【正文】 組成，各單元之間應(yīng)采用同一點(diǎn)接地，以保證各單元間等電位。（1） PLC 的接地最好采用專用的接地極。不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸，信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敖設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào)，避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠近平行敖設(shè)，以減少電磁干擾。因此，對(duì)于變送器和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)）的配電器，以減少 PLC 系統(tǒng)的干擾。主要內(nèi)容包括：對(duì) PLC 系統(tǒng)及外引線進(jìn)行屏蔽以防空間輻射電磁干擾；對(duì)外引線進(jìn)行隔離、濾波，特別是原理動(dòng)力電纜，分層布置，以防通過(guò)外引線引入傳導(dǎo)電磁干擾；正確設(shè)計(jì)接地點(diǎn)和接地裝置，完善接地系統(tǒng)。進(jìn)行具體工程的抗干擾設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)主要以下兩個(gè)方面。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯(cuò)誤的接地，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使 PLC 系統(tǒng)將無(wú)法正常工作。實(shí)際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，絕對(duì)隔離是不可能的。（1）來(lái)自電源的干擾 30實(shí)踐證明，因電源引入的干擾造成 PLC 控制系統(tǒng)故障的情況很多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過(guò)，后更換隔離性能更高的 PLC 電源，問(wèn)題才得到解決。 PLC 控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來(lái)源若 PLC 系統(tǒng)置于所射頻場(chǎng)內(nèi)，就會(huì)收到輻射干擾，其影響主要通過(guò)兩條路徑：一是直接對(duì) PLC 內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；二是對(duì) PLC 通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干擾。要提高 PLC 控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求 PLC 生產(chǎn)廠家用提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面，要求工程設(shè)計(jì)、安裝施工和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問(wèn)題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。，電機(jī)正常運(yùn)行，按照給定的時(shí)間函數(shù)循環(huán)運(yùn)行。 調(diào)試過(guò)程 PLC 程序?qū)懭?OMRONCS PLC 中，只連接啟動(dòng)與停止開(kāi)關(guān)。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除程序中的錯(cuò)誤，減少系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的工作量，確保系統(tǒng)在各種正常和異常情況時(shí)都能作出正確的響應(yīng)，需要進(jìn)行離線測(cè)試，既不將 PLC 的輸出接到設(shè)備上。應(yīng)保持足夠長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間使問(wèn)題充分暴露并加以糾正。在保證整個(gè)硬件連接正確無(wú)誤的情況下即可送電。顏色傳感器的調(diào)試通電狀態(tài)下，在顏色傳感器下方的傳送帶上，放置帶有某一顏色料塊，調(diào)節(jié)傳感器上的電位器，觀察窗口中紅綠（或藍(lán)）指示燈，當(dāng)兩燈恰同時(shí)發(fā)光時(shí)，該靈敏點(diǎn)即為料塊顏色檢出點(diǎn)。如果調(diào)試達(dá)不到指標(biāo)要求，則對(duì)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(wèn)題后應(yīng)及時(shí)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(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，實(shí)際的輸入信號(hào)可以用鈕子開(kāi)關(guān)和按鈕來(lái)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(lái)顯示，一般不用接 PLC實(shí)際的負(fù)載(如接觸器、電磁閥等)。26第 4 章 控制系統(tǒng)的調(diào)試在PLC軟硬件設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)進(jìn)行調(diào)試工作。