【正文】 個(gè)詳細(xì)的了解，以便做出正確的選擇。所以，要盡可能選擇相同等級(jí)和種類的負(fù)載，比如使用交流 220V 的指示燈等?？刂葡到y(tǒng)的輸出點(diǎn)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(diǎn)數(shù)有可能大于實(shí)際點(diǎn)數(shù)。 PLC 的選型 當(dāng)某一個(gè)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(gè)系統(tǒng)完成后，往往會(huì)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(duì)一些過去較為繁瑣的控制可利用 PLC 的特點(diǎn)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(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 19 3 大小球分揀系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與內(nèi)容 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： （ 1） PLC 的選擇除了應(yīng)滿足技術(shù)指標(biāo)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(jì)、施工、調(diào)試的周期短 用繼電器完成一項(xiàng)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(jìn)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(diǎn)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(jìn)行，因而縮短了設(shè)計(jì)周期，使設(shè)計(jì)和施工可以同時(shí)進(jìn)行。在今天的現(xiàn)場(chǎng)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?yàn)槠渥畛醯哪康木褪且〈^電器邏輯，所以子啊 PLC誕生 之時(shí)，其設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)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(shí)器、計(jì)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(hào)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(dòng)作有無觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)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(jì)，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(diǎn)有： （ 1）抗干擾能力強(qiáng) 針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)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(qiáng)大的主機(jī)可以完成多路高速計(jì)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(jī)控制，多機(jī)群控等。 PLC用存儲(chǔ)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(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 16 統(tǒng)設(shè)計(jì)及建 造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)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(qiáng) 隨著計(jì)算機(jī)、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(qiáng)。到今天，現(xiàn)場(chǎng)總線及技術(shù)已經(jīng)基本走向成熟和實(shí)用化，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)約硬件數(shù)量與投資；節(jié)省安裝費(fèi)用；節(jié)省維護(hù)費(fèi)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(dòng)化信息孤島的問題成為可能。兼具 PC 機(jī)和 PLC 的優(yōu)點(diǎn)。于是，一種能結(jié)合 PLC 定的高可青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 15 靠性和 PC 機(jī)的高級(jí)軟件功能的新產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。 可是之后的一段時(shí)間里， 軟 PLC 并沒有出現(xiàn)像人們希望的那樣占據(jù)相當(dāng)市場(chǎng)份額的局面，這是因?yàn)檐?PLC 本身存在的一些缺陷造成的：軟 PLC 對(duì)維護(hù)和服務(wù)人員的要求較高；電源故障對(duì)系統(tǒng)影響較大；在占據(jù)大多數(shù)的低端應(yīng)用場(chǎng)合，軟 PLC 沒有優(yōu)勢(shì)可言；在可靠性方面對(duì)工業(yè)環(huán)境的適應(yīng)性方面，和 PLC 無法比擬； PC 機(jī)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(jī)既然能夠完成人機(jī)界面的功能，為何不把 PLC 的功能用軟件來實(shí)現(xiàn)呢 ?PC 機(jī)價(jià)格便宜，有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、通信和人機(jī)交互功能。在提供網(wǎng)絡(luò)接口方面 PLC 向兩個(gè)方向發(fā)展，一是提供直接掛接到現(xiàn)場(chǎng)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(qiáng)使它更容易與 PC 和其他 智能控制設(shè)備進(jìn)行互連。 其中第三部分 IEC611313 是標(biāo)準(zhǔn)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)性基礎(chǔ)理論工具。一方面增加了制造商的開發(fā)費(fèi)用，另一方面增加了用戶學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的負(fù)擔(dān)。該標(biāo)準(zhǔn)主要為可編程電子系統(tǒng)內(nèi)的功能性安全設(shè)計(jì)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(qiáng)大，價(jià)格低廉的 HMI 過去在 PLC 控制系統(tǒng)中進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定和顯示時(shí)非常麻煩，對(duì)輸入設(shè)定參數(shù)青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 13 要使用大量的波碼開關(guān)組，對(duì)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?，F(xiàn)在編程器已經(jīng)被淘汰，基 于 windows 的編程軟件不僅可以對(duì) 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(jì)和編程。 （ 3）智能化模塊的發(fā)展 為了實(shí)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(jià)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(shì) PLC 總的發(fā)展趨勢(shì)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(biāo)準(zhǔn)化、與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)緊密相結(jié)合等方向發(fā)展。從 20 世紀(jì) 80 年代之后，是 PLC 發(fā)展的黃金 時(shí)期，年增長率一般都保持在 30%— 40%之間。對(duì)這些大規(guī)模、多控制器的應(yīng)用場(chǎng)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(jí)階段 從世界上第一臺(tái) PLC 問世到 20 世紀(jì) 70 年代中期，這個(gè)時(shí)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(shí)與計(jì)數(shù)等，編程語言為為梯形圖。進(jìn)入 20 世紀(jì) 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(jī)化 PLC 得到了驚人的發(fā)展，使 PLC 在概念，設(shè)計(jì)，性能價(jià)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。它一般由簡易鍵盤和發(fā)光二級(jí)管或其他顯示管件組成。