)式,滾輪式和微動(dòng)式3種。直動(dòng)式行程開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,成本低,但容易燒壞觸頭；滾動(dòng)式行程開關(guān)克服了直動(dòng)式行程開關(guān)的缺點(diǎn),但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格也較高。因?yàn)闄C(jī)械臂的行程比較小而作用力也很小,我們采用具有瞬時(shí)動(dòng)作和微小行程的微動(dòng)開關(guān)。3.2 接觸器、時(shí)間繼電器、熔斷器的選擇3.2.1 接觸器的選擇電磁式接觸器是利用電磁吸力的作用使主觸頭閉合或分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)電路或其他負(fù)載電路的控制電器。其最主要用途是控制電機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和調(diào)速等，因此它是電力拖動(dòng)控制

22、系統(tǒng)中最重要也是最常用的控制器。在工業(yè)電氣中，接觸器的型號(hào)很多，電流在5A-1000A的不等，其用處相當(dāng)廣泛。通用接觸器可大致分以下兩類：1交流接觸器：主要有電磁機(jī)構(gòu)。觸頭系統(tǒng)。滅弧裝置等組成；常用的是CJ10、CJ12、CJ12B等系列；2直流接觸器：一般用于控制直流電器設(shè)備，線圈中通以直流電，直流接觸器的動(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)基本上與交流接觸器是相同的。表31 接觸器常見使用類別及典型用途電流種類使用類別典型用途AC（交流）AC1AC2AC3AC4無感或微感負(fù)載、電阻爐繞線式電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和中斷籠型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和中斷籠型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反向和點(diǎn)動(dòng)DC（直流）DC1DC2DC3 無感或微感負(fù)載

23、、電阻爐 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反向和點(diǎn)動(dòng) 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反向和點(diǎn)動(dòng)如上表所示，此次研究中我們需要利用電動(dòng)機(jī)的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)來達(dá)到自動(dòng)分揀的目的，且運(yùn)轉(zhuǎn)于交流電路中，所以我們選用AC4類別的接觸器7。表32 常用交流接觸器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)主觸頭輔助觸頭線圈可控制電器的最大功率/kW額定操作頻率/（次/h）對(duì)數(shù)額定電流/A額定電壓/V對(duì)數(shù)額定電流/A額定電壓/V電壓/V功率/W220V380VCJ0-10310380兩常開兩常閉538036110127220380142.54600CJ0-20320335.510CJ0-40340331120CJ0-75375552240CJ10-1

24、0310112.24CJ10-20320225.510CJ10-40340321120CJ10-603607017303.2.2 時(shí)間繼電器的選擇電磁式繼電器根據(jù)外來信號(hào)（電壓或電流），利用電磁原理使銜鐵產(chǎn)生閉合動(dòng)作，從而帶動(dòng)觸頭動(dòng)作，使控制電路接通或斷開，實(shí)現(xiàn)控制電路的狀態(tài)改變。值得注意的是，繼電器的觸頭不能用來接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，這也是繼電器與接觸器作用的區(qū)別。從得到輸入信號(hào)（線圈的通電或斷電）開始，經(jīng)過一定的延時(shí)后才輸出信號(hào)（觸頭的閉合或斷開）的繼電器，稱為時(shí)間繼電器。其延時(shí)方式有通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種。此時(shí)我們需要選用的時(shí)間繼電器須接于交流電路中，但精度要求不高，因而采用了國產(chǎn)的JS7

25、A系列空氣阻尼式時(shí)間繼電器 8 。3.2.3 熔斷器的選擇熔斷器在結(jié)構(gòu)上主要由熔斷管（或蓋、座）、熔體及導(dǎo)電部件等部分組成。而其中熔體是主要部分，它既是感測(cè)元件又是執(zhí)行元件。其作用是當(dāng)電路發(fā)生短路或過載故障時(shí)，通過熔體的電流使其發(fā)熱，當(dāng)達(dá)到溶化溫度時(shí)熔體自行熔斷，從而分?jǐn)喙收想娐?。顯見，熔斷器在電路中作過載和短路保護(hù)之用。選擇熔斷器的類型時(shí)，主要依據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小。本次研究的是小型的機(jī)械臂分揀系統(tǒng)，采用的是容量較小的電動(dòng)機(jī)，所以我們選用熔體為鉛鋅合金的RC1A系列熔斷器9。3.3 傳感器的選擇國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換

26、成可用信號(hào)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(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)10。3.3.1 傳感器的工作原理不同的傳感器有不同的工作原理，在這里就不全部敘述，在下文中將重點(diǎn)敘述研究所用的類型傳感器原理。3.3.2 傳感器的類型可以用不同的觀點(diǎn)對(duì)傳感器進(jìn)行分類：它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng))；它們的用途；它們的輸出信號(hào)類型以及制作它們的材料和工藝等。常見的傳感器類型有：電阻式傳感器電阻式傳感

