【正文】 認(rèn)識，然后根據(jù)系統(tǒng)的需要來進(jìn)行元件的選取和系統(tǒng)的模塊化細(xì)分。通過這次做畢業(yè)設(shè)計，我對 PLC 的硬件和軟件的使用以及 PLC 擴展模塊的了解更加深刻，對 PLC 的工作原理和使用方法有了更好地了解，在使用過程中要多調(diào)試， 調(diào)試是一個發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。盡管設(shè)計過程中有很多的困難，圖紙畫的還不盡善盡美，可是每一步都是經(jīng)過我的反復(fù)思考而得出的結(jié)論。 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 結(jié) 論 在剛開始做課程設(shè)計時我不知道自己到底該做什么，在試著做了一個題目是才覺的自己不會的東西實在是太多了，知識明顯感覺到不適應(yīng)這大范圍、大規(guī)模的設(shè)計工作。 /修改程序 。在調(diào)試過程中也可以根據(jù)實際需求對硬件作適當(dāng)修改以配合軟件的調(diào)試。在正式調(diào)試前全面檢查整個 PLC 控制系統(tǒng)，包括電源、接地線、設(shè)備連接線、 I/O 連線等。如果調(diào)試達(dá)不到指標(biāo)要求，則對相應(yīng)硬件和軟件部分作適當(dāng)調(diào)整，通常只需要修改程序就可能達(dá)到調(diào)整的目的。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時修改梯形圖和 PLC 中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求。用戶程序一般先在實驗室模擬調(diào)試，實際的輸入信號可以用鈕子開關(guān)和按鈕來模擬，各輸出量的通／斷狀態(tài)用 PLC 上有關(guān)的發(fā)光二極管來顯示，一般不用接 PLC實際的負(fù)載 (如接觸器、電磁閥等 )。 把所編的程序輸入到計算機，進(jìn)行編譯，所輸入的程序通過編譯后直到最后通過。 PLC 調(diào)試過程及分析 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 在繪制完電路圖之后，就可以著手編制 PLC 程序了。 在整個電路的繪制中，還要考慮設(shè)計的原則努力提高其穩(wěn)定性和可靠性。在繪制 PLC 的輸入電路時，不僅要考慮到信號的連接點是否石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 與命名一致，還要考慮到輸入端 的電壓和電流是否合適，也要考慮到在特殊條件下運行的可靠性與穩(wěn)定條件等問題。邏輯關(guān)系圖反映了控制過程中控制作用與被控對象的活動，也反應(yīng)了輸入與輸出的關(guān)系。為此，不少 PLC 生產(chǎn)廠家在自己的 PLC 中增加了步進(jìn)順控指令。 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計方法及步驟 ， PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計的方法 。編寫 PLC 程序和編寫其他計算機程序一樣，都需要經(jīng)歷如下過程。X 0 1 1 X 0 1 4X 0 1 6C 2 0 0 C 2 0 0 X 0 0 6 在了解了程序結(jié)構(gòu)和編程方法的基礎(chǔ)上，就要實際地編寫 PLC 程序了。 2． 進(jìn)行軟件測試 程序輸入 PLC 后，應(yīng)先進(jìn)行測試工作。由系統(tǒng)程序流程圖繪制出來的系統(tǒng)功能表圖如圖 422 所示。 （ 4）控制系統(tǒng)能方便的進(jìn)行功能擴展、升級。 PLC 使用應(yīng)注意的問題在應(yīng)用 PLC 系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)遵循以下的基本原則，才能保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定。 由于本系統(tǒng)選擇的 PLC型號為 FX2N32MR001，所以本系統(tǒng)編程用仿照 STL指令編寫程序， 梯形圖 如圖 421 所示。這一步是整個應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的最核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設(shè)計的實踐經(jīng)驗。本系統(tǒng)選擇的 PLC 機型為三菱 Fxos 型。輸出包括控制電動機運行的接觸器，以及 5 個控制汽缸動作的電磁閥。接著九可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計，同時可進(jìn)行控制柜或操作臺的設(shè)計和現(xiàn)場施工 。 在滿足功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠，維護使用方便及最佳的性能價格比，選擇有三菱公司生產(chǎn)的 Fxos 系列的 PLC 類型。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個獨立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。 5． 