【正文】 設(shè)計(jì)中應(yīng)用的是三菱FX2N型PLC。三菱FX系列常見型號(hào)如下圖41所示：圖41 三菱FX系列PLC 系統(tǒng)對(duì)PLC的要求（1）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[10]（T）。考慮到FX2N64MT與FX2N48MT相比價(jià)格稍微較貴。此驅(qū)動(dòng)器采用交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電流環(huán)進(jìn)行細(xì)分控制，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)很小，低速運(yùn)行平穩(wěn)，幾乎沒有振動(dòng)和噪音。 （2）在本系統(tǒng)中設(shè)置參數(shù)設(shè)置如表43所示。第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第四章中已對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過各類輸入輸出元器件為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能做好了準(zhǔn)備，本章利用PLC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。 所以，在安裝仿真軟件GX Simulator 6c 之前，必須先安裝編程軟件 GX Developer，并且版本要互相兼容。通過分別繪制三部分的流程圖可清晰的反應(yīng)出控制要求，程序執(zhí)行過程，為程序編寫做好了準(zhǔn)備工作。上料機(jī)構(gòu)流程圖如圖51所示：警示黃燈閃爍放入物料后黃燈熄滅啟動(dòng)復(fù)位 警示綠燈亮料筒光電傳感器檢測(cè)有無物料 3s后 有等待物料推出接機(jī)械手流程圖推料氣缸將工件推至放料臺(tái)放料臺(tái)光電傳感器檢測(cè)有無物料機(jī)械手將工件取走推料氣缸縮回 無有圖51 上料機(jī)構(gòu)流程圖上料機(jī)構(gòu)部分的梯形圖如圖52所示：圖52 上料機(jī)構(gòu)梯形圖 搬運(yùn)機(jī)械手流程圖搬運(yùn)機(jī)械手流程圖如圖53所示：圖 53 搬運(yùn)機(jī)械手流程圖從圖中反應(yīng)出來搬運(yùn)機(jī)械手的控制要求，在進(jìn)行搬運(yùn)機(jī)械手程序設(shè)計(jì)時(shí)，首先考慮到的就是要用步進(jìn)指令進(jìn)行程序編寫，這樣程序編寫就簡(jiǎn)單明了化了。搬運(yùn)機(jī)械手狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖54所示：圖54 搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖機(jī)械手控制程序的編寫如 圖55所示:圖55 搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)梯形圖 物料傳輸分揀流程圖入料口光電傳感器檢測(cè)到物料物料傳輸分揀流程圖如圖56所示料槽傳感器檢測(cè)到有工件經(jīng)過時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)變頻器接收啟動(dòng)信號(hào)：三相交流異步電機(jī)以30HZ的頻率帶動(dòng)皮帶正傳傳輸物料料槽一檢測(cè)為金屬物料料槽二傳感器檢測(cè)為白色物料物料為黑色物料直接將（黑色物料）傳送至三號(hào)料槽旋轉(zhuǎn)氣缸動(dòng)作將（白色物料）導(dǎo)入二號(hào)槽推料氣缸動(dòng)作將（金屬物料）推進(jìn)一號(hào)料槽圖 56 物料傳輸分揀流程圖從圖中反應(yīng)出物料傳輸分揀過程，當(dāng)物料進(jìn)入入料口時(shí)，PLC給變頻器一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了傳輸功能?？偝绦蛑袨榱藢?shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止、復(fù)位、報(bào)警、自動(dòng)控制及半自動(dòng)控制。在程序中進(jìn)行了文字說明，這樣更有利于讀懂程序。 程序的模擬調(diào)試程序的調(diào)試是設(shè)計(jì)過程中一個(gè)比較重要環(huán)節(jié)，很少有程序是一經(jīng)編制就可以運(yùn)行成功的，只有經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行甚至現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行才能發(fā)現(xiàn)程序中不合理的地方并且進(jìn)行修改。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。輸入輸出調(diào)試狀態(tài)如圖62所示：圖62 程序啟動(dòng)時(shí)調(diào)試及運(yùn)行監(jiān)控（2）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。（3）分揀調(diào)試將入料口光電開關(guān)X21置位，此時(shí)Y17向變頻器發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)。圖63 上料結(jié)構(gòu)上料時(shí)運(yùn)行監(jiān)控圖64 金屬物料分揀時(shí)運(yùn)行監(jiān)控程序仿真調(diào)試方法不變，進(jìn)行搬運(yùn)機(jī)械手，物料分揀的調(diào)試時(shí)，按照控制要求及相應(yīng)輸入控制元件的置位情況，對(duì)輸入口進(jìn)行設(shè)置后，同時(shí)觀察輸出的狀態(tài)變化看是否滿足控制要求。圖65 輔助調(diào)試時(shí)序圖依照控制要求對(duì)系統(tǒng)程序一步一步進(jìn)行仿真調(diào)試，在調(diào)試的過程中發(fā)現(xiàn)了一些錯(cuò)誤的方，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，最后是程序在仿真調(diào)試中滿足了控制要求，系統(tǒng)模擬調(diào)試完成。在調(diào)試過程中系統(tǒng)很有可能存在傳感器、執(zhí)行器、和硬件連線等方面的問題，以及PLC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。(4) 檢測(cè)搬運(yùn)機(jī)械手手動(dòng)部分和自動(dòng)部分。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)出了材料分揀系統(tǒng)具有很高的實(shí)用價(jià)值。通過多次試驗(yàn)與實(shí)踐以上問題基本上得到了解決，如何進(jìn)一步提高控制性能，可對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行一些改進(jìn)。進(jìn)一步提高傳感器的性能，找出一系列可靠的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。