plc材料分揀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

緒論物料分揀技術(shù)經(jīng)過(guò)了許多年的發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被人們知道和了解?，F(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用到了眾多的行業(yè)中，比如物流服務(wù)、貨物運(yùn)輸、商品管理、工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)銷售等行業(yè)。甚至是在軍事裝備的工程項(xiàng)目中也運(yùn)用了物料分揀技術(shù)。因此可以看出這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)和人們的生活密切相關(guān)。系統(tǒng)中我們就以PLC為核心來(lái)設(shè)計(jì)一項(xiàng)基于PLC的物料自主分揀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要圍繞硬件和軟件這兩方面來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)從物料自主分揀系統(tǒng)的傳感器、PLC系統(tǒng)控制器、傳送帶、氣缸這幾個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)主要從PLC的類型選擇進(jìn)行設(shè)計(jì)和上位機(jī)的監(jiān)控功能方面來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.1選題的背景及研究意義隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及通信技術(shù)和信息安全的快速發(fā)展，信息的傳輸、處理以及儲(chǔ)存的能力逐漸變得強(qiáng)大，物料自主分揀系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。只有信息采集與輸入信息足夠準(zhǔn)確，才能確保信息的有效。在上世紀(jì)中期，這項(xiàng)技術(shù)的使用標(biāo)志著我國(guó)的物流管理從傳統(tǒng)的人工分揀向自動(dòng)化分揀轉(zhuǎn)變。因此準(zhǔn)確有效的完成物料自主分揀傳輸和處理成為了PLC控制物料分揀系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟。研究物料自主分揀系統(tǒng)的目的是解放人們的雙手，降低勞動(dòng)力，提高分揀的效率。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)：在我國(guó)基本物流行業(yè)起步較晚，物料分揀在人工中所占的比例較高。物料分揀系統(tǒng)有很多的好處，但是也有一定的缺點(diǎn)，要求它使用的工作人員具有一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求，在一些國(guó)家的一些行業(yè)不用自動(dòng)分揀的情況也很多。主要有以下兩個(gè)原因：一是投入大，回收慢，設(shè)備的情況復(fù)雜多變，運(yùn)行成本和投資成本高，需要有穩(wěn)定的資源作為保證。二是自動(dòng)分揀系統(tǒng)對(duì)商品包裝有要求有一定的局限性。但隨著物流行業(yè)的快速發(fā)展，高效率的分揀系統(tǒng)方式被人們?cè)絹?lái)越關(guān)注，特別是我國(guó)加入世界貿(mào)易組織(WTO)后，我國(guó)工業(yè)效率提升在持續(xù)增長(zhǎng)。國(guó)外：國(guó)外從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，歐美等其他國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始研究分揀系統(tǒng)模型了，Harvey.SubcommandRichards.Muffin在1960年提出來(lái)為亨氏公司(H.J.HeinzCompany)開(kāi)發(fā)。20世紀(jì)80年代后，國(guó)外的分揀系統(tǒng)發(fā)展越來(lái)越來(lái)迅速，他們將不同輸送帶有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)高效的物料分揀固定形狀；同樣另外一些人研究從物料搬運(yùn)到物料檢測(cè)、分揀系統(tǒng)傳送帶之間如何構(gòu)建，以及如何搭配傳送帶的輸送線，構(gòu)建一個(gè)良好的物料工序檢測(cè)、分揀、搬運(yùn)系統(tǒng)。目前，國(guó)際上有比較先進(jìn)的自動(dòng)分揀機(jī)，有小物品型自動(dòng)分揀機(jī)、小型中速自動(dòng)分揀機(jī)、推塊式自動(dòng)分揀機(jī)、數(shù)字式分揀系統(tǒng)和全自動(dòng)分揀系統(tǒng)等等。