高功能 如（完成位置控制、溫度控制、中斷控制、 PID 調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程通訊、音響輸出等）。 PLC 控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 隨著 PLC 技術(shù)的推廣、應(yīng)用， PLC 將進(jìn)一步向以下幾個方向發(fā) 展 ： 1． 標(biāo)準(zhǔn)化：指令兼容，外設(shè)易于擴展，但 不同廠家生產(chǎn)的 PLC，梯形圖、指令及各種配件均有一些差異，不利于 PLC 的普及。 2． 模擬量控制：如溫度，壓力，流量，液位都屬于模擬量。 3． 故障保護 在 PLC 系統(tǒng)中，必須提供一個輸入電壓來停止設(shè)備。如果不需要就必花大代價使用具有石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 多種編程功能的 PLC。 可編程 序 控制器（ Programmable Controller） 通常也可簡稱為可編程控制器，英文縮寫為 PC 或 PLC,是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。 2． 利用 PLC 內(nèi)部計算器和計時器，容易實現(xiàn)邏輯組合和運算，不用增加硬設(shè)備。如果只對材料的某一特性進(jìn)行分揀，比如只分揀金屬和非金屬，則只需對傳感器的安放或程序進(jìn)行修改即可。用高 速計數(shù)器計數(shù)步進(jìn)電機轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，來確定物料到達(dá)傳感器的距離，實現(xiàn)定位功能。 可編程控制器內(nèi)有一個操作系統(tǒng)，主要任務(wù)是解讀用戶程序， 該操作系統(tǒng) 執(zhí)行過程如 上 圖： 系統(tǒng)流程圖如下所示： 圖 2210系統(tǒng)軟件流程圖 開始 汽 缸 是 否 回 位 斗 內(nèi) 是 否 有 料 計 時 到 自 動 停 機 電 動 機運行皮帶傳動 下 料 氣 缸 Y5 動 作 SA 測 到 物 體 推 汽 缸 1動 作 推 汽 缸 2動 作 推 汽 缸 3動 作 推 汽 缸 4動 作 連 繼 運 行 SB 測 到 物 體 SC 測 到 物 體 Y Y Y N Y N Y Y N Y N N 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 該系統(tǒng)可選擇連續(xù)或單次運行工作狀態(tài)。 編程器常用繼電器語言， 也 圖 229系統(tǒng)軟件流程圖 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 叫梯形圖符號語言，對可編程序控制器進(jìn)行編程。 單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖 29 的 a、 b、c 所示： 圖 基于 AT89C2051 的步進(jìn)電機驅(qū)動器系統(tǒng)電路原理 （ 1） 步進(jìn)電動機的選擇 步進(jìn)電機 步進(jìn)電機作為執(zhí)行機構(gòu)用于帶動傳輸帶輸送物料前行，與旋轉(zhuǎn)編碼器連接在一起 。依次類推， A、 B、 C、 D 四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會沿著A、 B、 C、 D 方向轉(zhuǎn)動。圖 28 是該四相反應(yīng)式步進(jìn)電機工作原理示意圖。 5． 步進(jìn)電機 步進(jìn)電機 在控制系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。它由 LC 高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)頭時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流，這個渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)震蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化。 2． 電容傳感器 電容傳感器屬于具有開關(guān)量輸出的位置傳感器，是一種接近式開關(guān)，它的測量頭通常是構(gòu)成電容的一個極板，而另一 個極板是待測物體本身，當(dāng)物體移向接近開關(guān)時，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。 其工作過程是開啟電源 ，步進(jìn)電機運行并驅(qū)動傳輸帶，下料傳感器檢測下料石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 槽內(nèi)是否有物料．若無物料，延時后自動停止并等待上料； 當(dāng)下料槽內(nèi)有物料時，系統(tǒng)自動運行．首先，下料傳感器發(fā)送信號給 PL C，并轉(zhuǎn)送給推汽缸．經(jīng)過一定時間，下料汽缸依次將物料推 至傳輸帶．當(dāng)物料由傳輸帶 圖 226系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 傳輸時， 光電編碼器發(fā)出脈沖開始進(jìn)行計數(shù)，電機運行，實現(xiàn)定位控制，當(dāng)電感傳感器檢測到物料為金屬物料時，發(fā)出反饋信號給 PLC，由 PLC 控制推汽缸 1動作，將物料推到卸料斗．