【正文】 ① 系統(tǒng)關(guān)鍵技 術(shù) I/O 點數(shù)，輸入應(yīng)該有 6 個傳感器信號，包括電感傳感器、電容傳感器、顏色傳感器、預(yù)留傳感器（可根據(jù)要求設(shè)置），以及檢測下料的傳感器和計數(shù)傳感器。 選擇合適的 PLC類型 山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 15 根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備，統(tǒng)計所需的輸入信號和輸出信號的點數(shù)，選擇合適的 PLC 類型，包括機(jī)型、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。（ 4）低成本 :使 PLC在經(jīng)濟(jì)上能與繼電器電路抗衡，成為繼電器的替代品。（ 2）模擬量控制：如溫度，壓力，流量，液位都屬于模擬量。如果不需要就必花大代價使用具有多種編程功能的 PLC。 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。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動力矩又可以提高控制精度。只要對步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)轉(zhuǎn)動。 ③ 電感傳感器 山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 電感式傳感器也屬于有開關(guān)量輸出的位置傳感器，也是一種接近式 開關(guān)，用來檢測金屬物體。當(dāng)系統(tǒng)的 I/O 點數(shù)不夠時，可通過 PLC的 I/O 擴(kuò)展接口對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。下面簡單介紹繼電器輸出（交直流）模塊。被控對象的現(xiàn)場信號通過開關(guān)、按鈕或傳感器，以開關(guān)量的形式通過輸入單元送入 CPU 進(jìn)行處理，其信山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 號流向如下圖 輸入模塊組成框圖 二、 開關(guān)量輸出單元 PLC 所控制的現(xiàn)場執(zhí)行元件有電磁閥、繼電器、接觸器、指示燈、電熱器、電動機(jī)等。疊裝式 PLC 具有二者的優(yōu)點。 設(shè)計任務(wù)及原理 1 設(shè)計任務(wù) 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。 關(guān)鍵字： PLC；自動分揀；硬件設(shè)計；軟件設(shè)計 山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 第一章 前言 設(shè)計的目的和意義 1 設(shè)計的目的 ①通過畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論，基礎(chǔ)知識，基本技能進(jìn)行分析和解決實際問題的能力。針對上述問題，利用 PLC 技術(shù)設(shè)計了一種成本低，效率高的材料自動分揀裝置，在材料分揀過程中取得了較好的控制效果。 CPU 是 PLC 的核心。分為只讀存儲器（ ROM）和隨機(jī)讀寫存儲器（ RAM）兩大類。 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。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。 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。 ⑤ 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)在控制系統(tǒng) 中具有廣泛的應(yīng)用。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。 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，執(zhí)行過程如下圖： 山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，可畫出如下所示的系統(tǒng)軟件流程圖． 該系統(tǒng)可選擇連續(xù)或單次運行工作狀態(tài)．若為連續(xù)運行狀態(tài)，則系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖中的汽缸 4 動作后，程序再轉(zhuǎn)到開始；若為單次運行，則汽缸 4 動作后停機(jī)．如果需要，該系統(tǒng)可在分揀的同時對分揀的材料進(jìn)行數(shù)量的統(tǒng)計，這只需在各汽缸動作的同時累計即可．應(yīng)用高速計數(shù)器編制程序，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的定位控制功能．用高速計 數(shù)器計數(shù)步進(jìn)電機(jī)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．定位時，電機(jī)停轉(zhuǎn)，計數(shù)器清零，傳感器開始工作，對物料進(jìn)行分揀處理．在汽缸 1～3 動作后，電機(jī)重新運行，高速計數(shù)器也重新計數(shù)．如果相應(yīng)的傳感器沒有檢測到物體，則電機(jī)重新運行，高速計數(shù)器也重新計數(shù)，繼續(xù)運行到下一位置．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． 開 始 汽缸是否回位 斗內(nèi)是否有料 計時到自動停機(jī) 電動 機(jī)運行皮帶傳動 下料氣缸 Y5 動作 推汽缸 1動作 推汽缸 2動作 推汽缸 3動作 推汽缸 4動作 SB 測到物體 SC 測到物體 Y Y Y N Y N Y Y N N 山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 系統(tǒng)軟件流程圖 第三章 課題研究的方法和手段 硬軟件比較 隨著三菱 PLC 功能的逐漸健全，也越來越受人們的歡迎。它具有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計簡單、靈活通用、維護(hù)方便，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)組合編程語言簡單易學(xué)，系統(tǒng)設(shè)計周期短，對生產(chǎn)工藝改變適用性強(qiáng)，安裝簡單，調(diào)試方便，維護(hù)工作量小，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，更是得到用戶的好評。這些系統(tǒng)沒有故障保護(hù)。（ 1）標(biāo)準(zhǔn)化：指令兼容，外設(shè)易于擴(kuò)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。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。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。因此，選擇一般的小型機(jī)即可滿足控制要求。 山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 19 編程時應(yīng)注意： ，用功能流程圖的形式，表示程序設(shè)計的思想，為編程做好準(zhǔn)備； PLC 外部電路圖或； PLC 軟繼電器編號對照表及程序功能流程圖進(jìn)行編程； 、指令語句表的格式規(guī)則，編寫程序。 分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點號，分配給每一個輸入信號和輸出信號，即進(jìn)行編號。 PLC 的軟件設(shè)計 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。圖解法編程 ，圖解法是靠畫圖進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計。這是很關(guān)鍵的一步。因此，在繪制電路圖時要考慮周全，何處該裝按鈕，何處該裝開關(guān)，都要一絲不茍。 第五章 電器元件設(shè)備的選擇 PLC 機(jī)型的選擇 可編程控制器（ programmable logical controller，簡稱 PLC）已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中，并且在自動控制系統(tǒng)中起著非常重要的作用。自控系統(tǒng)將人們從 繁忙的工作和惡劣的環(huán)境中解脫出來，就要求自控系統(tǒng)能夠適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，諸如溫度、濕度、噪音、信號屏蔽、工作電壓等，各款 PLC 不盡相同。生產(chǎn)廠家對 PLC 產(chǎn)品的不斷開發(fā)升級是否向下兼容，這決定是否有利于現(xiàn)系統(tǒng)對將來新增加功能的應(yīng)用。記得在剛開始做設(shè)計的時候，我們什么都不曉得 ，然現(xiàn)在我們作出了一副巨作，我很自豪。我堅信三年的大學(xué)學(xué)習(xí)、生活，將成為我人生中的一筆寶貴的財富。 總之，設(shè)計是再創(chuàng)造的過 程末期靈活性很大，為今后的設(shè)計，工作打下了堅實的基礎(chǔ)。 在這次設(shè)計過程中我充分的認(rèn)識到了，科技可以造福人類，知識無窮盡！ 山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 25 附表 1 程序梯形圖 山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 26 附表 2 LD M71 OUT F671 K600 OUT F672 K647 OUT F670 K26 LD X20 ANI X21 ANI T450 OUT Y005 LD X014 AND X016 OUT Y004 LDI X016 OUT T450 LD X0005 ANI X0000 AND X010 OUT Y000 LD X0007 AND X011 ANI X0001 OUT Y001