【正文】 個詳細的了解，以便做出正確的選擇。所以，要盡可能選擇相同等級和種類的負載，比如使用交流 220V 的指示燈等?？刂葡到y(tǒng)的輸出點的類型非常關(guān)鍵，如果它們之中既有交流的 220V 的接觸器，又有直流 24V 的指示燈，則最后選用的 PLC 的輸出點數(shù)有可能大于實際點數(shù)。 PLC 的選型 當某一個控制任務(wù)決定由 PLC 來完成后，選擇 PLC 就成為最重要的事情。一個系統(tǒng)完成后，往往會發(fā)現(xiàn)一些原來沒有考慮到的問題，或者新提出的問題 ，如果事先留有裕量。對一些過去較為繁瑣的控制可利用 PLC 的特點加以簡化，通過內(nèi)部程序化外部接線及操作方式。 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 19 3 大小球分揀系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的原則與內(nèi)容 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的原則和內(nèi)容主要包括以下幾個方面： （ 1） PLC 的選擇除了應(yīng)滿足技術(shù)指標的要求外，還應(yīng)著重考慮產(chǎn)品的技術(shù)支持與售后服務(wù)等情況。 （ 5）設(shè)計、施工、調(diào)試的周期短 用繼電器完成一項控制工程，首先必須按工藝要求，畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏的設(shè)置和接線圖等，進行安裝調(diào)試，以后修改起來十分不便，而采用 PLC 控制，由于它軟硬件齊全，采用模塊化積木式結(jié) 構(gòu)，且已商品化，所以僅需按性能、容量（輸入 /輸出點數(shù)、內(nèi)存大?。┑冗x用組裝，而大量的具體的程序編制工作也可以再 PLC 到貨前進行，因而縮短了設(shè)計周期，使設(shè)計和施工可以同時進行。在今天的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中， PLC也發(fā)揮了重要作用。 (3)編程方便 易于使用 PLC是面向低層用戶的智能控制器，因為其最初的目的就是要取代繼電器邏輯，所以子啊 PLC誕生 之時，其設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技能和習慣，其編程語言采用了和傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中電氣原理圖類似的梯形圖語言， PLC的內(nèi)部元件也用過去就熟悉的，諸如，中間繼電器、定時器、計數(shù)器等名稱。在 PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需在 PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入和輸出信號線即可，不需要諸如繼電器之類的物理電子器件和大量而又繁雜的硬接線線路。 PLC采用微電子技術(shù)、 大量的開關(guān)動作有無觸點的電子存儲器來完成，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中的邏輯器件的連線被軟件程序所取代，所以 PLC控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。 PLC專為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計，一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣大工程技術(shù)人員的的歡迎，其主要特點有： （ 1）抗干擾能力強 針對工業(yè)現(xiàn)場惡劣的環(huán)境因素，為提高抗干擾能力， PLC在硬件和軟件方面都采取了許多措施。 （ 6）通信及聯(lián)網(wǎng) 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 17 PLC通信包括 PLC間的通信及 PLC與其它智能設(shè)備間的通信。 PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。這一方面體現(xiàn)在功能強大的主機可以完成多路高速計數(shù)器的脈沖采集和大量的數(shù)據(jù)處理功能。在這里 PLC 用來取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制，應(yīng)用于單機控制，多機群控等。 PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 16 統(tǒng)設(shè)計及建 造的周期大為縮短，同時日常維護也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。 （ 2）功能越來越強 隨著計算機、芯片、軟件、控制等技術(shù)的飛速發(fā)展，也是的 PLC的功能大大增強。到今天，現(xiàn)場總線及技術(shù)已經(jīng)基本走向成熟和實用化，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的優(yōu)點是：節(jié)約硬件數(shù)量與投資；節(jié)省安裝費用；節(jié)省維護費用；提高了系統(tǒng)的控制精度和可靠性；提高了用戶的自主選擇權(quán)。隨著 3C（ puter， control and muication）技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得解決自動化信息孤島的問題成為可能。兼具 PC 機和 PLC 的優(yōu)點。于是，一種能結(jié)合 PLC 定的高可青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 15 靠性和 PC 機的高級軟件功能的新產(chǎn)品應(yīng)運而生。 可是之后的一段時間里， 軟 PLC 并沒有出現(xiàn)像人們希望的那樣占據(jù)相當市場份額的局面，這是因為軟 PLC 本身存在的一些缺陷造成的：軟 PLC 對維護和服務(wù)人員的要求較高；電源故障對系統(tǒng)影響較大；在占據(jù)大多數(shù)的低端應(yīng)用場合，軟 PLC 沒有優(yōu)勢可言；在可靠性方面對工業(yè)環(huán)境的適應(yīng)性方面，和 PLC 無法比擬； PC 機發(fā)展速度太快，技術(shù)支持不容易保證。安裝有組態(tài)軟件的 PC 機既然能夠完成人機界面的功能，為何不把 PLC 的功能用軟件來實現(xiàn)呢 ?PC 機價格便宜，有很強的數(shù)學運算、數(shù)據(jù)處理、通信和人機交互功能。在提供網(wǎng)絡(luò)接口方面 PLC 向兩個方向發(fā)展，一是提供直接掛接到現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中的接口；二是提供 etherner 接口，使 PLC 直接入以太網(wǎng)。 PLC 聯(lián)網(wǎng)功能的增強使它更容易與 PC 和其他 智能控制設(shè)備進行互連。 其中第三部分 IEC611313 是標準的 PLC 編程語言，它的軟件模型是現(xiàn)帶 PLC的軟件技術(shù)，是整個標準性基礎(chǔ)理論工具。一方面增加了制造商的開發(fā)費用，另一方面增加了用戶學習和培訓的負擔。該標準主要為可編程電子系統(tǒng)內(nèi)的功能性安全設(shè)計而設(shè)定，為 PLC 在過程控制系統(tǒng)中使用的可靠性和安全設(shè)定提供了依據(jù)。國產(chǎn)知名公司有亞太、力控等。 b. 功能強大，價格低廉的 HMI 過去在 PLC 控制系統(tǒng)中進行參數(shù)的設(shè)定和顯示時非常麻煩，對輸入設(shè)定參數(shù)青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 13 要使用大量的波碼開關(guān)組，對輸入顯示參數(shù)要使用數(shù)碼管，它們不僅占據(jù)了大量的 I/O 資源，而且功能少，接線麻煩。現(xiàn)在編程器已經(jīng)被淘汰，基 于 windows 的編程軟件不僅可以對 PLC的控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)，即設(shè)置硬件的結(jié)構(gòu)、類型、各通信接口的參數(shù)等。所以簡化了某些可能控制系統(tǒng)的設(shè)計和編程。 （ 3）智能化模塊的發(fā)展 為了實現(xiàn)某些特殊功能的控制功能， PLC 制造商開發(fā)出了許多智能化的 I/O模塊。 PLC 的價格也不斷下降，真正成為現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)中 不可替代的控制裝置。 PLC 的發(fā)展趨勢 PLC 總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、軟 PLC、標準化、與現(xiàn)場總線技術(shù)緊密相結(jié)合等方向發(fā)展。從 20 世紀 80 年代之后，是 PLC 發(fā)展的黃金 時期，年增長率一般都保持在 30%— 40%之間。