2物料自主分揀系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1物料自主分揀技術(shù)目前，物流行業(yè)的高端科技產(chǎn)品(自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)分揀機(jī)和自動(dòng)化信息處理以及通訊等)被不斷應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。自主分揀系統(tǒng)出現(xiàn)在公眾眼前是在第一次世界大戰(zhàn)之后，美國(guó)和日本配送物料所采用的一種設(shè)備，自主分揀系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家物流中心不可或缺的一部分。隨著科技的進(jìn)步，電子標(biāo)簽的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的引進(jìn)，物料自主分揀的相關(guān)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展空間會(huì)變得越來(lái)越大。2.2物料自主分揀技術(shù)的特點(diǎn)我們所研究的物料自主分揀系統(tǒng)不僅有人工分揀和半自動(dòng)化的分揀的優(yōu)點(diǎn)，還具備以下幾種特點(diǎn)：1.使用的效率高。我們研究物料的自主分揀系統(tǒng)要在受不同時(shí)間、氣候、人力、溫度等諸多方面的影響下，還能夠繼續(xù)進(jìn)行自主分揀，并且可以進(jìn)行大批量的貨物分揀。2.誤差小。物料自主分揀系統(tǒng)的誤差率很大程度上取決于輸入信息的準(zhǔn)確度的原因問(wèn)題，其中產(chǎn)品的信息識(shí)別和載體起主要作用。在物料自主分揀系統(tǒng)中我們使用的是掃碼槍掃描條形碼輸入，只要我們能夠保證條形碼沒(méi)有錯(cuò)誤，那么它的出錯(cuò)的概率就會(huì)很小。掃碼槍掃描條形碼輸入能夠解決我們系統(tǒng)讀取信息不準(zhǔn)確的問(wèn)題，能提高物料自主分揀系統(tǒng)的抗干擾能力和穩(wěn)定性。3.可以基本上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)沒(méi)有人。研究物料自主分揀系統(tǒng)最重要的是解決勞動(dòng)力人員多和降低勞動(dòng)人員的工作強(qiáng)度問(wèn)題。2.3物料自主分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想當(dāng)系統(tǒng)應(yīng)用在快遞行業(yè)時(shí)，我們可以把物料自主分揀系統(tǒng)的類別按照地區(qū)來(lái)區(qū)分規(guī)定第一類我們分為貴州省的貴陽(yáng)市的、第二類分為貴州省遵義市的、第三類為貴州省安順市的、第四類為前面三類所沒(méi)有識(shí)別出來(lái)的。當(dāng)然我們所研究的系統(tǒng)并不是只能用在快遞行業(yè)，其他行業(yè)也可以適用。當(dāng)然也可以應(yīng)用到其他行業(yè)，具體應(yīng)用到某個(gè)行業(yè)時(shí)只需要把對(duì)應(yīng)的類別改變成為自己所需要的那一個(gè)類別即可。下面我們就圍繞此系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行研究和分析。當(dāng)上料口上面有貨物時(shí)，可編程控制器(PLC)通知掃碼槍的掃描條形碼閱讀器讀取產(chǎn)品的條形碼信息。條形碼讀取信息輸入系統(tǒng)后，判斷出貨物的類型為第一類，傳送帶啟動(dòng)，與第一類對(duì)應(yīng)的氣缸和次傳送帶開(kāi)始動(dòng)作。把第一類貨物分到對(duì)應(yīng)第一類槽口完成計(jì)數(shù)后，就完成一個(gè)周期。如果條形碼識(shí)別出來(lái)貨物為第二類的話，第二類的氣缸和次傳送帶開(kāi)始運(yùn)行，把第二類貨物分到第二類貨物的槽口進(jìn)行計(jì)數(shù)，第三類的動(dòng)作過(guò)程也是同樣的步驟。若條形碼沒(méi)有識(shí)別出貨物是前面三類的哪一類時(shí)，把它規(guī)定成第四類，后面步驟跟前面的一樣。在設(shè)計(jì)物料自主分揀系統(tǒng)時(shí)，我們優(yōu)先的是使用自動(dòng)化運(yùn)行，但是考慮到工廠情況的復(fù)雜程度多種多樣，可能會(huì)出現(xiàn)其他的意外情況，為此我們還加入了手動(dòng)操作的環(huán)節(jié)。當(dāng)物料自主分揀系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，我們檢查系統(tǒng)是否是在安全的環(huán)境下，如果系統(tǒng)是在人為因素情況下出現(xiàn)的故障時(shí)我們可以采用手動(dòng)的方式對(duì)物料的自主分揀系統(tǒng)進(jìn)行分揀。