基于PLC控制的多傳感器物料自動(dòng)分揀系統(tǒng)

第1章緒論1.1課題研究目的及意義自動(dòng)供料系統(tǒng)是當(dāng)今常見(jiàn)的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，因步進(jìn)電機(jī)有如下各種特點(diǎn)：是控制系統(tǒng)中的執(zhí)行單元，是一種利用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，并將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直線(xiàn)位移的執(zhí)行電機(jī)。其中步進(jìn)電機(jī)最大的應(yīng)用是在數(shù)控機(jī)床的制造中，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)不需要A/D轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成為角位移，所以被認(rèn)為是理想的數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行元件。隨著步進(jìn)電動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已經(jīng)能夠單獨(dú)在系統(tǒng)上進(jìn)行使用，成為了不可替代的執(zhí)行元件。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得步進(jìn)電動(dòng)機(jī)獲得了廣泛的應(yīng)用和普及，除了在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、鐘表、數(shù)字控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)以及許多航天工業(yè)裝置中得到應(yīng)用。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。故自動(dòng)供料系統(tǒng)步進(jìn)控制有很廣泛應(yīng)用價(jià)值。步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)包括在寬廣的頻率范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反轉(zhuǎn)控制及制動(dòng)等，因此步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能具有重要影響。現(xiàn)在比較典型的控制方法是使用單片機(jī)產(chǎn)生脈沖序列來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)。但是，采用單片機(jī)控制，不僅需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制程序和I/O接口電路，實(shí)現(xiàn)較為麻煩，而且對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境適應(yīng)性差，可靠性不高。相比之下，基于PLC控制的步進(jìn)電機(jī)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便、定位精度高、參數(shù)設(shè)置靈活等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)過(guò)程控制中使用可靠性高，監(jiān)控方便，已成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。因此，用PLC來(lái)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在實(shí)際的控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，具有非常實(shí)際的價(jià)值。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀：高崇暉，趙震，李玉強(qiáng)，陸霓鳳，劉福強(qiáng)在《汽車(chē)覆蓋件自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線(xiàn)虛擬仿真技術(shù)研究》中提出自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線(xiàn)是由多臺(tái)壓力機(jī)串聯(lián)組成，以帶有真空吸盤(pán)的端拾器在工位間自動(dòng)傳遞工件。本文分析了自動(dòng)沖壓線(xiàn)各部件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，提取相關(guān)數(shù)據(jù)構(gòu)建具有等效運(yùn)動(dòng)的凸輪，以分段函數(shù)定義運(yùn)動(dòng)時(shí)序關(guān)系，建立了虛擬運(yùn)動(dòng)模型。對(duì)汽車(chē)行李箱外板模具進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，檢查運(yùn)動(dòng)干涉情況，仿真結(jié)果與實(shí)際相符，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。符起賢，張貴成在《一種新型的多機(jī)連線(xiàn)自動(dòng)搬運(yùn)生產(chǎn)線(xiàn)》中介紹一種新型的多機(jī)連線(xiàn)自動(dòng)搬運(yùn)生產(chǎn)線(xiàn)，闡述了該生產(chǎn)線(xiàn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理。多機(jī)連線(xiàn)自動(dòng)搬運(yùn)生產(chǎn)線(xiàn)具有送料精度高及生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)零件的批量化及自動(dòng)化生產(chǎn)，為滿(mǎn)足產(chǎn)品的生產(chǎn)和市場(chǎng)需求提供了設(shè)備保障。肖艷軍，李磊，周婧，關(guān)玉明在《基于PLC的自動(dòng)續(xù)料機(jī)械手》中介紹了一種基于PLC控制的新型自動(dòng)續(xù)料機(jī)械手結(jié)構(gòu)。該裝置應(yīng)用于沖壓生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)各工位自動(dòng)續(xù)料。對(duì)該裝置的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)作方式、電氣控制原理、控制方式做了詳細(xì)的表述。國(guó)外研究現(xiàn)狀：國(guó)外關(guān)于此的研究多如過(guò)江之鯽，探討的廣度和深度都比國(guó)內(nèi)更進(jìn)一步。在1969年的美國(guó)，研制出了世界上第一臺(tái)的PLC是數(shù)字設(shè)備公司(DEC)，并且得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。之所以命名為PLC是因?yàn)楫?dāng)時(shí)只可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算。隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，大概在七十年代的后期，PLC得到了快速的發(fā)展，這種發(fā)展大概可以說(shuō)是從邏輯控制到數(shù)字控制，現(xiàn)在也逐漸發(fā)展到了現(xiàn)在的生產(chǎn)過(guò)程里面，這算是成為了真正意義上的電子計(jì)算機(jī)的工業(yè)控制，所以命名為可編程控制器(programmablecontroller，PC)，但是英文的縮寫(xiě)比較容易混淆，就像這次的PC特別容易和programmablecomputer也就是個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)生不明確，所以大部分人還是接受可編程控制器的縮寫(xiě)是PLC。因?yàn)镻LC在世界上的應(yīng)用的越來(lái)越多，所以國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在1985年進(jìn)行了國(guó)際上的規(guī)定，為了統(tǒng)一世界上的認(rèn)知，這種概念是這樣定義的，他是一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的，而且正是因?yàn)楣I(yè)環(huán)境的復(fù)雜，使得應(yīng)運(yùn)而生了PLC，這其實(shí)就是采用了一個(gè)編程的存儲(chǔ)器，把命令存儲(chǔ)在芯片里，用來(lái)執(zhí)行一系列的操作，進(jìn)行輸入和輸出的轉(zhuǎn)換命令進(jìn)行操作，來(lái)進(jìn)行各個(gè)結(jié)果的實(shí)現(xiàn)，來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)。而對(duì)于繼電器的發(fā)展，主要是從邏輯控制來(lái)說(shuō)的，這是因?yàn)檫@種特殊的控制，所以在數(shù)字處理方面，邏輯控制方面都是有很多可取的優(yōu)勢(shì)的地方的。而對(duì)于重要的部件繼電器來(lái)說(shuō)，主要是在兩個(gè)方面起著關(guān)鍵性的作用，第一是可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算，第二是可以通過(guò)弱電來(lái)控制強(qiáng)電。1.3本文研究的主要內(nèi)容在此文章中，根據(jù)其不同的物料分揀系統(tǒng)進(jìn)行分析，詳細(xì)介紹了依靠PCL技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的物料分揀系統(tǒng)，還對(duì)物料分揀系統(tǒng)中的傳感器信號(hào)的處理、采集進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)的分析，可以獲得其系統(tǒng)在各種運(yùn)行情況下的元件選擇和模塊選型。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成之后，需要對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行整體的測(cè)試。根據(jù)其硬件部分，對(duì)其安裝的位置進(jìn)行調(diào)試，使得其傳感器的安裝和物料的運(yùn)行角度合適。在對(duì)各個(gè)氣缸進(jìn)行速度調(diào)試，進(jìn)行軟硬件的綜合測(cè)試，實(shí)現(xiàn)物料的分揀過(guò)程。第2章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1自動(dòng)分揀系統(tǒng)原理在自動(dòng)物料分揀系統(tǒng)中最重要的一個(gè)設(shè)備是自動(dòng)分揀機(jī)。系統(tǒng)在工作過(guò)程中，其簡(jiǎn)單的工作過(guò)程可以這樣描述：物流中心通過(guò)獲取各種供應(yīng)商的貨品，借助運(yùn)輸工具輸送大批量的商品，機(jī)器通過(guò)設(shè)定好的程序以最快的速度完成所有貨物的卸貨和進(jìn)行自動(dòng)的貨物分配，通過(guò)工具將這些商品運(yùn)輸?shù)街付ǖ奈恢茫ū热缦鄳?yīng)的倉(cāng)庫(kù)、貨架、收貨人），同時(shí)，按照供應(yīng)商的要求，按時(shí)把這些貨物發(fā)送到供應(yīng)商指定的位置，自動(dòng)物料分揀系統(tǒng)可以在龐大的貨物中，找到相應(yīng)的貨物堆放位置，以最短的時(shí)間，按給出的數(shù)量進(jìn)行出庫(kù)，再將這些商品進(jìn)行打包，通過(guò)運(yùn)輸將其放置在不同的配送站臺(tái)，最后進(jìn)行貨物的裝車(chē)。自動(dòng)物料分揀系統(tǒng)的構(gòu)成分別由分類(lèi)裝置、分揀道口、控制裝置和輸送裝置等組成。分類(lèi)裝置可以對(duì)貨物進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)貨物進(jìn)行判斷，將具有相同分揀信號(hào)的物品進(jìn)行輸送軌道改變，使得這些物品通過(guò)輸送裝置進(jìn)入同一個(gè)分揀裝置口。當(dāng)前的分類(lèi)裝置有許多種，當(dāng)前常用的有：傾斜式、分支式、推出式與浮出式等幾種類(lèi)別，不同的裝置對(duì)包裝的平滑度、包裝的質(zhì)量和包裝材料都有著不一樣的要求?？刂蒲b置可以進(jìn)行商品的識(shí)別、分揀信號(hào)處理和接收，由不同的分揀信號(hào)對(duì)這些商品進(jìn)行分類(lèi)，通過(guò)其不同的送達(dá)地點(diǎn)和貨主進(jìn)行貨物的分揀。貨物的分揀辨別可以通過(guò)鍵盤(pán)的輸入、質(zhì)量的檢查、條形碼的識(shí)別、形狀的辨別和高度監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)，本次設(shè)計(jì)通過(guò)傳感器去識(shí)別不同的物品種類(lèi)的判別，主要通過(guò)顏色傳感器、磁性檢測(cè)傳感器、非磁性檢測(cè)傳感器等對(duì)物料進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，通過(guò)這些辨別將決定貨物進(jìn)入哪一個(gè)分揀通道。輸送裝置的構(gòu)成是由輸送機(jī)或者傳送帶而形成，重要的作用是對(duì)貨物進(jìn)行辨別，進(jìn)行貨物的分類(lèi)，把貨物輸送到不同的分揀通道上，使得貨物的輸送可以進(jìn)行后續(xù)的工作。分揀道口是將貨物進(jìn)行分離，將一個(gè)類(lèi)別的貨物輸送到一個(gè)集中通道里，其構(gòu)成部分是：滾筒、鋼帶和皮帶等構(gòu)成，可以使得商品由主輸送帶進(jìn)入集貨區(qū)，之后再由工作人員進(jìn)行裝車(chē)輸送。上面四個(gè)裝置可以使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接起來(lái)，結(jié)合人工控制進(jìn)行處理，可以將其進(jìn)行構(gòu)成一個(gè)完整的物料分揀系統(tǒng)。2.2系統(tǒng)總體方案材料分揀機(jī)的PLC控制用于對(duì)相關(guān)材料的自動(dòng)化分揀，其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。圖2.1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)使用了PLC、顏色傳感器、磁性檢測(cè)傳感器、位置控制、步進(jìn)控制及氣動(dòng)等技術(shù)，分成自動(dòng)取料和自動(dòng)供料兩個(gè)子系統(tǒng)。