當(dāng)推汽缸電磁閥運行到限位時，電磁閥復(fù)位，恢復(fù)原狀態(tài)此 時，電機重新工作驅(qū)動傳輸帶到下一位置．同理，可通過相應(yīng)傳感器分揀相應(yīng)的空物料。外界電源及負(fù)載電源的大小，由繼電器的觸點決定，通常在電阻性負(fù)載時，繼電器的每個觸點輸出的最大負(fù)載電流為 2A。繼電器既是輸出開關(guān)器件，又是隔離器件， 電阻 R1 和 LED 組成輸出狀態(tài)顯示器；電阻 R2 和電容器 C 組成 RC 滅弧電路，消除繼電器觸點火花。 I/O 接口的主要類型有：數(shù)字量（開關(guān)量）輸入、數(shù)字量（開關(guān)量）輸出、模擬量輸入、模擬量輸出等。 CPU 輸出的控制信號。分為只讀存儲器（ ROM） 和隨機讀寫存儲器（ RAM） 兩大類。 （ 1）中央處理單元（ CPU） 中央處理單元是可編程控制器的核心，它在系統(tǒng)程序的控制下，完成邏輯運算、數(shù)學(xué)運算、協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各部分工作等任務(wù)。 CPU 是 PLC 的核心。 (7)其他物料被送到 SD 位置時，汽缸 4 動作將待測物料推入下料槽 。 (3)有物料時，下料汽缸動作，將物料送 出 。電容傳感器檢測到鋁塊材料時，汽缸 2 動作將材料推下。 3 種基本功 能 ： (1)分揀出金屬與非金屬 。其它顏色非金屬材料塊被傳送到 SD 位置時，汽缸 4 動作將材料推下，豎井式下料槽無料時，傳送帶運行一個行程自動停機。 材料分揀裝置的介紹 自動分揀機是自動分揀系統(tǒng)的一個重要設(shè)備。 puter and munication technologies are integrated specifically for industrial control and design。以 PLC 為主控制器，結(jié)合氣動裝置、傳感技術(shù)、位置控制等技術(shù)，實現(xiàn)現(xiàn)場控制產(chǎn)品的自動分揀。石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 材料分揀裝置的 PLC 控制系統(tǒng) Material sorting PLC control 2021 屆 石家莊鐵道學(xué)院成人教育 分院 (系 ) 專 業(yè) 電氣自動化應(yīng)用 學(xué) 號 202124136 學(xué)生姓名 王旭宏 指導(dǎo)教師 劉東嵐 完成日期 2021年 10 月 20 日 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 摘 要 PLC 控制是目前工業(yè)上最常用的自動化控制方法。本文主要講述 PLC 在材料分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用，利用可編程控制器（ PLC）設(shè)計成本低、效率高的材料自動分揀裝置。 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 ABSTRACT PLC control is the moost moly used industrial automation control of its convenient control to wiststand an adverse environment. It is better than MCU control in the industrial. PLC traditional relay control technology。它是二次大戰(zhàn)后在美國、日本的物流中心廣泛采用的一種自動分揀系統(tǒng)發(fā)達(dá)國家大型物流中心不可缺少的一部分。 設(shè)計任務(wù)及原理 通電狀態(tài)下，下料時，下料傳感器動作，傳送帶運行，電感傳感器檢測到鐵塊材料時，汽缸 1 動作將材料推下，電容傳感器檢測到鋁塊材料時，汽缸 2 動作將材料推下，顏色傳感器檢測非金屬材料為黃色塊時汽缸 3 動作將材料推下。 它采用臺式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置電源，有步進(jìn)電機、汽缸、電磁閥、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣動減壓器、濾清器、氣壓指示等部件，可與各類氣源相連接 ， 選用顏色識別傳感器及對不同材料敏感的電容式和電感式傳感器，分別固定在網(wǎng)板上，且允許重新安裝傳 感器排列位置或選擇網(wǎng)板不同區(qū)域安 裝 。 通電狀態(tài)下，下料時，下料傳感器動作，傳送帶運行，電感傳感器檢測到鐵塊材料時，汽缸 1 動作將材料推下。 (2)電機運行，帶動傳輸帶傳送物體向前運行 。 (6)當(dāng)顏色傳感器檢測到材料為某一顏色時，推汽缸 3 動作將待測物料推人下料槽 。 如 211 控制要求圖： 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 圖 211控制要求圖 硬件分析 硬件介紹 世界各國生產(chǎn)的可編程控制器外觀各異，但作為工業(yè)控制計算機，其硬件結(jié)構(gòu)大體相同，主要有中央處理器（ CPU） 、存儲器（ RAM、 ROM） 、輸入輸出器件（ I/O 接口）、電源及編程設(shè)備幾大部分構(gòu)成。疊裝式