手動(dòng)分揀完成后，查看系統(tǒng)環(huán)境是否安全，是在安全的情況下我們按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始重新啟動(dòng)運(yùn)行。2.4物料自主分揀系統(tǒng)的工作過(guò)程當(dāng)物料自主分揀系統(tǒng)接通電源后，PLC上電，設(shè)備的準(zhǔn)備工作完成；運(yùn)行指示燈亮，按下啟動(dòng)按鈕，物料自主分揀系統(tǒng)的啟動(dòng)，啟動(dòng)燈亮；PLC給上料口一個(gè)上料的工作指令，上料口開(kāi)始上料；然后PLC又給主傳送帶一個(gè)運(yùn)行指令，傳送帶開(kāi)始運(yùn)行；PLC給掃描槍一個(gè)掃描條形碼識(shí)別輸入的指令，掃描槍開(kāi)始掃描進(jìn)行輸入分類；若掃描出來(lái)的物料是第一類時(shí)，PLC給氣缸一個(gè)指令，氣缸伸出；之后PLC給次傳送帶一個(gè)運(yùn)行指令，次傳送帶開(kāi)始運(yùn)行把物料傳送到相應(yīng)的位置并進(jìn)行計(jì)數(shù)。這樣就完成了系統(tǒng)的一個(gè)周期，后面的操作過(guò)程也是這樣循環(huán)進(jìn)行的，唯一不同的地方是如果掃描出來(lái)的物料是第二類的話，它的氣缸和次傳送帶運(yùn)行的就不是剛才啟動(dòng)的那一組，而是另外一組氣缸和次傳送帶運(yùn)行。如此循環(huán)下去。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障的話，按下停止按鈕，系統(tǒng)全部停止運(yùn)行。圖2-1物料自主分揀順序圖2.5物料自主分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程物料自主分揀系統(tǒng)首先要確定上料區(qū)、傳感器、氣缸、傳送帶的順序，他們之間如何布置以及和如何運(yùn)行的，確定好以后就分別進(jìn)行敘述。圖2-2物料自主分揀系統(tǒng)示意圖

3硬件設(shè)計(jì)3.1硬件系統(tǒng)組成物料自主分揀系統(tǒng)整體包含傳感器、條形碼識(shí)別、傳送帶、氣缸、PLC等，系統(tǒng)上電后，用掃碼槍掃描條形碼識(shí)別有無(wú)貨物，如果有貨物條形碼就會(huì)對(duì)檢測(cè)的貨物進(jìn)行識(shí)別和分類。系統(tǒng)全部采用全自動(dòng)的模式，系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行后，掃碼槍掃描條形碼能自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別判斷出貨物的某一類，條形碼識(shí)別檢測(cè)出之后對(duì)應(yīng)的那一組氣缸和次傳送帶動(dòng)作進(jìn)行貨物的自主分揀。3.2傳感器的選型3.2.1傳感器的選擇傳感器一般是把化學(xué)量或者其他物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。它一般是由轉(zhuǎn)換元件和敏感元件組成的，具有獨(dú)立的檢測(cè)貨物的能力，可以將檢測(cè)出來(lái)的信號(hào)反饋給PLC，PLC給出輸出信號(hào)。被測(cè)量按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成我們可以使用的輸出信號(hào)。3.2.2光纖傳感器利用被測(cè)物體對(duì)光的反射來(lái)選擇流通電路，從而來(lái)判斷檢測(cè)物體的有無(wú)。光纖傳感器是光電傳感器的一種，只要由放大器和檢測(cè)頭組成，光纖傳感器不受任何電磁信號(hào)的干擾、使用壽命長(zhǎng)、遠(yuǎn)距離傳輸、在惡劣環(huán)境下也適用。光電傳感器是電量傳感器，它是用電壓和電流的變化形式來(lái)傳輸，光電傳感器是把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)在由光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。它由發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路這三部分組成。圖3-1光纖傳感器3.2.3掃碼槍掃描時(shí)我們一般都是掃描的貨物條形碼。條形碼是根據(jù)寬度和反射率的不同出現(xiàn)的條和空，編碼使需要按照一定的編碼規(guī)則編制，條形碼主要是用來(lái)表達(dá)數(shù)字或字母符號(hào)信息的圖形標(biāo)識(shí)。從外表上看，是一組粗細(xì)不同、有一定規(guī)則的平行線條圖形，反射率相差很大的黑色條和白色條組成的。條形碼印制時(shí)必須要符合國(guó)家的條碼標(biāo)準(zhǔn)來(lái)。