系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)盤(pán)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、功率驅(qū)動(dòng)器、定位傳感器、看料傳感器和傳動(dòng)輪組成。系統(tǒng)工作部件及傳感器分布如圖2-2所示。圖2.2系統(tǒng)工作部件及傳感器分布步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定于其輸入信號(hào)的脈沖頻率，并與頻率同步，改變脈沖信號(hào)的頻率，即可控制其轉(zhuǎn)速。脈沖數(shù)、脈沖寬度或周期裝入相應(yīng)的控制寄存器。改變脈沖數(shù)量，就可改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的角位移；改變脈沖周期，就可改變控制頻率，以改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度。第3章物料分揀系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1PLC的選型3.1.1PLC的分類(lèi)可編程控制器是一種為工業(yè)機(jī)械控制所設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，它是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。早期的可編程控制器在功能上只能進(jìn)行邏輯控制，因而稱(chēng)為可編程程序邏輯控制器(ProgrammableLogicController)簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。當(dāng)前在我國(guó)對(duì)PCL進(jìn)行分類(lèi)還沒(méi)有一個(gè)完善的標(biāo)準(zhǔn)。但從應(yīng)用范圍和性能進(jìn)行分析可以得到如下。（1）按性能分類(lèi)由控制功能、PCL的I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器的不同進(jìn)行分類(lèi)，可以分為小、中和大型三類(lèi)。小型的PCL又可以稱(chēng)作低檔PCL，其儲(chǔ)存容量較小，IO點(diǎn)數(shù)不足128點(diǎn)，性能較低，實(shí)現(xiàn)的功能簡(jiǎn)單，主要以開(kāi)關(guān)量為主，實(shí)現(xiàn)定時(shí)記數(shù)控制和條件控制。比較符合小規(guī)模的生產(chǎn)。中型的PCL可以稱(chēng)作中檔PCL，儲(chǔ)存容量在4K~8K之間，其I/O點(diǎn)數(shù)的數(shù)量在128~512點(diǎn)的范圍內(nèi)，其功能相對(duì)完善，具有一定的模擬和控制能力，可以進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換和開(kāi)關(guān)量的控制、中斷控制等。該裝置比較適用在小型的生產(chǎn)過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。（2）按結(jié)構(gòu)分類(lèi)由PCL的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類(lèi)，可以使得PCL分為機(jī)架式與整體式兩種類(lèi)別。機(jī)架式PLC可以使得PCL中的各個(gè)單元變成獨(dú)立的模塊單元，可以在使用的期間，將模塊分別插入到機(jī)架的底座當(dāng)中?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的生產(chǎn)情況進(jìn)行獨(dú)立的模塊建立，可以完成不同的控制。這種的PCL在運(yùn)行上具有較強(qiáng)的性能，可以使得配置非常的靈活，比較容易擴(kuò)展。一般在大中型的PCL中都采用這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。整體式PLC是將所有的元件整合在一個(gè)裝置中，不能進(jìn)行單獨(dú)的配置，所以使得其適用性低，具有體積小、制造成本低、輸入點(diǎn)少的缺點(diǎn)。（3）按應(yīng)用范圍分類(lèi)根據(jù)PCL的使用用途進(jìn)行區(qū)分，可以將PCL進(jìn)行專(zhuān)用型和通用型的劃分。一般專(zhuān)用型的PCL使用在特定的場(chǎng)合里，其控制質(zhì)量較高。而通用型的PCL使用范圍廣，可以在各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。3.1.2PLC種類(lèi)及型號(hào)選擇（1）PLC型號(hào)選擇現(xiàn)在的PCL生產(chǎn)廠(chǎng)家較多，主要的生產(chǎn)廠(chǎng)家有：FANＡC、三菱、東芝、西門(mén)子、OMRON等等，可是可以生產(chǎn)各種類(lèi)型的PCL生產(chǎn)商并不是很多，現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是OMRON、三菱、西門(mén)子三家生產(chǎn)商。此次設(shè)計(jì)對(duì)輸入和輸出點(diǎn)具有一定的控制要求，需要PCL具有實(shí)際輸入點(diǎn)15點(diǎn)和輸出點(diǎn)8點(diǎn)，對(duì)比三菱FX系列(包括FX0S、FX１S、FX0Ｎ、FX1N等）系列中Ｉ／Ｏ點(diǎn)數(shù)為32點(diǎn)各型號(hào)的PLC和西門(mén)子系列的PCL，通過(guò)分析其在運(yùn)行過(guò)程中的性能、造價(jià)、適用場(chǎng)合等等，該系統(tǒng)是選擇型號(hào)為：西門(mén)子生產(chǎn)的PCL，其主機(jī)型號(hào)為S7-200系列，內(nèi)置開(kāi)關(guān)量I/O(24路開(kāi)關(guān)量輸入/16路繼電器輸出）；PCL配有電流控制，可以提供24V的直流電源。（2）PLC模塊的選擇①遠(yuǎn)程I/O模塊：這種模塊可將控制站和輸入輸出裝置分離，將輸入輸出信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂普?，可以方便地?shí)現(xiàn)對(duì)分散裝置的遠(yuǎn)程控制。②高速計(jì)數(shù)器模塊：PLC內(nèi)部的計(jì)數(shù)器的最高計(jì)數(shù)頻率一般比較有限，當(dāng)需要高速計(jì)數(shù)時(shí)，可以通過(guò)安裝高速計(jì)數(shù)器模塊來(lái)擴(kuò)展計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍。③定位模塊：這種模塊一般配合伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)使用，通過(guò)對(duì)電機(jī)的控制，保證機(jī)械設(shè)備的加工精度。④通信聯(lián)網(wǎng)模塊：PLC與其他設(shè)備之間的通信和聯(lián)網(wǎng)可以通過(guò)安裝通信聯(lián)網(wǎng)模塊實(shí)現(xiàn)，如通過(guò)以太網(wǎng)、Profibus等協(xié)議與其他PLC或計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。