27、器是將被測(cè)量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。壓阻式傳感器壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。用作壓阻式傳感器的基片（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(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。光敏傳感器光敏傳感器是最常見的傳感器之一，它的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽能電池、紅外

28、線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè)，它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器，對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè)，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一，它在自動(dòng)控制和非電量電測(cè)技術(shù)中占有非常重要的地位。3.3.3 傳感器的選型本課題研究的內(nèi)容主要是根據(jù)機(jī)械臂吸附鐵球質(zhì)量的大小來判斷其尺寸的大小，需要用到的是力學(xué)方面的傳感器，力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容

29、式壓力傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。因而我們這次選用也是壓阻式壓力傳感器。壓力傳感器是利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。用于壓力、拉力、壓力差和可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ淖兓钠渌锢砹浚ㄈ缫何弧⒓铀俣?、重量、?yīng)變、流量、真空度）的測(cè)量和控制（見加速度計(jì)）。單晶硅材料在受到力的作用后，電阻率發(fā)生變化，這種現(xiàn)象就稱為壓阻效應(yīng)，通過測(cè)量電路就可得到正比于力變化的電信號(hào)輸出。壓阻式壓力傳感器又稱為固態(tài)壓力傳感器，這種傳感器采用集成工藝將電阻條集成在單晶硅膜片上,制成硅壓阻芯片,并將此芯片的周邊固定封裝于外殼之內(nèi)，引出電極引線；它不

30、同于粘貼式應(yīng)變計(jì)需通過彈性敏感元件間接感受外力，而是直接通過硅膜片感受被測(cè)壓力的11。本課題利用的就是通過硅膜片感受被吸附的大小球的重量來判斷所吸住的球是大球還是小球，并將該信息傳給PLC芯片，從而控制觸發(fā)大小球控制開關(guān)動(dòng)作。3.4 電動(dòng)機(jī)的選擇3.4.1 電動(dòng)機(jī)簡述電動(dòng)機(jī)俗稱馬達(dá)，是一種將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，并可再使用機(jī)械能產(chǎn)生動(dòng)能，用來驅(qū)動(dòng)其他裝置的電氣設(shè)備。在機(jī)械、冶金、石油、煤炭、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其他各種工業(yè)中，電動(dòng)機(jī)被廣泛地應(yīng)用著。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電機(jī)作為自動(dòng)化系統(tǒng)的元件。一般電動(dòng)機(jī)主要由兩部分組成：固定部分稱為定子，旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子。另外還

31、有端蓋、風(fēng)扇、罩殼、機(jī)座、接線盒等。電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)按使用電源不同分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，電力系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)大部分是交流電機(jī)，可以是同步電機(jī)或者是異步電機(jī)（電機(jī)定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速）。根據(jù)研究需要，我們選用的是籠型異步電動(dòng)機(jī)12。3.4.2 電動(dòng)機(jī)工作原理異步電機(jī)的工作原理如下:當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)切割磁力線時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，“感應(yīng)電機(jī)”的名稱由此而來。感應(yīng)電流和磁場(chǎng)的聯(lián)合作用向電機(jī)轉(zhuǎn)子施加驅(qū)動(dòng)力。 三組繞組問彼此相差120度，每一組繞組都由三相交流電源中的一相供電。當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時(shí)，定子繞組就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)

32、磁場(chǎng)，其產(chǎn)生的過程如圖31所示。圖中分四個(gè)時(shí)刻來描述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生過程。電流每變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為：n=60f/P 式中f為電源頻率、P是磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)、n的單位是：每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。根據(jù)此式我們知道，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁極數(shù)和使用電源的頻率有關(guān)，為此，控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有兩種方法：1、改變磁極法；2、變頻法。以往多用第一種方法，現(xiàn)在則利用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的無級(jí)變速控制。 觀察圖31還可發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向與繞組中電流的相序有關(guān)。相序A、B、C順時(shí)針排列，磁場(chǎng)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，若把三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)，例如將B

33、相電流通入C相繞組中，C相電流通入B相繞組中，則相序變?yōu)椋篊、B、A，則磁場(chǎng)必然逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。利用這一特性我們可很方便地改變?nèi)嚯妱?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。 定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條（鼠籠條）將切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流又與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向以n1的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來。一般情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n1低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n。因?yàn)榧僭O(shè)n=n1，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就不會(huì)切割磁力線，也就不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n1必然小于n。為此我們稱三相電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)13。圖31 三相電動(dòng)機(jī)3.5 電磁閥的選擇3.