條形碼的成本很低、識(shí)別速度快是現(xiàn)代物流信息行業(yè)的普遍載體，條形碼技術(shù)共有兩類。一類是一維碼，另外一類是二維碼。工業(yè)上一般使用的是一維碼。條形碼識(shí)別通常是通過(guò)掃描器掃描條碼完成，有譯碼和掃碼兩個(gè)過(guò)程。條形碼掃描后發(fā)出的光源在反射后，反射到條形碼內(nèi)部的光電轉(zhuǎn)換器上，光電轉(zhuǎn)換器根據(jù)黑白條光的強(qiáng)弱把光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。經(jīng)過(guò)放大電路增強(qiáng)信號(hào)之后再輸送到整流電路中把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)最后由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和管理，貨物上的條形碼信息被識(shí)別出來(lái)。圖3-2掃碼槍3.3傳送帶選型傳送帶主要用來(lái)傳送物料，傳送帶是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它與PLC之間有聯(lián)系，傳送帶運(yùn)行時(shí)PLC會(huì)先給它一個(gè)運(yùn)行指令，它才開(kāi)始運(yùn)行。把物料運(yùn)行到一定位置后，其他設(shè)備才能進(jìn)行下一步運(yùn)行。系統(tǒng)中我們使用的既有主傳送帶也有次傳送帶，次傳送帶是對(duì)氣缸已經(jīng)分揀出來(lái)的貨物進(jìn)行運(yùn)輸。圖3-3傳送帶3.4PLC選型及端口分配PLC使用的是可編程存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器是要執(zhí)行順序控制、定時(shí)、邏輯運(yùn)算和計(jì)數(shù)等指令的；存儲(chǔ)器通過(guò)模擬數(shù)字量的輸入輸信號(hào)出來(lái)控制各種型號(hào)的生產(chǎn)的過(guò)程。PLC是在傳統(tǒng)控制器的基礎(chǔ)上加入了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)，而形成的一代的工業(yè)控制器，PLC主要用來(lái)取代執(zhí)行邏輯語(yǔ)言、繼電器、計(jì)數(shù)和順序控制系統(tǒng)等。3.4.1PLC的結(jié)構(gòu)PLC的結(jié)構(gòu)有CPU(中央處理器)、存儲(chǔ)器、數(shù)字量的輸入輸出接口、電源、輸入輸出的I\O擴(kuò)展接口。3.4.2PLC的特點(diǎn)1.PLC的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單通用性強(qiáng)2.抗干擾性強(qiáng)，可靠度高3.功能比較完善，配套齊全，適用性也很強(qiáng)4.簡(jiǎn)單易學(xué)3.4.3PLC的選擇根據(jù)物料自主分揀系統(tǒng)的需要，PLC控制器的輸入信號(hào)需要進(jìn)一步細(xì)化，分別為1個(gè)條形碼閱讀器信號(hào)，5個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)(復(fù)位、啟動(dòng)、停止、自動(dòng)、手動(dòng))，4個(gè)光電傳感器信號(hào)，4個(gè)手動(dòng)啟動(dòng)氣缸運(yùn)行信號(hào)和4個(gè)次傳送帶啟運(yùn)行信號(hào)；1個(gè)主傳送帶啟動(dòng)信號(hào)，4個(gè)氣缸自動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)，4個(gè)次傳送帶啟動(dòng)信號(hào)。西門(mén)子公司的PLC產(chǎn)品主要有：SIMATIC-200\300\400系列根據(jù)分析我們決定使用的是西門(mén)子公司S7-200SMART的PLC產(chǎn)品，因?yàn)镾7-200SMART的指令的時(shí)間是0.15us，CPU (中央處理器)模塊的I\O點(diǎn)數(shù)最多有60個(gè)點(diǎn)，CPU模塊有1個(gè)RS-485和1個(gè)以太網(wǎng)接口，選用西門(mén)子公司的產(chǎn)品可以使用價(jià)格比較便宜的信號(hào)板擴(kuò)展1個(gè)RS-485端口或者RS-232接口；用一般的以太網(wǎng)(網(wǎng)線)就可以實(shí)現(xiàn)程序的下載和監(jiān)控，還可以和其他的CPU模塊、計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。能最大限度的控制成本，RS-485端口和RS-232接口支持ModbusRTUUSS和PPI協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)自由端口的通信。