⑤模擬輸入模塊和輸出模塊：這種模塊可將模擬量輸入轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，或?qū)?shù)字量輸出轉(zhuǎn)換成模擬量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量、速度、壓力、張力等變量的控制。3.2傳感器的選擇3.2.1傳感器的簡(jiǎn)介現(xiàn)在的傳感器在各行各業(yè)受到廣泛的使用，而面對(duì)如此多的傳感器，國(guó)家制定了相應(yīng)的規(guī)范，在GB7665－87國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，傳感器的定義是這樣的：可以對(duì)相應(yīng)的東西進(jìn)行測(cè)量，并且將所測(cè)量的結(jié)果按照一定的程序?qū)⑵湫盘?hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換，使得轉(zhuǎn)換后的信息可以被器件使用，一般由感應(yīng)器和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。傳感器可以進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)，可以獲得相應(yīng)的被測(cè)信息，還可以對(duì)檢測(cè)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對(duì)其進(jìn)行電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過(guò)其他的信號(hào)進(jìn)行輸出，從而實(shí)現(xiàn)信息的記錄、傳輸、顯示、記錄、處理、控制等等要求。該裝置也是完成系統(tǒng)自動(dòng)控制和自動(dòng)監(jiān)測(cè)的重要過(guò)程。現(xiàn)在的傳感器在構(gòu)件組成上，通常是由變換元件、敏感元件、輔助元件等三大部分組成。由于現(xiàn)在技術(shù)的更新?lián)Q代，所以傳感器也在不斷的發(fā)展，借助集成芯片技術(shù)，使得傳感器的各種器件被安裝在一個(gè)集成芯片上，現(xiàn)在將傳感器的信號(hào)處理電路和轉(zhuǎn)換裝置都安裝在一起。所以，現(xiàn)在的輔助電源和信號(hào)轉(zhuǎn)換都為傳感器的一個(gè)組成構(gòu)件。圖3.1傳感器的組成示意圖敏感元件——可以進(jìn)行測(cè)量的感應(yīng)，可以將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行輸送，對(duì)其進(jìn)行判定，確定一定的關(guān)系，比如波紋管與膜片，可以使得測(cè)量壓力轉(zhuǎn)換為位移量。在讓熱電偶對(duì)電量輸出的情況下，使得其成為傳感元件。在一些新的傳感器當(dāng)中，比如差動(dòng)變壓器式位移傳感器、壓阻式和諧振式壓力傳感器這兩種傳感器，可以使得兩個(gè)部件融為一個(gè)整體。變換元件——簡(jiǎn)稱(chēng)傳感部件，這個(gè)是傳感器組成的主要部分。可以進(jìn)行測(cè)量的直接感受，還可以進(jìn)行測(cè)量的輸出，比如相應(yīng)的熱電偶。可以將測(cè)量物獲得的信號(hào)進(jìn)行關(guān)系確定。另外由于可以不受到壓力的控制，形成一定的關(guān)系確定。信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路——通過(guò)對(duì)傳感器獲得的信號(hào)進(jìn)行顯示，可以將電信號(hào)進(jìn)行控制?，F(xiàn)在的信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路隨著傳感器的不同其類(lèi)型也有很多，當(dāng)前用的電路主要有阻抗變換器、放大器等。根據(jù)在不同情況下使用不同的傳感器，傳感器的構(gòu)造可以制造的不一樣，可以是復(fù)雜的、也可以是簡(jiǎn)單的；可以是不進(jìn)行反饋的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，還可以是閉環(huán)的反饋系統(tǒng)。使用的傳感器，根據(jù)其不同的工作狀態(tài)有不同的差異。3.2.2傳感器的選擇傳感器通過(guò)對(duì)其檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，可以使得其進(jìn)行信號(hào)的變換?？梢允褂迷诟鞣N系統(tǒng)中，主要進(jìn)行環(huán)境、對(duì)象的狀態(tài)檢測(cè)，可以使得其為控制系統(tǒng)提供有效的信息。對(duì)其設(shè)計(jì)的需求進(jìn)行分析，選用合適的金屬傳感器、檢測(cè)器。對(duì)其檢測(cè)位置裝置，檢測(cè)氣缸的動(dòng)作是否可以正常進(jìn)行，對(duì)其物料進(jìn)行分析，識(shí)別物料。在此次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)氣缸執(zhí)行相應(yīng)的操作，使得相對(duì)應(yīng)的位置監(jiān)測(cè)裝置是否可以進(jìn)行正常的工作，現(xiàn)在通常使用的位置監(jiān)測(cè)裝置是行程控制開(kāi)關(guān)。一般的行程控制開(kāi)關(guān)是對(duì)其位置進(jìn)行限位，可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的位置進(jìn)行線(xiàn)路的轉(zhuǎn)換，可以對(duì)裝置的運(yùn)行進(jìn)行位置限制運(yùn)行。在進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)行程開(kāi)關(guān)進(jìn)行預(yù)留設(shè)置，實(shí)現(xiàn)電路的切換。當(dāng)前的行程開(kāi)關(guān)有許多種類(lèi)，分別為杠桿單、直動(dòng)、滾輪直動(dòng)等等。需要根據(jù)不同的使用環(huán)境進(jìn)行行程開(kāi)關(guān)的選取，進(jìn)而滿(mǎn)足各個(gè)方面的工作。此次設(shè)計(jì)主要使用的感應(yīng)器是直線(xiàn)接觸式磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)，可以對(duì)氣缸的位置進(jìn)行檢查，只有當(dāng)進(jìn)行到相應(yīng)的位置時(shí)，才能控制行程開(kāi)關(guān)，進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。（1）看料傳感器T1的選型根據(jù)本系統(tǒng)的具體要就，看料傳感器T1的作用是在裝料中，原料到了一定重量的時(shí)候就停止裝料程序。故選擇沉重傳感器，型號(hào)為：CYB-602壓式稱(chēng)重傳感器。其實(shí)物圖如圖3-2：圖3.2CYB-602壓式稱(chēng)重傳感器其主要技術(shù)指標(biāo)如表3.1所示：表3.1CYB-602壓式稱(chēng)重傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)單位技術(shù)指標(biāo)靈敏度>mv/v2±0.013±0.01非線(xiàn)性%FS±0.02

±0.03滯后重復(fù)性%FS0.02蠕變%FS/30min±0.03零點(diǎn)輸出%FS±1零點(diǎn)溫度系數(shù)%FS/10℃±±0.02