34、5.1 概述電磁閥是用來控制流體方向的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；通常用于機(jī)械控制和工業(yè)閥門上面，對(duì)介質(zhì)方向進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)閥門開關(guān)的控制。3.5.2 電磁閥工作原理電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個(gè)孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動(dòng)來檔住或漏出不同的排油的孔，而進(jìn)油孔是常開的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動(dòng)油缸的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。3.5.3 電磁閥的選型電磁閥選型首先應(yīng)該依次遵循安全性，可靠性，適用性，經(jīng)濟(jì)性四大

35、原則，其次是根據(jù)六個(gè)方面的現(xiàn)場(chǎng)工況(即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動(dòng)作方式、特殊要求進(jìn)行選擇)。電磁閥從原理上分為三大類：1.直動(dòng)式電磁閥：原理：通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但通徑一般不超過25mm。2.分步直動(dòng)式電磁閥：原理： 它是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口沒有壓差時(shí)，通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門打開。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí)，通電后，電磁力先導(dǎo)小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開；斷

36、電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門關(guān)閉。特點(diǎn)： 在零壓差或真空、高壓時(shí)亦能可動(dòng)作，但功率較大，要求必須水平安裝。3.先導(dǎo)式電磁閥：原理：通電時(shí)，電磁力把先導(dǎo)孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門打開；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)，關(guān)閉閥門。特點(diǎn)： 流體壓力范圍上限較高，可任意安裝（需定制）但必須滿足流體壓差條件。顯然，直動(dòng)式電磁閥較適合用于這次的研究14。4 大小球自動(dòng)分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)描述大小球自動(dòng)分揀系統(tǒng)的研究目的為利用

37、PLC編程與電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)大小一不的鋼球進(jìn)行分揀；其中基本的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制電路如下圖41所示： 圖41 基本的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路但是在實(shí)際的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，往往需要定時(shí)器參與控制，以保證其程序動(dòng)作不會(huì)出現(xiàn)紊亂15 。4.2 大小球分揀系統(tǒng)示意圖及操作面板4.2.1 分揀系統(tǒng)及工作方式示意圖根據(jù)方案的選擇，可以直接得出系統(tǒng)工作方式的示意圖，如下圖42所示。小球往左大球往右電磁吸附，傳感器分辨大小球圖42 工作示意圖4.2.2 PLC的控制面板圖啟動(dòng)復(fù)位停止單周期連續(xù)圖43 PLC控制面板圖上圖為控制系統(tǒng)的控制面板圖，當(dāng)選擇旋鈕指向連續(xù)時(shí)，則啟動(dòng)按鈕按下程序開始運(yùn)行后系統(tǒng)自動(dòng)循

38、環(huán)運(yùn)作直到停止按鈕被按下，并在程序運(yùn)行時(shí)，復(fù)位按鈕按下屬誤操作，無效。而當(dāng)旋鈕旋向單周期時(shí)，程序只運(yùn)行一周期，運(yùn)行完畢后，機(jī)械臂自動(dòng)復(fù)位，而運(yùn)作中按下復(fù)位按鈕也同樣無效。4.3 PLC的工序圖、梯形圖、指令表4.3.1 工作流程圖根據(jù)系統(tǒng)控制的要求，為了方便的分析問題，作出以下的工作流程圖。圖44 自動(dòng)分揀系統(tǒng)工作流程圖4.3.2 PLC的I/O分配表表41 PLC的I/O分配表輸入地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備輸出地址對(duì)應(yīng)設(shè)備的操作00000設(shè)備的啟動(dòng)按鈕01000機(jī)械臂上升00001上移限位開關(guān)01001機(jī)械臂下降00002下移限位開關(guān)01002機(jī)械臂左行00003左移限位開關(guān)01003機(jī)械臂右行00

39、004右移限位開關(guān)01004機(jī)械臂吸球/放球00005大球的選擇開關(guān)01005原位指示燈00006小球的選擇開關(guān)01006已吸球/放球指示燈00007吸到/已放球開關(guān)定時(shí)器定時(shí)時(shí)間00008原位限位開關(guān)TIM0002S00009設(shè)備的停止按鈕TIM0012S00010復(fù)位按鈕10000連續(xù)運(yùn)行開關(guān)10001單周期運(yùn)行開關(guān)4.3.3 PLC的外部接線圖圖45 PLC外部接線圖結(jié)合工作流程圖與I/O分配表，我們可以得出如上圖45所示的外部接線圖，每個(gè)輸入與輸出端子對(duì)應(yīng)相應(yīng)的開關(guān)與線圈。各觸點(diǎn)作用如圖所示。4.3.4 順序功能（SFC）圖分析控制的要求，將控制過程分成若干個(gè)工作步，明確每個(gè)步的功能，