由于汽缸動(dòng)作需要1秒，讓電機(jī)停轉(zhuǎn)一秒后繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）以上為子程序中的高速脈沖指令，該程序先將控制脈沖指令的特殊功能寄存器進(jìn)行初始化，（下料傳感器）檢測(cè)到有料時(shí)，啟動(dòng)PLS（脈沖輸出）指令；，啟動(dòng)定時(shí)器T30，延時(shí)30秒自動(dòng)停機(jī)。此指令為高速脈沖輸出指令，當(dāng)使能端輸入有效時(shí)，檢測(cè)用程序設(shè)置的特殊功能寄存器位，激活由控制位定義得脈沖操作， 輸出高速脈沖此指令為高速計(jì)數(shù)器定義指令，使能輸入有效時(shí)，為指定的高速計(jì)數(shù)器分配一種工作模式。 如果相應(yīng)的傳感器沒(méi)有檢測(cè)到物體，則電機(jī)重新運(yùn)行，高速計(jì)數(shù)器也重新計(jì)數(shù)，繼續(xù)運(yùn)行到下一位置。應(yīng)用高速計(jì)數(shù)器編制程序，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定位控制功能。19圖31 　控制系統(tǒng)流程圖 該系統(tǒng)可選擇連續(xù)或單次運(yùn)行工作狀態(tài)。這種編程語(yǔ)言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時(shí)間。順序功能流程圖語(yǔ)言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計(jì)的編程語(yǔ)言。可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)，來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多。光電傳感器采用光電元件作為檢測(cè)元件，首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。 表 2 是 S0、S1 及 SS3 的可用組合。該傳感器的典型輸出頻率范圍從 2Hz~500kHz，用戶還可以通過(guò)兩個(gè)可編程引腳來(lái)選擇 100%、20% 或 2%的輸出比例因子，或電源關(guān)斷模式。這些二極管共分為四種類型。它把可配置的硅光電二極管與電流頻率轉(zhuǎn)換器集成在一個(gè)單一的 CMOS 電路上，同時(shí)在單一芯片上還集成了紅綠藍(lán)(RGB)三種濾光器，是業(yè)界第一個(gè)有數(shù)字兼容接口的 RGB 彩色傳感器。15 顏色傳感器選用TAOS公司生產(chǎn)的，型號(hào)為TCS230顏色傳感器。力學(xué)量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉伸、壓縮、膨脹、變形等無(wú)不與長(zhǎng)度有著密切聯(lián)系的量；這些量又都是通過(guò)長(zhǎng)度或者長(zhǎng)度比值進(jìn)行測(cè)量的量，而其測(cè)量方法的相互關(guān)系也很密切。本系統(tǒng)選用E2KX8ME1 電容傳感器，接線圖可參考圖25，原理圖如圖26。 電容傳感器 電容傳感器也屬于具有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，是一種接近式開(kāi)關(guān)。電感式傳感器的特點(diǎn)是：①無(wú)活動(dòng)觸點(diǎn)、可靠度高、壽命長(zhǎng)；②分辨率高； ③靈敏度高；④線性度高、重復(fù)性好；⑤測(cè)量范圍寬（測(cè)量范圍大時(shí)分辨率低） ；⑥無(wú)輸入時(shí)有零位輸出電壓，引起測(cè)量誤差； ⑦對(duì)激勵(lì)電源的頻率和幅值穩(wěn)定性要求較高；⑧不適用于高頻動(dòng)態(tài)測(cè)量。接線圖如圖24，原理圖如圖25 。 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(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)頭時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。A、B、Z 三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測(cè)量。信號(hào)輸出: 信號(hào)輸出有正弦波（電流或電壓），方波（ TTL、HTL），集電極開(kāi)路（PNP、NPN），推拉式多種形式，其中 TTL 為長(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)（對(duì)稱 A，A； B，B；Z，Z ），HTL 也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對(duì)應(yīng)。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的光電碼盤12厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí)，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個(gè)到幾千個(gè)都有），和供電電壓等。它轉(zhuǎn)化為位移量，可對(duì)傳輸帶上的物料進(jìn)行位置控制。按鈕帽有紅、綠、黃、白等顏色，一般紅色用作停止按鈕，綠色用作啟動(dòng)按鈕。10圖 22 PLC輸入輸出接線端子圖 檢測(cè)元件與執(zhí)行裝置的選擇 按鈕的選用控制按鈕是一種短時(shí)接通或斷開(kāi)小電流電路的電器。