±0.03額定輸出溫度系數(shù)%FS/10℃輸入電阻Ω385±10輸出電阻Ω350±3絕緣電阻MΩ≥5000供橋電器V10(DC/AC)MAX:15(DC/AC)溫度補(bǔ)償范圍℃-10—+50允許溫度范圍℃-20—+60允許過(guò)負(fù)荷%FS150連接電纜mmΦ5x3000(6000)連接方式輸入input:紅Red(+)黑Black(-)輸出output:綠Green(+)白（2）定位傳感器T2的選型根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，定位傳感器的作用即當(dāng)選定的被檢測(cè)的點(diǎn)位于T2的檢測(cè)位置時(shí)，步進(jìn)電機(jī)暫停，系統(tǒng)進(jìn)行裝料。根據(jù)這要求，傳感器要檢測(cè)出被測(cè)物體的有無(wú)，所以本設(shè)計(jì)決定用光電頭（色標(biāo)傳感器）。其型號(hào)為：GDJ-211B。其實(shí)物圖如3-3所示圖3.3光電頭（色標(biāo)傳感器）GDJ-211B的實(shí)物圖其主要技術(shù)指標(biāo)如表3.2所示表3.2光電頭（色標(biāo)傳感器）GDJ-211B的主要技術(shù)指標(biāo)型號(hào)GDJ-211B光源藍(lán)響應(yīng)時(shí)間50us檢測(cè)距離8mm開(kāi)關(guān)輸出亮通+暗通兩條線(xiàn)輸出（NPN型）開(kāi)關(guān)輸出電流＜200mA開(kāi)關(guān)輸出電平低電平(通)：＜1.5V高電平(斷)=0.7V(RL=∞）電源電壓及電流10-30VDC、＜80mA保護(hù)功能電源反相保護(hù)、負(fù)載短路保護(hù)工作環(huán)境溫度0~50度、日照＜1000Lux重量450g外形尺寸60x28x105mm引線(xiàn)2m（3）顏色檢測(cè)傳感器色彩傳感器又叫顏色識(shí)別傳感器或顏色傳感器，它是將物體顏色同前面已經(jīng)示教過(guò)的參考顏色進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)顏色的傳感器，當(dāng)兩個(gè)顏色在一定的\t"/item/%E8%89%B2%E5%BD%A9%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/_blank"誤差范圍內(nèi)相吻合時(shí)，輸出檢測(cè)結(jié)果。色彩傳感器在\t"/item/%E8%89%B2%E5%BD%A9%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/_blank"終端設(shè)備中起著極其重要的作用，比如色彩\t"/item/%E8%89%B2%E5%BD%A9%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/_blank"監(jiān)視器的校準(zhǔn)裝置；\t"/item/%E8%89%B2%E5%BD%A9%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/_blank"彩色打印機(jī)和\t"/item/%E8%89%B2%E5%BD%A9%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/_blank"繪圖儀；涂料、紡織品和\t"/item/%E8%89%B2%E5%BD%A9%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/_blank"化妝品制造，以及醫(yī)療方面的應(yīng)用，如血液診斷、尿樣分析和\t"/item/%E8%89%B2%E5%BD%A9%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/_blank"牙齒整形等。色彩傳感器系統(tǒng)的復(fù)雜性在很大程度上取決于其用于確定色彩的波長(zhǎng)譜帶或\t"/item/%E8%89%B2%E5%BD%A9%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/_blank"信號(hào)通道的數(shù)量。將用于單一色彩\t"/item/%E8%89%B2%E5%BD%A9%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/_blank"譜帶的一個(gè)光電二極管、濾色器和跨阻抗放大器組合在一塊芯片上。與分離型實(shí)現(xiàn)方案一樣，三個(gè)元件的輸出被饋送到一個(gè)外部\t"/item/%E8%89%B2%E5%BD%A9%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/_blank"三通道A/D轉(zhuǎn)換器中，接著進(jìn)行數(shù)字處理。本次設(shè)計(jì)采用TexasAdvancedOptoelectronicSolutions(TAOS)公司推出的TSLR257型號(hào)的傳感器。該傳感器支持三重16位計(jì)算的RGB光源；三種檢測(cè)模式適用于各種目標(biāo)物；雙數(shù)字顯示&可同時(shí)存儲(chǔ)8種顏色；設(shè)置簡(jiǎn)單，只需按鍵一次即可完成設(shè)置。圖3.4顏色檢測(cè)傳感器（4）磁性檢測(cè)傳感器一個(gè)完整的磁性測(cè)量系統(tǒng)主要由磁性傳感器、信號(hào)處理電路和被測(cè)標(biāo)的組成。為了適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場(chǎng)合和需求，磁性傳感系統(tǒng)可根據(jù)測(cè)量原理，來(lái)對(duì)磁性傳感器以及被測(cè)標(biāo)的進(jìn)行不同的分類(lèi)。通常，磁性傳感器的類(lèi)型主要包括電感式傳感器、霍爾傳感器和磁阻傳感器。本次設(shè)計(jì)根據(jù)需要選擇NS-30A磁檢測(cè)傳感器，它的特點(diǎn)是辨別能力：N/S約3mT(約30Gs)以上可辨別；外觀尺寸：M6mm×50mm；電源：DC5V；輸出：N/S性電平輸出（約3.0V)；工作溫度：-20~80℃。圖3.5磁檢測(cè)傳感器3.3驅(qū)動(dòng)部件分析與選擇在系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的傳動(dòng)裝置，而對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的不同可以進(jìn)行劃分，分為：電氣、氣液聯(lián)合、液壓、氣壓、電液聯(lián)合等等不同的驅(qū)動(dòng)方式。當(dāng)前在驅(qū)動(dòng)采用上，一般使用氣壓、液壓、電氣三種驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。電氣驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)是：驅(qū)動(dòng)功率較大、速度反應(yīng)快、便于進(jìn)行檢查、信號(hào)傳遞簡(jiǎn)單、控制精密度高?？墒沁@種驅(qū)動(dòng)方式的缺點(diǎn)是造價(jià)高，只能使用在某些場(chǎng)合。所以需要其選擇其他經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)方法。液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)是：可以進(jìn)行平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向和變速、發(fā)動(dòng)功率較大、對(duì)過(guò)載保護(hù)容易完成、可以有相對(duì)長(zhǎng)的使用壽命、可以進(jìn)行自動(dòng)潤(rùn)滑工作。