40、明確步的轉(zhuǎn)換，再確定步的轉(zhuǎn)換條件，再結(jié)合工作流程圖，可以得出以下的系統(tǒng)順序功能圖。圖46 自動(dòng)分揀系統(tǒng)順序功能圖4.3.5 機(jī)械臂梯形圖程序匯總根據(jù)順序功能圖，逐步編寫，得出程序梯形圖如下：4.3.6 PLC的編程語句表根據(jù)上述的梯形圖，利用SYSMACCPT軟件，得出以下的語句表。LD 00010MOV(21) #0001200LD 20009OR 20010AND 00008AND TIM001 OR 00000 OR 20000 AND NOT 20001 OUT 20000 LD 20000 AND 00010OR 20001AND NOT 20002OUT 20001LD 20001

41、AND 00002OR 20002AND NOT 20003OUT 20002LD 20002AND 00007AND NOT 20004AND NOT 00005OUT 20003LD 20003AND 00001AND 00006 OR 20004 AND NOT 20006AND NOT 20005OUT 20004LD 20003 AND 00001 AND 00005 OR 20005 AND NOT 20006 AND NOT 20004 OUT 20005LD 20004AND 00003LD 20005AND 00004OR LD OR 20006AND NOT 20007OU

42、T 20006LD 20006AND 00002OR 20007AND NOT 20008OUT 20007LD 20007AND 00007OR 20008 AND NOT 20009AND NOT 20010OUT 20008LD 20008AND 00001OR 20009AND NOT 20000AND NOT 20010OUT 20009LD 20008AND 00001OR 20010AND NOT 20000AND NOT 20009OUT 20010LD 00007TIM TIM000#0020LD TIM000OUT 01006LD 00008TIM TIM001#0020L

43、D TIM001OR 00010OUT 01005LD 20003OR 20008OUT 01000LD 20001OR 20006OUT 01001LD 20004AND NOT 00003LD 20010AND NOT 00008OR LD OUT 01002LD 20005AND NOT 00004LD 20009AND NOT 00008OR LD OUT 01003LD 20002OR 20007OUT 01004END（01）4.4 操作原理簡要說明（1）步20000該步為初始步，是前面兩個(gè)選擇分支的合并步。因此，使20000成為活動(dòng)步的每件是：00000為ON，或步20009與2

44、0010之一為ON且00008與TIM001為ON。當(dāng)步20001成為活動(dòng)步時(shí)，步20000變?yōu)椴换顒?dòng)步。所以把常閉觸點(diǎn)20001與步20000的控制位線圈相串聯(lián)，再加上本位的自鎖，畫出的梯形如圖47（a）所示。（2）步20001、步20002和步20007步20001和步20002同為單序列步，以步20001為例，成為活動(dòng)步的條件是步20000為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件00010為ON。當(dāng)步20002成為活動(dòng)步時(shí)，步20001變?yōu)椴换顒?dòng)步，所以常閉觸點(diǎn)20002與步20001的線圈相串聯(lián)，再加上本位自鎖，畫出的梯形圖如圖47（b）所示。步20002與步20007的梯形圖與步20001相似，在這里就不

45、作贅述。（3）步20003的步20008步20003和步20008同為選擇序列的開始，該步后續(xù)是兩個(gè)選擇分支。步20003的線圈需要與常閉觸點(diǎn)20004和20005相串聯(lián)，這是因?yàn)椋瑹o論選擇了哪個(gè)分支，即不論步20004還是步20005成為活動(dòng)步，步20004都要成為不活動(dòng)步。其梯形圖如圖47（c）所示。步20008與步20003相似，在這里就不作贅述。（4）步20004、步20005、步20009和步20010步20004的梯形圖如圖47（d）所示，線圈20004與常閉觸點(diǎn)20005和20006相串聯(lián)，這樣，如果步20005已經(jīng)成為活動(dòng)步，即使步20004的條件也滿足也不會(huì)成為活動(dòng)步，從而實(shí)現(xiàn)了步20004和步20005之間（即兩個(gè)選擇分支之間）的聯(lián)鎖。步20005與步20004類似，同理也適用于同為選擇分支的步20009與步20010。（5）步20006步20006也為兩個(gè)選擇分支的合并步，其成為活動(dòng)步的條件是：步20004為活動(dòng)步且00003為ON或20005為活動(dòng)步且00004為ON，所以這兩個(gè)條件之間是“或”的關(guān)系。當(dāng)步20007變