Shengle.TensionJournal266271.[17] Lozano, R. (Rogelio),.Adaptive control systems[M].Fresno:Witerwoof Inc.,1999[18] Du Toit, Chris. The design, documentation and maintenance of PLC software [R]. [19]AMaterialJournal.謝 辭四年的大學(xué)，匆匆而過，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們四年所學(xué)的一個(gè)體現(xiàn)，經(jīng)歷兩個(gè)月的努力，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束。在評(píng)閱中，張老師還指出了我設(shè)計(jì)中的許多不足，使我的設(shè)計(jì)更加完善合理。感謝和許多同學(xué)對(duì)我的支持和鼓勵(lì)，感謝你們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活上給我的幫助，和我一起解決各種各樣的困難。 最后，祝所有關(guān)心、幫助和支持我的人們身體健康、工作順利！最后非常感謝我的指導(dǎo)老師——張曉老師，感謝您對(duì)我的支持，感謝您樂觀處事的態(tài)度，感謝您給予的幫助，謝謝！附 錄系統(tǒng)程序本設(shè)計(jì)中運(yùn)用編程語言是梯形圖編程語言，通過梯形圖及附加的文字說明可以清晰直觀的看出編程思路，控制要求和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、縝密的思維方式、踏實(shí)的工作作風(fēng)和對(duì)事業(yè)的執(zhí)著，以及對(duì)我的諄諄教誨都給我留下了深刻的印象，并使我終身受益。本設(shè)計(jì)的順利完成,首先要感謝我的指導(dǎo)老師張曉老師。shanghaiinSystemyongAeronautics[M].20System.of本文的設(shè)計(jì)是對(duì)材料的材質(zhì)進(jìn)行的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，可以在其基礎(chǔ)上對(duì)分揀物品的種類與分揀的性能進(jìn)行拓展及完善，可使其適用于實(shí)際生活中的各行各業(yè)，是分揀線實(shí)現(xiàn)無人化作業(yè)，大大提高該環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率。在硬件上進(jìn)一步改進(jìn)擋板、出料軌道、傳送帶、進(jìn)料倉，這對(duì)系統(tǒng)的實(shí)用與可靠性的提高有重大意義。還學(xué)習(xí)了氣動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)等基本知識(shí)。(6) 進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)工作調(diào)試。(2) 檢查輸入輸出接口。但由于客觀條件限制，目前不能進(jìn)行三菱FX2N型可編程控制器的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。 時(shí)序圖輔助調(diào)試如果想更形象的反應(yīng)出輸入輸出及其它軟元件的狀態(tài)圖式，可以通過時(shí)序圖進(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。同時(shí)分揀檢測(cè)光電開關(guān)向PLC發(fā)出一個(gè)信號(hào)，使電機(jī)停轉(zhuǎn)。當(dāng)物料被爪走后X4復(fù)位，Y3復(fù)位，推料氣缸縮回，反復(fù)執(zhí)行推料過程。圖61 程序調(diào)試及監(jiān)控開始 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：X0000023Y0000023T009C009M0099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。通過仿真軟件按照控制要求一步步進(jìn)行輸入輸出端口設(shè)置，看輸出是否滿足控制要求[15]。一是在程序應(yīng)在未帶載情況下進(jìn)行模擬調(diào)試，二是進(jìn)行程序的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。在整個(gè)程序中將搬運(yùn)機(jī)械手自動(dòng)與手動(dòng)控制程序設(shè)置成了兩個(gè)子程序。料槽傳感器是用來檢測(cè)有無物料進(jìn)入料槽，同時(shí)兼顧控制導(dǎo)料氣缸復(fù)位，三相異步電機(jī)停止。程序中的難點(diǎn)是步進(jìn)電機(jī)控制程序的編寫，要兼顧考慮機(jī)械手復(fù)位的控制要求。 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)：（1）警示黃燈在料庫無物料與停止時(shí)都要閃爍。 因?yàn)榉抡孳浖患傻骄幊誊浖礼X Developer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]。這些軟件一般都具有編程及程序調(diào)試等多種功能，是PLC用戶不可缺少的開發(fā)工具[12]。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器所設(shè)置的細(xì)分步參數(shù)為10000步/圈。（1）功能簡(jiǎn)介：純正弦電流控制，；直流供電電壓1850VDC；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)分和自動(dòng)半流功能；十六檔輸出相電流設(shè)置；具有相位記憶功能（電機(jī)停止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]。考慮多方面因素：最后確定可編程控制器型號(hào)為：三菱FX2N64MT 三菱FX2N型PLC控制原理圖圖42 三菱FX2N型PLC控制原理圖 步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中選用的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為：57BYG350CLSAKSML050，選配的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器型號(hào)為：3MD560。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。FX2系列是1991年推出的產(chǎn)品，是加強(qiáng)型的小型機(jī)。（8）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。（4）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?？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。