對這些大規(guī)模、多控制器的應(yīng)用場合，就要求 PLC的控制系統(tǒng)必須具有通信和聯(lián)網(wǎng)功能。 （ 1）初級階段 從世界上第一臺 PLC 問世到 20 世紀 70 年代中期，這個時期的 PLC 功能簡單，主要完成一般的繼電器控制系統(tǒng)，即順序邏輯，定時與計數(shù)等，編程語言為為梯形圖。進入 20 世紀 80 年代以來，隨著大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以 16 位和 32 位微處理器構(gòu)成的微機化 PLC 得到了驚人的發(fā)展，使 PLC 在概念，設(shè)計，性能價格比及應(yīng)用等多發(fā)面都有了新的突破。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送。它一般由簡易鍵盤和發(fā)光二級管或其他顯示管件組成?？蓪⑦^程圖像顯示出來；當與其他 PLC 相連時，可以組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)路，青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 10 實現(xiàn)更大規(guī)模的控制；當與計算機相連時，可以組成多級控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制與管理相結(jié)合的綜合性控制。 擴展接口 擴展接口用于將擴展單元以及功能模塊與基本單元相連，使 PLC 的配置更加靈活以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。運行時 CPU 從輸入映像寄存器讀取輸入信息并進行處理，將處理結(jié)果放到輸出映像寄存器。 I/0 單元 I/0 單元也稱為 I/0 模塊。數(shù)據(jù)表用來存放各種數(shù)據(jù)，它的標準格式是每一個數(shù)據(jù)占一個字。 (3)工作數(shù)據(jù)存儲器：工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。 (2)用戶程序存儲器 :用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲器中。位片式結(jié)構(gòu)可以使用多個微處理器，將控制任務(wù)劃分為若干個可以并行處理的部分，幾個微處理器同時進行處理。位片式微處理器是獨立于微型機的另一分支。通用微處理器的價格便宜，通用性強，還可以 借用微機成熟的實時操作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資源。 CPU 底板與擴展底板之間通過電纜連接，距離一般不超過 PLC，都可以根據(jù)需要進行配置與組合。另外還有獨立的 1/0 擴展單元與主機配合使用。由 于 PLC 引入了微處理機以及半導(dǎo)體存儲器等新一代電子元件，并用規(guī)定的指令進行編程，所以能靈活的修改程序，即它是用軟件方式來實現(xiàn)“可編程”的目的。也是一種計算機；它是“專業(yè)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的”工業(yè)計算機?！? 在該定義中重點說明了三個概念：即 PLC 是什么，它具備什么功能，以及PLC 及其控制系統(tǒng)的設(shè)計原則。數(shù)據(jù)傳送和處理等功能，使其真正成為一種電子計算機工業(yè)設(shè)備。 以上就是著名的 “GM 十條 ” 。由于它結(jié)構(gòu)簡單，容易掌握，價格便宜，可以滿足大部分場合電氣順序邏輯控制的要求，因而在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。 （ 3）該系統(tǒng)在發(fā)生故障時，撿球裝置必須進行復(fù)位。如何編寫程序。機械手如何能夠?qū)a(chǎn)品分揀出來。這些領(lǐng)域的一個共同特點是產(chǎn)品的種類繁多、附加值高、配送門店數(shù)量多、準確性要求高和人工處理效率低等特點。 我國自動分揀機的應(yīng)用大約始于 1980 年代 , 近期的市場興起和技術(shù)發(fā)展始于 1997 年。實現(xiàn)對物料實物流的分配、對物料信息流的分配和管理 [3]。 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 4 課題的目的及要求 本課題為了更全面系統(tǒng)地與市場接軌，從實用的角度出發(fā)，利用已掌握的有關(guān) PLC 及其的知識實現(xiàn) 自動分揀系統(tǒng)控制，該設(shè)計分為硬件原理圖設(shè)計及軟件編程兩大部分。