可將過程圖像顯示出來；當(dāng)與其他 PLC 相連時(shí)，可以組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)路，青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 10 實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的控制；當(dāng)與計(jì)算機(jī)相連時(shí)，可以組成多級(jí)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制與管理相結(jié)合的綜合性控制。 擴(kuò)展接口 擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)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(yùn)行時(shí) CPU 從輸入映像寄存器讀取輸入信息并進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)格式是每一個(gè)數(shù)據(jù)占一個(gè)字。 (3)工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)器中。位片式結(jié)構(gòu)可以使用多個(gè)微處理器，將控制任務(wù)劃分為若干個(gè)可以并行處理的部分，幾個(gè)微處理器同時(shí)進(jìn)行處理。位片式微處理器是獨(dú)立于微型機(jī)的另一分支。通用微處理器的價(jià)格便宜，通用性強(qiáng)，還可以 借用微機(jī)成熟的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資源。 CPU 底板與擴(kuò)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(jìn)行配置與組合。另外還有獨(dú)立的 1/0 擴(kuò)展單元與主機(jī)配合使用。由 于 PLC 引入了微處理機(jī)以及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等新一代電子元件，并用規(guī)定的指令進(jìn)行編程，所以能靈活的修改程序，即它是用軟件方式來實(shí)現(xiàn)“可編程”的目的。也是一種計(jì)算機(jī)；它是“專業(yè)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的”工業(yè)計(jì)算機(jī)?！? 在該定義中重點(diǎn)說明了三個(gè)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(jì)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(jì)算機(jī)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(jià)格便宜，可以滿足大部分場(chǎng)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(shí)，撿球裝置必須進(jìn)行復(fù)位。如何編寫程序。機(jī)械手如何能夠?qū)a(chǎn)品分揀出來。這些領(lǐng)域的一個(gè)共同特點(diǎn)是產(chǎn)品的種類繁多、附加值高、配送門店數(shù)量多、準(zhǔn)確性要求高和人工處理效率低等特點(diǎn)。 我國自動(dòng)分揀機(jī)的應(yīng)用大約始于 1980 年代 , 近期的市場(chǎng)興起和技術(shù)發(fā)展始于 1997 年。實(shí)現(xiàn)對(duì)物料實(shí)物流的分配、對(duì)物料信息流的分配和管理 [3]。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)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(chǎng)接軌，從實(shí)用的角度出發(fā)，利用已掌握的有關(guān) PLC 及其的知識(shí)實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)分揀系統(tǒng)控制，該設(shè)計(jì)分為硬件原理圖設(shè)計(jì)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(zhǔn)確的電子數(shù)據(jù)的形式 , 提高效率 , 節(jié)省勞動(dòng)力 。環(huán)型布置分揀機(jī)適合工藝設(shè)計(jì)要求很多的供件席位及大量格口的分揀 , 因?yàn)榄h(huán)形的任何一個(gè)格口理論上都可以變成供件席位。 根據(jù)場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)化程度等來選擇分揀機(jī)的類型。同樣在總體上如果考慮使用 RFID 作為物品的標(biāo)識(shí) , 則在分揀的供件過程中將不再需要人工整理物品的可識(shí)讀面 (標(biāo)簽、標(biāo)識(shí)面朝上 ), 從而較大地提高了自動(dòng)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(jìn)入不同的路向進(jìn)行輸送。在郵政系統(tǒng)中稱之為供件裝置。相應(yīng)每個(gè)格口的譯碼器僅認(rèn)知屬于本格口的 ID 編號(hào)的被分揀物品。早期的分揀機(jī)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(hào)。貨物分揀者在分揀前掃描貨柜箱 上的條形碼標(biāo)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(yùn)等浪費(fèi)了巨大的人力物力 , 而且嚴(yán)重影響了物流的流動(dòng)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(jī)械手完成各種動(dòng)作， 目標(biāo)是使此 系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點(diǎn) ,可根據(jù)不同對(duì)象 ,稍加修改本系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)要求 。 機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化， 其 積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，它能部分地代替人的勞動(dòng)并能 達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)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(jī)器人及其自動(dòng)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(duì)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行分撿，為了提高生產(chǎn)效率，本設(shè)計(jì)擬開發(fā)物料搬運(yùn)機(jī)械手，采用的德國西門子 S7200 系列 PLC，對(duì)機(jī)械手的上下、左右以及抓取運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，來設(shè)計(jì)一種用于分撿大小球的機(jī)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(hào)、存儲(chǔ)位置等信息 , 等到貨物提取時(shí)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(yùn)貨物來完成貨物的提取。貨物分揀者從無線射頻終端進(jìn)入服務(wù)器 , 選擇定單上各種貨物 ,系統(tǒng)會(huì)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(jìn)小車上的貨箱 , 并且掃描貨箱上條形碼序列號(hào)。 （ 4）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)：分揀機(jī)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要控制分揀機(jī)的運(yùn)行速度 , 控制分揀導(dǎo)入機(jī)械的啟動(dòng)及運(yùn)行的時(shí)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(hào)無關(guān)。 自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的傳輸部分 在物流系統(tǒng)中 , 輸送對(duì)自動(dòng)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(jī)之前的部分稱之為輸送。分揀機(jī)后面可以是多個(gè)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(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行比喻 , 物流傳輸過程中分揀機(jī)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(jī)和直線布置的分揀機(jī)。其次 , 由所設(shè)計(jì)的工藝流程需要、分揀的業(yè)務(wù)總量、作業(yè)的時(shí)間要求 , 單位時(shí)間的處理件數(shù)來選擇相應(yīng)的分揀機(jī)的分揀效率、分揀的格口數(shù)量。無論是哪一種分揀機(jī)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(shì)。在工藝上適合直線布置的分揀機(jī)；翻盤小車式的分揀