4軟件設(shè)計(jì)4.1功能分析該類系統(tǒng)是對(duì)一般較多的設(shè)備進(jìn)行控制，設(shè)備都相對(duì)比較分散，距離較遠(yuǎn)。不同的設(shè)備之間要頻繁的進(jìn)行的信息傳輸，選擇時(shí)要使用具有多臺(tái)通信功能的PLC。圖4-1系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用一臺(tái)條形碼閱讀器和幾臺(tái)被控設(shè)備，使用一臺(tái)PLC控制多個(gè)對(duì)象。只要PLC的性能足夠強(qiáng)大，就可以完成我們系統(tǒng)所設(shè)計(jì)基本操作功能。除此之外，為了方便操作人員能更直觀的使用系統(tǒng)進(jìn)行工作，給它添加一個(gè)人機(jī)交互的模塊。構(gòu)成圖4-1所示的系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)。從圖上我們可以看到系統(tǒng)共有四個(gè)部分：PLC控制器組態(tài)軟件(MCGS)的上位機(jī)、傳感器、電機(jī)、條形碼閱讀器等模塊，條形碼閱讀器和傳感器相當(dāng)信息采集部分。1、PLC控制器:這部分相當(dāng)于系統(tǒng)的大腦，承擔(dān)了數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理能力，運(yùn)算處理是系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。可以收集條形碼閱讀器的信息，對(duì)信息處理加工，將得到的信息發(fā)送到電機(jī)上來(lái)執(zhí)行。同時(shí)將數(shù)據(jù)的信息反饋到上位機(jī)，方便工作人員進(jìn)行監(jiān)控接受上位機(jī)發(fā)出的指令做出調(diào)整和更改。2、上位機(jī):相當(dāng)于是一個(gè)橋梁。它有三個(gè)作用：一是將設(shè)置好的參數(shù)由上位機(jī)送到PLC中進(jìn)行自動(dòng)化控制；二是將PLC得到的數(shù)據(jù)反饋到上位機(jī)使工作人員能及時(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)變化的情況；三是對(duì)保存信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。3、信息采集模塊:最主要是條形碼閱讀器。貨物上的條形碼掃描后得到信息，把信息傳遞給PLC，方便PLC進(jìn)行下一步動(dòng)作。4、電機(jī)模塊:執(zhí)行一些簡(jiǎn)單操作把PLC指令傳送到驅(qū)動(dòng)模塊，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)貨物進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)時(shí)要遵循以下三個(gè)原則。靈活可靠、易于擴(kuò)展、通用性強(qiáng)等。PLC系統(tǒng)具有基本可供用戶使用的輸入設(shè)備，方便用戶進(jìn)行監(jiān)督查看的輸入輸出設(shè)備和可編程控制器(PLC)。常見(jiàn)的輸入設(shè)備有開(kāi)關(guān)按鈕，常見(jiàn)的輸出設(shè)備有繼電器和輸出設(shè)備所驅(qū)動(dòng)的傳送帶之類的被控制對(duì)象。選擇PLC時(shí)要選擇具有一定的I/O容量的。I/O口的分配如下：表4-1I\O地址分配表根據(jù)I\O地址分配表來(lái)編寫(xiě)梯形圖，編寫(xiě)完成后調(diào)試編譯檢查是否有錯(cuò)誤，有錯(cuò)誤的話修改后才能保證程序的正常運(yùn)行。4.2流程設(shè)計(jì)完成系統(tǒng)的通信協(xié)議配置后，在PLC中開(kāi)始進(jìn)行程序編寫(xiě)工作。首先要處理?xiàng)l碼閱讀器接收信號(hào)部分程序，條碼閱讀器收到數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換為貨物信息，使用指令對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行的接收，接收到后把收到的數(shù)據(jù)放到存儲(chǔ)器中對(duì)條碼進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別成功給PLC使用。條形碼識(shí)別系統(tǒng)及傳送程序流程如下：圖4-3程序流程4.2.1自動(dòng)控制部分將掃描槍掃描識(shí)別成功的信息輸入自動(dòng)控制部分，然后根據(jù)原先設(shè)置好的條件把貨物傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的通道。