因此，選擇一般的小型機(jī)即可滿足控制要求。一般應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與模塊之間的距離來(lái)選擇電壓的大小。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供電方式等應(yīng)用要求。PLC用戶程序所需內(nèi)存容量一般與開(kāi)關(guān)量輸入、輸出點(diǎn)數(shù)、模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù)以及用戶程序達(dá)的編寫質(zhì)量等有關(guān)。PLC 及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用 PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC 的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。輸出包括控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的接觸器，以及 5 個(gè)控制汽缸動(dòng)作的電磁閥。因?yàn)樯厦娼?jīng)過(guò)分析需要 12 個(gè)輸入點(diǎn)，12 個(gè)輸出點(diǎn)，這樣就總共 24 個(gè) I/O 點(diǎn)數(shù)。PLC 用戶程序所需內(nèi)存容量一般與開(kāi)關(guān)量輸入、輸出點(diǎn)數(shù)、模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù)以及用戶7程序達(dá)的編寫質(zhì)量等有關(guān)。其控制要求有如下9 個(gè)方面：（1）系統(tǒng)送電后，光電編碼器便可發(fā)生所需的脈沖 5（2）電機(jī)運(yùn)行，帶動(dòng)傳輸帶傳送物體向前運(yùn)行（3）有物料時(shí)，下料汽缸動(dòng)作，將物料送出（4）當(dāng)電感傳感器檢測(cè)到鐵物料時(shí)，推汽缸1 動(dòng)作（5）當(dāng)電容傳感器檢測(cè)到鋁物料時(shí)，推汽缸2 動(dòng)作（6）當(dāng)顏色傳感器檢測(cè)到材料為某一顏色時(shí)，推汽缸3 動(dòng)作 （7）其他物料被送到SD 位置時(shí)，推汽缸4 動(dòng)作 （8）汽缸運(yùn)行應(yīng)有動(dòng)作限位保護(hù) （9）下料槽內(nèi)無(wú)下料時(shí)，延時(shí)后自動(dòng)停機(jī)6第 2 章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)被控制對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，選擇合適的PLC類型，并分配I/O點(diǎn)。 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)輸入電壓：AC200～240V（帶保護(hù)地三芯插座）消耗功率：250W環(huán)境溫度范圍：5～40℃氣源： 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求主要包括功能要求和控制要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，首先應(yīng)分析控制對(duì)象的要求。系統(tǒng)上電后，可編程序控制器首先控制啟動(dòng)輸送帶，下料傳感器 SN 檢測(cè)料槽有無(wú)物料，若無(wú)料，輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)周期后自動(dòng)停止等待下料；當(dāng)料槽有料時(shí)，下料傳感器輸出信號(hào)給 PLC，PLC 控制輸送帶繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)控制氣動(dòng)閥 5 進(jìn)4行下料，每次下料時(shí)間間隔可以進(jìn)行調(diào)整。要想進(jìn)行 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先必須對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行調(diào)查，搞清楚控制對(duì)象的工藝過(guò)程、工作特點(diǎn)，明確控制要求以及各階段的特點(diǎn)和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件。本設(shè)計(jì)應(yīng)用可編程控制器(PLC)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程材料自動(dòng)分揀的設(shè)計(jì)方案。PLC 控制分揀裝置涵蓋了 PLC 技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)等內(nèi)容，是實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的微縮模型。物料分揀采用可編程控制器 PLC 進(jìn)行控制，能連續(xù)、大批量地分揀貨物，2分揀誤差率低且勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。針對(duì)上述問(wèn)題，利用 PLC 技術(shù)設(shè)計(jì)了一種成本低，效率高的材料自動(dòng)分揀裝置，在材料分揀過(guò)程中取得了較好的控制效果。同時(shí),只要根據(jù)不同的分揀對(duì)象,對(duì)本系統(tǒng)稍加修改即可實(shí)現(xiàn)要求。