使用這樣的貨物分揀系統(tǒng) , 完全屏棄了使用書面文件完成貨物分揀的傳統(tǒng)方法 , 采用高效、準確的電子數(shù)據(jù)的形式 , 提高效率 , 節(jié)省勞動力 。環(huán)型布置分揀機適合工藝設(shè)計要求很多的供件席位及大量格口的分揀 , 因為環(huán)形的任何一個格口理論上都可以變成供件席位。 根據(jù)場地的環(huán)境、被分揀的物品尺寸范圍、被分揀物品的質(zhì)量及是否是易碎品、包裝方式、包裝的標準化程度等來選擇分揀機的類型。同樣在總體上如果考慮使用 RFID 作為物品的標識 , 則在分揀的供件過程中將不再需要人工整理物品的可識讀面 (標簽、標識面朝上 ), 從而較大地提高了自動化的程度和分揀的效率。 按工藝流 程的可塑性分類 , 可分為剛性分揀傳輸系統(tǒng)和柔性分揀傳輸系統(tǒng)。它將使物品按著需要進入不同的路向進行輸送。在郵政系統(tǒng)中稱之為供件裝置。相應(yīng)每個格口的譯碼器僅認知屬于本格口的 ID 編號的被分揀物品。早期的分揀機的控制系統(tǒng)國內(nèi)外由于控制理念的不一樣而有所差異。在貨物包裝站 ,打印的包裝清單既包括貨物條碼也包括包裝箱序列號。貨物分揀者在分揀前掃描貨柜箱 上的條形碼標簽 , 如果與定單相符 , 直接分揀。在這樣的貨物分揀系統(tǒng)中 , 制作書面文件、查找書面文件、人工 搬運等浪費了巨大的人力物力 , 而且嚴重影響了物流的流動速度。我們利用可編程技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，控制機械手完成各種動作， 目標是使此 系統(tǒng)具有自動化程度高、運行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點 ,可根據(jù)不同對象 ,稍加修改本系統(tǒng)即可實現(xiàn)要求 。 機械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機器人，它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化， 其 積極作用正日益為人們所認識，它能部分地代替人的勞動并能 達到生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送。為了節(jié)省生產(chǎn)資料和人工成本，工業(yè)機器人及其自動控制系統(tǒng)開始大量裝備在工廠里的生產(chǎn)流水線上。 在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常要對流水線上的產(chǎn)品進行分撿，為了提高生產(chǎn)效率，本設(shè)計擬開發(fā)物料搬運機械手，采用的德國西門子 S7200 系列 PLC，對機械手的上下、左右以及抓取運動進行控制，來設(shè)計一種用于分撿大小球的機械裝置。 在傳統(tǒng)的貨物分揀系統(tǒng)中 , 一般是使用紙制書面文件來記錄貨物數(shù)據(jù) , 包括貨物名稱、批號、存儲位置等信息 , 等到貨物提取時再根據(jù)書面的提貨通知單 , 查找記錄的貨物數(shù)據(jù) ,人工搜索、搬運貨物來完成貨物的提取。貨物分揀者從無線射頻終端進入服務(wù)器 , 選擇定單上各種貨物 ,系統(tǒng)會通過射頻終端直接向貨物分揀者發(fā)送貨物位置信息 , 指導(dǎo)分揀者選擇最優(yōu)路徑。如果貨架上的貨物與定單相符 , 就把貨物放進小車上的貨箱 , 并且掃描貨箱上條形碼序列號。 （ 4）計算機控制系統(tǒng)：分揀機的計算機控制系統(tǒng)主要控制分揀機的運行速度 , 控制分揀導(dǎo)入機械的啟動及運行的時間。我國則慣于被分揀物品的信息與相關(guān)的格口關(guān)聯(lián) , 與小車本身的編號無關(guān)。 自動分揀系統(tǒng)中的傳輸部分 在物流系統(tǒng)中 , 輸送對自動分揀系統(tǒng)的影響在物流系統(tǒng)中傳輸系統(tǒng)內(nèi)在分揀機之前的部分稱之為輸送。分揀機后面可以是多個傳輸系統(tǒng)在功能上起到傳輸與存貯兩種功能 : 如果按著鐵路的運輸系統(tǒng)進行比喻 , 物流傳輸過程中分揀機的作用如同鐵路的搬道叉的功能。按工藝流程布置的方式分類 , 可分為環(huán)型布置的分揀機和直線布置的分揀機。其次 , 由所設(shè)計的工藝流程需要、分揀的業(yè)務(wù)總量、作業(yè)的時間要求 , 單位時間的處理件數(shù)來選擇相應(yīng)的分揀機的分揀效率、分揀的格口數(shù)量。無論是哪一種分揀機都要在提高分揀效率上要取得新的發(fā)展水平 , 高速度是分揀技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。在工藝上適合直線布置的分揀機；翻盤小車式的分揀