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多個(gè)通道對(duì)貨物進(jìn)行分揀處理，編寫(xiě)程序時(shí)要分為多個(gè)不同的對(duì)象使貨物運(yùn)輸?shù)讲煌呢浳锿ǖ郎先ァ?.2.2手動(dòng)控制部分當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障無(wú)法在自動(dòng)模式下完成工作時(shí)，選擇人工手動(dòng)控制。4.3物料自主分揀系統(tǒng)的過(guò)程要求（1）電源接通，PLC開(kāi)始上電，設(shè)備準(zhǔn)備就緒，指示燈亮，按下啟動(dòng)，系統(tǒng)啟動(dòng)傳送帶上料口開(kāi)始進(jìn)行下料，條形碼開(kāi)始掃描條形碼進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別成功氣缸和次傳送帶開(kāi)始動(dòng)作。（2）運(yùn)行時(shí)按下停止按鈕，指示燈亮，系統(tǒng)停止工作。（3）設(shè)計(jì)時(shí)，優(yōu)先使用自動(dòng)化運(yùn)行，考慮到工廠情況的復(fù)雜，可能會(huì)出現(xiàn)其他的意外事故情況，我們還加入手動(dòng)操作模式。1）以上為主程序，首先12.0啟動(dòng)后，M.1得電并自鎖，為之后電動(dòng)機(jī)得電做好準(zhǔn)備，I2.1為停止按鈕。當(dāng)PLC處于RUN模式時(shí)，SMO.1通電一個(gè)周期，Q0.0復(fù)位清零，并調(diào)用子程序。2）以上為子程序中的高速脈沖指令，該程序先將控制脈沖指令的特殊功能寄存器進(jìn)行初始化，然后當(dāng)10.0(下料傳感器)檢測(cè)到有料時(shí)，啟動(dòng)PLS(脈沖輸出)指令:如果10.0檢測(cè)沒(méi)有物料時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器T33，延時(shí)30秒自動(dòng)停機(jī)。3）以上為子程序中的高速計(jì)數(shù)指令，首先進(jìn)行高速計(jì)數(shù)指令的初始化操作，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)光電碼盤(pán)發(fā)出脈沖并輸入PLC的接收端，由高速計(jì)數(shù)指令進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的步數(shù)，進(jìn)行定位控制。其中設(shè)定預(yù)置值為50，當(dāng)計(jì)數(shù)至50時(shí)，調(diào)用中斷程序。4）以上為中斷程序，當(dāng)高速計(jì)數(shù)指令計(jì)數(shù)至預(yù)置值時(shí)，這時(shí)物料移動(dòng)至傳感器的位置，M0.0得電，導(dǎo)致高速脈沖輸出停止，步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)。由于汽缸動(dòng)作需要1秒，讓電機(jī)停轉(zhuǎn)一秒后繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)物料被相應(yīng)的傳感器檢測(cè)中后，相應(yīng)的汽缸動(dòng)作，將物料推下。I1.3，11.4，I1.5，I1.6，I1.7為汽缸的回位限位開(kāi)關(guān)，初始狀態(tài)為閉合，10.6，I0.7，I1.0，I1.1.1，I1.2為汽缸的動(dòng)作限位開(kāi)關(guān)，初始狀態(tài)為關(guān)斷汽缸動(dòng)作時(shí)，回位限位開(kāi)關(guān)關(guān)斷，到達(dá)動(dòng)作限位開(kāi)關(guān)時(shí)，動(dòng)作限位開(kāi)關(guān)閉合。

5物料分揀系統(tǒng)與上位機(jī)之間的通信協(xié)議5.1系統(tǒng)與上位機(jī)的通信協(xié)議與PLC連接的的計(jì)算機(jī)我們稱為上位機(jī)，我們可以在上位機(jī)上設(shè)定參數(shù)、狀態(tài)顯示以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。PLC與上位機(jī)是通過(guò)RS-232接口進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)了兩者之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送。因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ沤涌谶x擇的串行接口是RS-232，所以得選擇RS-232串行通信接口設(shè)備連接比較方便。5.2上位機(jī)上機(jī)位的功能：（1）進(jìn)行物料材料和重量設(shè)定，傳送給PLC，PLC來(lái)控制并完成物料的自主分揀。（2）在計(jì)算機(jī)上可以顯示它的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。