也存在油液泄露，對(duì)環(huán)境造成一定的污染，需要一定的油液配置，制造的成本較高，在工作上會(huì)產(chǎn)生較大的噪音。氣壓驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造成本低、沒(méi)有污染性、功率體積比較高、工業(yè)抗干擾性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣。另外，氣動(dòng)技術(shù)可以成為廉價(jià)的控制系統(tǒng)，因?yàn)樾阅艿牟粩嗵岣撸沟蒙a(chǎn)的成本得到下降，可使用在各個(gè)現(xiàn)代化生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中。現(xiàn)在的現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備主要可以配置氣動(dòng)系統(tǒng)。已經(jīng)逐漸成為生產(chǎn)企業(yè)中的重要工具。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)、電流以及適配關(guān)系，所選的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器為DMD402步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。其特點(diǎn)為：最大輸出電流2A（峰值）；半流調(diào)節(jié)；最大細(xì)分?jǐn)?shù)可達(dá)128；過(guò)流保護(hù)。其電氣特征如表3-3所示：表3.3DMD402的電氣特征說(shuō)明最小值典型值最大值輸出相電流額定值（A）0.25--2.0電源電壓直流（V）103240邏輯輸入電流（mA）61030DMD402步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的實(shí)物圖如圖3-4所示；圖3.4DMD402式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的實(shí)物圖接線(xiàn)端子定義如圖3.5所示；圖3.5DMD402接線(xiàn)端子定義圖3.4其他元器件及其選擇實(shí)現(xiàn)材料的自動(dòng)入庫(kù)工作依靠的是料槽這個(gè)主要裝置，在底部設(shè)置了一個(gè)傳感器?？梢栽谑褂玫钠陂g，人為的將材料放入料槽當(dāng)中，只有光電傳感器監(jiān)測(cè)到料塊時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的工作。系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行工作的時(shí)候，可以使用傳送帶進(jìn)行輸送，將材料輸入相應(yīng)的傳送帶上。氣壓指示儀表和調(diào)壓閥、空氣濾器都被裝置在一個(gè)區(qū)域上，可以對(duì)氣壓進(jìn)行輸送，通過(guò)傳輸將其輸送到氣閥下面。借助調(diào)壓閥進(jìn)行壓力的調(diào)節(jié)，使得每臺(tái)的輸出壓力和裝置具有一樣的壓力，并且使得其壓力穩(wěn)定與一個(gè)值。在空氣的過(guò)濾器當(dāng)中，可以對(duì)其雜質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的過(guò)濾，使得空氣得到凈化。先導(dǎo)式電磁換向閥、氣缸、傳感器和導(dǎo)料軌道共同構(gòu)成自動(dòng)分選的裝置。傳感器進(jìn)行料塊的檢查，當(dāng)檢查到料塊經(jīng)過(guò)時(shí)，使用先導(dǎo)式電磁換向閥使得氣缸進(jìn)行相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)工作，讓料塊進(jìn)入相應(yīng)的導(dǎo)料軌道。系統(tǒng)在控制上采信號(hào)，可以根據(jù)信號(hào)進(jìn)行不同的工作。3.5I/O口的選擇及PLC接線(xiàn)根據(jù)材料物料分揀系統(tǒng)的工作過(guò)程由可知，系統(tǒng)的控制有輸入信號(hào)15個(gè)，均為開(kāi)關(guān)量。輸出信號(hào)有7個(gè)，其中一個(gè)控制電動(dòng)機(jī)，兩個(gè)控制指示燈，剩下的控制氣閥，也都是開(kāi)關(guān)量。根據(jù)物料分揀系統(tǒng)的需要配置出I/O對(duì)應(yīng)功能，列表如表3-4、3-5所示：表3.4輸入開(kāi)關(guān)表功能IO推氣缸1推出到位檢測(cè)開(kāi)關(guān)I0.0推氣缸2推出到位檢測(cè)開(kāi)關(guān)I0.1推氣缸3推出到位檢測(cè)開(kāi)關(guān)I0.2推氣缸4推出到位檢測(cè)開(kāi)關(guān)I0.3推氣缸5推出到位檢測(cè)開(kāi)關(guān)I0.4磁性檢測(cè)傳感器I0.5非磁性檢測(cè)傳感器I0.6顏色一檢測(cè)傳感器I0.7顏色二檢測(cè)傳感器I1.0推氣缸1返回原位檢測(cè)開(kāi)關(guān)I1.1推氣缸2返回原位檢測(cè)開(kāi)關(guān)I1.2推氣缸3返回原位檢測(cè)開(kāi)關(guān)I1.3推氣缸4返回原位檢測(cè)開(kāi)關(guān)I1.4推氣缸5返回原位檢測(cè)開(kāi)關(guān)I1.5下料檢測(cè)傳感器I1.6計(jì)數(shù)檢測(cè)傳感器I1.7急停開(kāi)關(guān)I2.0復(fù)位按鈕開(kāi)關(guān)I2.1傳輸帶過(guò)載反饋I2.2系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕I2.3系統(tǒng)停止按鈕I2.4表3.5輸出開(kāi)關(guān)表說(shuō)明IO推氣缸1控制電磁閥Q0.0推氣缸2控制電磁閥Q0.1推氣缸3控制電磁閥Q0.2推氣缸4控制電磁閥Q0.3推氣缸5控制電磁閥Q0.4傳送帶電機(jī)啟動(dòng)繼電器Q0.5系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行指示燈Q0.6故障指示燈Q0.7根據(jù)控制要求可得PLC系統(tǒng)的接線(xiàn)圖如圖3-6所示圖3.6PLC系統(tǒng)外部接線(xiàn)圖第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1物料分揀系統(tǒng)的控制要求本設(shè)計(jì)主要介紹了一種可以適應(yīng)不同物料分揀的系統(tǒng)，它可以對(duì)非金屬和金屬的材料進(jìn)行分揀。系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程如下：1.啟動(dòng)系統(tǒng)：按下SB1啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)的運(yùn)行指示燈亮起綠色，PLC開(kāi)始運(yùn)行。2．物料提升：送料驅(qū)動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，將物料提升至料槽。3.物料監(jiān)測(cè)：光電傳感器對(duì)物料進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果四秒內(nèi)沒(méi)有監(jiān)測(cè)到物料，系統(tǒng)停機(jī)運(yùn)行并發(fā)出報(bào)警。4.