目前世界上，生產(chǎn)和研制 PLC 的大公司很多，有代表性的是日本的歐姆龍公司，德國(guó)西門子、美國(guó)的 AB 公司，都處于世界的領(lǐng)先水平。 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。I分揀系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 班 級(jí)：理工 091 班 姓 名： 宋燮 學(xué) 號(hào) : 22091167 指導(dǎo)教師： 崔吉 II摘 要 PLC控制是目前工業(yè)上最常用的自動(dòng)化控制方法，由于其控制方便，能夠承受惡劣的環(huán)境，因此，在工業(yè)上優(yōu)于單片機(jī)的控制。以PLC 為主控制器,結(jié)合氣動(dòng)裝置、傳感技術(shù)、位置控制等技術(shù),現(xiàn)場(chǎng)控制產(chǎn)品的自動(dòng)分揀。應(yīng)用 PLC 技術(shù)是當(dāng)今世界潮流，必將對(duì)生產(chǎn)、科研和社會(huì)生活等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響。而物料分揀采用可編程控制器 PLC 進(jìn)行控制,能連續(xù)、大批量地分揀貨物,分揀誤差率低且勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低,分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無(wú)縫連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)物料實(shí)物流、模塊化的組裝,具有系統(tǒng)布局靈活,維護(hù)、檢修方便等特點(diǎn),受場(chǎng)地原因影響不大。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，因此各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都迫切地需要改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，尤其在需要進(jìn)行材料分揀的企業(yè)，以往一直采用人工分揀的方法，致使生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力差，材料的自動(dòng)分揀已成為企業(yè)的唯一選擇。由于全部采用機(jī)械自動(dòng)作業(yè)，因此，分揀處理能力較大，分揀分類數(shù)量也較多。同時(shí)，只要根據(jù)不同的分揀對(duì)象，對(duì)本系統(tǒng)稍加修改即可實(shí)現(xiàn)要求。本文主要介紹了 PLC 控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，以及一些調(diào)試方法。本章主要介紹分揀裝置的工藝過(guò)程及控制要求。選用顏色識(shí)別傳感器及對(duì)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。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定為分揀某種顏色的金屬或非金屬物料時(shí)，由程序記憶各傳感器的狀態(tài)，完成分揀任務(wù)。如果被某種傳感器測(cè)中，通過(guò)相應(yīng)的氣動(dòng)裝置將其推入料箱；否則，繼續(xù)前行。 用戶存儲(chǔ)容量的選擇 存儲(chǔ)容量是可編程控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)容量。對(duì) PLC 用戶程序存儲(chǔ)容量的估算，可用下面推薦的經(jīng)驗(yàn)公式： 存儲(chǔ)器總字節(jié)數(shù)=（開(kāi)關(guān)量 I/O 點(diǎn)數(shù)*10）+ （模擬量點(diǎn)數(shù) *150） 按經(jīng)驗(yàn)公式所得的存儲(chǔ)器總字節(jié)數(shù)要考慮 25%的余量。相應(yīng)地，有 5 個(gè)汽缸運(yùn)動(dòng)位置信號(hào)，每個(gè)汽缸有動(dòng)作限位和回位限位，共計(jì) 10 個(gè)信號(hào)。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此，在選用 PLC 時(shí)，首先要確保有足夠的 I/O 點(diǎn)數(shù)，并留有一定的余地，一般可考慮 10%15%的備用量； 2．存儲(chǔ)容量是可編程控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)容量。輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如，輸入模塊分為直流 5V、12V、24V、48V、60V 幾種，交流115V 和 220V 兩種。 根據(jù)上面所確定的I/ O 點(diǎn)數(shù)，且該材料分揀裝置的控制為開(kāi)關(guān)量控制。 PLC 的輸入輸出端子分配根據(jù)所選擇的PLC 型號(hào)，對(duì)本系統(tǒng)中PLC 的輸入輸出端子進(jìn)行分配，如表1所示表 1 材料分揀裝置 PLC 輸入/ 輸出端子分配表西門子 PLC(I/O) 分揀系統(tǒng)接口(I/O) 備注 UCP(計(jì)數(shù)傳感器) 接旋轉(zhuǎn)編碼器 SN(下料傳感器) 判斷下料有無(wú) SA(電感傳感器) SB(電容傳感器) SC(顏色傳感器) SD(備用傳感器) SFW1(推氣缸