（3）可以實(shí)現(xiàn)物料之間的數(shù)量統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。上位機(jī)采用昆侖通態(tài)公司組態(tài)軟件(MCGS)進(jìn)行數(shù)據(jù)得實(shí)時(shí)監(jiān)控。MCGS是一套基于Windows的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，用于構(gòu)建和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件。MCGS設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的程序采集的數(shù)據(jù)和發(fā)送設(shè)備。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是由VC(C語(yǔ)言)、VB程序的語(yǔ)言DLL(動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù))文件進(jìn)行編寫(xiě)，包含各種設(shè)備通信協(xié)議的處理程序。MCGS在運(yùn)行環(huán)境當(dāng)中用相應(yīng)的設(shè)備來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序，與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通信。每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序只占一個(gè)線的程序，他們之間互不干擾。圖5-1組態(tài)軟件PLC有1個(gè)RS-232口和RS-485口，這兩個(gè)任何一個(gè)通信端口都可以作為主站或者從站。通信接口可以作為編程的端口，與第三方設(shè)備通信的端口。在物料的自主分揀系統(tǒng)功能中用RS-232口與條形碼閱讀器進(jìn)行通信，用RS-485接口與組態(tài)軟件(MCGS)進(jìn)行通信。RS-232兩端的通信參數(shù)必須一致。PLC的自由通信協(xié)議指令可以實(shí)現(xiàn)與條形碼閱讀器之間的通信。通信功能可以是同一條指令來(lái)實(shí)現(xiàn)，不需要對(duì)其進(jìn)行特殊編程，不需要多條通信指令的順序，可以同一條件下可以同時(shí)書(shū)寫(xiě)多條通信指令。6仿真6.1組態(tài)設(shè)計(jì)組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)主要包括上料區(qū)、條形碼識(shí)別、4個(gè)光電傳感器、4個(gè)氣缸、1個(gè)主傳送帶和4個(gè)次傳送帶、計(jì)數(shù)器。控制又分為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，自動(dòng)控制控制系統(tǒng)復(fù)位、啟動(dòng)、停止，手動(dòng)控制也同樣可以控制啟動(dòng)、停止、復(fù)位。6.1.1仿真分析組態(tài)軟件：該物料分揀系統(tǒng)主要是對(duì)條形碼進(jìn)行識(shí)別分類之后對(duì)物料進(jìn)行自主分揀的系統(tǒng)。組態(tài)仿真設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)首先打開(kāi)相對(duì)應(yīng)的仿真軟件，找到對(duì)應(yīng)我們系統(tǒng)的仿真文件進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，找到背景方案選擇自己所需要的分辨率多少，進(jìn)行通訊測(cè)試，測(cè)試完成后下載工程進(jìn)行啟動(dòng)運(yùn)行。圖6-1模擬仿真1-1圖6-2模擬仿真1-2啟動(dòng)后系統(tǒng)得電帶動(dòng)傳送帶開(kāi)始工作，上料區(qū)進(jìn)行上料，掃描槍識(shí)別貨物，掃描槍掃描條形碼識(shí)別出來(lái)是第二類，主傳送帶運(yùn)行，氣缸2伸出，主傳送帶停止，第二類的次傳送帶開(kāi)始運(yùn)行把分揀出來(lái)的貨物傳送到槽口并進(jìn)行計(jì)數(shù)。完成一個(gè)周期。圖6-3模擬仿真1-3圖6-4模擬仿真1-4如果上料區(qū)上料后掃碼槍掃描條形碼識(shí)別出來(lái)的是第三類的話，主傳送帶運(yùn)行，氣缸3伸出，主傳送帶停止，次傳送帶3開(kāi)始運(yùn)行把分揀出來(lái)的貨物運(yùn)送到槽口并進(jìn)行計(jì)數(shù)。圖6-5模擬仿真1-5圖6-6模擬仿真1-6如果上料區(qū)上料掃描槍掃描條形碼識(shí)別出來(lái)的是第一類的話，主傳送帶運(yùn)行，氣缸1伸出，主傳送帶停止，次傳送帶運(yùn)行把分揀出來(lái)的貨物運(yùn)送到槽口并進(jìn)行計(jì)數(shù)。圖6-7模擬仿真1-