物料投放控制：重量傳感器對(duì)物料投放進(jìn)行控制，并在上機(jī)位進(jìn)行顯示。如果沒(méi)有監(jiān)測(cè)到合適的物料重量，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出蜂鳴器警報(bào)。5.投放比例控制：系統(tǒng)可以直接進(jìn)行控制，對(duì)物料的投放比例進(jìn)行控制。6.停止系統(tǒng)：按下SB2停止按鈕，系統(tǒng)停止動(dòng)作，上料裝置進(jìn)行復(fù)位，傳送帶完成最后一個(gè)物料的輸送后停止工作。這種分揀系統(tǒng)具有適應(yīng)不同物料的特點(diǎn)，可以有效地提高分揀效率和準(zhǔn)確度，同時(shí)減少人力成本。4.2系統(tǒng)控制流程根據(jù)本課題的控制要求和安全要求，所設(shè)計(jì)的程序按照?qǐng)D4-1所示的流程運(yùn)行，以達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì)。圖4.1系統(tǒng)流程圖4.3梯形圖設(shè)計(jì)PLC梯形圖是目前應(yīng)用最廣泛的圖形化編程語(yǔ)言，也被視為PLC的主要編程語(yǔ)言。與電器控制系統(tǒng)的電路圖類(lèi)似，梯形圖易于理解，因此很受到工廠(chǎng)電氣人員的歡迎，特別適用于開(kāi)關(guān)量邏輯控制。通常稱(chēng)梯形圖為電路或程序，并將梯形圖的設(shè)計(jì)過(guò)程稱(chēng)為編程。梯形圖的編程元件中，有些元件的命名沿用了繼電器這一名稱(chēng)，例如輸入繼電器、輸出繼電器和內(nèi)部輔助繼電器等，但它們實(shí)際上不是物理繼電器，而是存儲(chǔ)單元（軟繼電器）。每個(gè)軟繼電器都與PLC存儲(chǔ)器中的一個(gè)映像寄存器的存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。如果該存儲(chǔ)單元為“1”狀態(tài)，則對(duì)應(yīng)的軟繼電器的線(xiàn)圈會(huì)被“通電”，其常開(kāi)觸點(diǎn)將接通，而常閉觸點(diǎn)將斷開(kāi)，此狀態(tài)稱(chēng)為該軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲(chǔ)單元為“0”狀態(tài)，則對(duì)應(yīng)軟繼電器的線(xiàn)圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述情況相反，稱(chēng)該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)。編程時(shí)也常將這些“軟繼電器”稱(chēng)為編程元件。在梯形圖中，母線(xiàn)是指連接左右兩側(cè)的垂直公共線(xiàn)，母線(xiàn)的左側(cè)被稱(chēng)為左母線(xiàn)，右側(cè)被稱(chēng)為右母線(xiàn)。為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線(xiàn)（左母線(xiàn)和右母線(xiàn)）之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，母線(xiàn)之間有“能流”從左向右流動(dòng)。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，右母線(xiàn)可以不畫(huà)出。梯形圖的邏輯解算是根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線(xiàn)圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)。邏輯解算按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行。解算的結(jié)果可以立即被后續(xù)的邏輯解算所利用。邏輯解算根據(jù)輸入映像寄存器中的值進(jìn)行，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行。以下是關(guān)于梯形圖的一些規(guī)則：1.每個(gè)繼電器的線(xiàn)圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒(méi)有數(shù)量限制。2.梯形圖每一行都是從左邊開(kāi)始，線(xiàn)圈接在最右邊（線(xiàn)圈右邊不允許再有觸點(diǎn)）。3.線(xiàn)圈不能直接接在左邊母線(xiàn)上。4.在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線(xiàn)圈如果使用兩次，稱(chēng)為雙線(xiàn)圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)避免。5.在梯形圖中沒(méi)有真實(shí)的電流流動(dòng)，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng)，這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng)——即從左向右流動(dòng)，層次的改變只能從上向下。根據(jù)本系統(tǒng)的控制要求，設(shè)計(jì)的圖形圖如圖4-2所示：圖4.2物料分揀系統(tǒng)的梯形圖的程序4.4組態(tài)設(shè)計(jì)MCGS是一種基于Windows平臺(tái)的組態(tài)軟件，它的主要功能是用于構(gòu)建和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以多種方式向用戶(hù)提供實(shí)際工程問(wèn)題的解決方案。這些方式包括動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等。MCGS利用了Windows平臺(tái)的圖形功能，界面一致性好、易學(xué)易用，能夠快速構(gòu)建工業(yè)控制系統(tǒng)。相比之下，傳統(tǒng)的專(zhuān)用機(jī)開(kāi)發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更為局限，MCGS的通用性更廣，因此在自動(dòng)化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。（1）程序的調(diào)試在進(jìn)行PLC的用戶(hù)程序執(zhí)行時(shí)，可以選擇單次或多次掃描的方式。首先，需要將PLC的工作模式設(shè)置為“STOP”，然后使用“調(diào)試（Debug）”菜單中的“多次掃描（MultipleScans）”或“初次掃描（FistScans）”命令。如果選擇多次掃描，還需要指定掃描的次數(shù)。通過(guò)使用STEP7-Micro/WIN32編程軟件中的狀態(tài)圖，可以監(jiān)視用戶(hù)程序的執(zhí)行情況，并進(jìn)行編程元件的強(qiáng)制操作。在運(yùn)行模式下，可以通過(guò)選擇“調(diào)試（Debug）”菜單中的“在運(yùn)行狀態(tài)編輯程序（ProgramEditinRUN）”命令，對(duì)主機(jī)中的程序進(jìn)行編輯。需要注意的是，運(yùn)行模式下只能編輯主機(jī)中的程序。如果主機(jī)中的程序與編程軟件中的程序不一致，系統(tǒng)將提示用戶(hù)進(jìn)行存盤(pán)。當(dāng)屏幕出現(xiàn)警告信息時(shí)，單擊“繼續(xù)（Continue）”按鈕，PLC主機(jī)中的程序?qū)?huì)被上傳到編程窗口中，此時(shí)可以在運(yùn)行模式下編輯程序。在程序編譯成功后，可以使用“文件（File）”菜單中的“下載（Download）”命令，或單擊工具條中的“下載（Download）”按鈕將程序下載到PLC主機(jī)。在完成程序下載后，需要退出運(yùn)行模式編輯?？梢允褂谩罢{(diào)試（Debug）”菜單中的“在運(yùn)行狀態(tài)編輯程序（ProgramEditinRUN）”命令，并根據(jù)需要選擇“選項(xiàng)（Checkmark）”中的內(nèi)容進(jìn)行程序監(jiān)控。圖4.3組態(tài)仿真圖STEP7-Micro/WIN32提供的三種程序編輯器（梯形圖、語(yǔ)句表及功能表圖）都可以在PLC運(yùn)行時(shí)監(jiān)視各個(gè)編程元件的狀態(tài)和各個(gè)操作數(shù)的數(shù)值。這里只介紹在梯形圖編輯器中監(jiān)視程序的運(yùn)行狀態(tài)，如圖A-15所示，梯形圖編輯器窗口中被點(diǎn)亮的元件表示處于接通狀態(tài)。圖4.4下載配置程序監(jiān)控可以幫助程序員實(shí)時(shí)監(jiān)視PLC程序的執(zhí)行情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。通過(guò)打開(kāi)選項(xiàng)對(duì)話(huà)框中的“LAD狀態(tài)”選項(xiàng)，并選擇梯形圖樣式，可以在梯形圖窗口中查看程序的執(zhí)行情況。在需要啟動(dòng)程序時(shí)，可以單擊工具條中的“View”按鈕。這樣，就可以在運(yùn)行時(shí)檢查程序的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和異常，以及優(yōu)化程序的性能。（2）系統(tǒng)調(diào)試啟動(dòng)系統(tǒng)的仿真之后，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，首先下料氣缸閃動(dòng)代表下料，下料之后物料往前走，同時(shí)下料指示顯示出下料的個(gè)數(shù)。當(dāng)一個(gè)物料在電機(jī)M的作用下向前運(yùn)行的時(shí)候，這時(shí)候有不同的傳感器進(jìn)行檢測(cè)，分別是：磁性檢測(cè)、非磁性檢測(cè)、顏色檢測(cè)等，在仿真圖中，不同的氣缸表示不同的材料屬性，當(dāng)某個(gè)物料被檢測(cè)出來(lái)之后，對(duì)應(yīng)的位置就會(huì)指示，如下圖所示，某一物料被其顏色一氣缸檢測(cè)出來(lái)。檢測(cè)出來(lái)之后，物料會(huì)放入對(duì)應(yīng)的位置完成分類(lèi)，同時(shí)到位的指示燈會(huì)亮起，對(duì)應(yīng)的位置計(jì)數(shù)會(huì)加1.當(dāng)我們電機(jī)復(fù)位的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)所有參數(shù)都會(huì)置零。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況是，可以手動(dòng)進(jìn)行緊急控制，可以打開(kāi)緊急開(kāi)關(guān)，這時(shí)候系統(tǒng)就會(huì)立即停止。在設(shè)計(jì)中，物料的傳感器應(yīng)該盡量位置準(zhǔn)確，以達(dá)到準(zhǔn)確的定位。如果限位點(diǎn)設(shè)置得不準(zhǔn)確，可能會(huì)導(dǎo)致取料位置的偏差，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。通過(guò)調(diào)整限位點(diǎn)的位置，可以避免這種問(wèn)題的發(fā)生。在程序的模擬調(diào)試中，物料的控制狀態(tài)可以直觀地顯示出來(lái)，以便檢查程序的正確性和性能。例如，在物料分揀過(guò)程中，如果物料到達(dá)了指定位置，相應(yīng)的指示燈會(huì)亮起，并顯示數(shù)量。這種模擬調(diào)試可以幫助程序員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，提高程序的質(zhì)量和可靠性。圖4.5投放物料第5章結(jié)論綜全文所述，本文對(duì)PLC及傳感器技術(shù)的工作原理、適用領(lǐng)域做出了詳細(xì)的介紹，根據(jù)材料分揀的實(shí)際需求采用PLC設(shè)計(jì)出了材料物料分揀系統(tǒng)具有很高的實(shí)用價(jià)值。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：1.具有重量傳感器能夠精確測(cè)量所投物料重量，并在上位機(jī)進(jìn)行顯示2.具有按鍵能夠直接對(duì)物料分揀系統(tǒng)進(jìn)行各種物料分揀比例的控制3.具有上位機(jī)，能夠控制各種物料的投放比例（存在多個(gè)物料分揀裝置區(qū)分多種物料，根據(jù)重量按比例投放）4.當(dāng)物料不足時(shí)，蜂鳴器報(bào)警并發(fā)送上位機(jī)5.監(jiān)測(cè)存儲(chǔ)柜溫物料分揀數(shù)據(jù)情況發(fā)送給上位機(jī)。本系統(tǒng)以PLC為核心，利用PLC的控制功能控制步進(jìn)電機(jī)，具有接線(xiàn)簡(jiǎn)單、編程直觀、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。增加步進(jìn)電機(jī)的功能只需增加行程開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)，不需改變?cè)瓉?lái)的接線(xiàn)，軟件上只需增加相應(yīng)程序以及輸出的功能。經(jīng)過(guò)調(diào)試，該設(shè)計(jì)方案達(dá)到了適應(yīng)性、精確性和可靠性方面的要求，證明其可行性。在設(shè)計(jì)物料分揀系統(tǒng)之前，作者進(jìn)行了大量資料和文獻(xiàn)的閱讀，了解了自動(dòng)物料分揀系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和應(yīng)用背景，并學(xué)習(xí)了氣動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)和位置控制技術(shù)等基本知識(shí)。本文設(shè)計(jì)的物料分揀系統(tǒng)對(duì)材料的材質(zhì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，可以拓展和完善分揀物品的種類(lèi)和性能，使其適用于各行各業(yè)，實(shí)現(xiàn)分揀線(xiàn)的無(wú)人化作業(yè)，大大提高生產(chǎn)效率。參考文獻(xiàn)[1]翟冠男ZHAIGuan-nan,等.煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)電工程技術(shù),2017.[2]左一凡宋帆.PLC控制交流變頻調(diào)速控制系統(tǒng)在電梯中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2018,v.15；No.439(07):10+12.[3]陽(yáng)學(xué)進(jìn)陳定方董明望,等.自升式風(fēng)電安裝船PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].2021(2012-4):55-57.[4]?，|.PLC控制系統(tǒng)干擾及抗干擾措施研究[J].通訊世界,2017(23):327-3