【正文】 （ 3）母線 梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。然后再釋放、上升、左移到原點(diǎn)。 (4) 吸起球后，則撿球裝置向上行，碰到上限位開關(guān)后，撿球裝置向右行；小球時(shí)碰到右限位開關(guān)（小球的右限位開關(guān)）后，再向下行，碰到 下限位開關(guān)后，將小球釋放到小球箱里，然后返回到原位。 大小球分揀系統(tǒng)的功能 機(jī)械手分揀大小球的控制功能要求為： (1) 機(jī)械臂起始位置在原點(diǎn)，為左限、上限并有顯示。這就要 求用戶對(duì)現(xiàn)在的 PLC 品牌有一個(gè)詳細(xì)的了解，以便做出正確的選擇?？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)。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。 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。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。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。 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。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。 （ 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)。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。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。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。 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。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)。國產(chǎn)知名公司有亞太、力控等?，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。 （ 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(biāo)準(zhǔn)化、與現(xiàn)場總線技術(shù)緊密相結(jié)合等方向發(fā)展。對(duì)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。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。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。 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。 I/0 單元 I/0 單元也稱為 I/0 模塊。 (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)。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。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。另外還有獨(dú)立的 1/0 擴(kuò)展單元與主機(jī)配合使用。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)。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。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。如何編寫程序。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)。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]。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 。 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(biāo)準(zhǔn)化程度等來選擇分揀機(jī)的類型。 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)。在郵政系統(tǒng)中稱之為供件裝置。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。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。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 。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。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)。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)。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。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。在工藝上適合直線布置的分揀機(jī)；翻盤小車式的分揀機(jī)具備在運(yùn)行中物品的落差較大但是有圈套承載能力 , 適用于航站的行李分揀；自動(dòng)高速扁平件分揀機(jī)是在較大圖書物流中心的退貨流程中 , 量大而且基本是零冊(cè)處理的分揀 , 宜采用這種分揀機(jī)。 使用這樣的貨物分揀系統(tǒng) , 結(jié)合必要的倉庫管理軟件 , 可以真正實(shí)現(xiàn)倉庫的現(xiàn)代化管理 , 充分實(shí)現(xiàn)倉庫空間的合理利用 , 顯著提高企業(yè)的物流速度 , 為企業(yè)創(chuàng)造、保持市場競爭優(yōu)勢創(chuàng)造條件。由于分揀系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、安全性高，同時(shí)，人工揀取物料的作業(yè)量降低，對(duì)物品的損壞減少，為顧客假造了更多的價(jià)值，為公司贏得了更多的信譽(yù)和商機(jī)。目前在完成這個(gè)課題上存在的主要問題和難點(diǎn)是： （ 1)機(jī)械手的運(yùn)轉(zhuǎn)方面：如何通過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上升，下降，夾緊，松開等操作 。 （ 2）該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的多種工作方式。為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)白熱化的市場競爭要求，1968 年美國通用汽車公司 (GM)公開招標(biāo)，對(duì)新的汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來是： (1) 編程方便，可現(xiàn)場修改程序； (2) 維修方便，系統(tǒng)插件結(jié)構(gòu)； (3) 可靠性高于繼電控制裝置； (4) 體積小于繼電控制器； (5) 數(shù)據(jù)可以直接送入管理計(jì)算機(jī)； (6) 成本可以與繼電控制 盤競爭； (7) 輸入可以是交流 115V（美國電壓標(biāo)準(zhǔn)）； (8) 輸出為交流 115V，容量要求在 2A 以上，可以直接驅(qū)動(dòng)接觸器，電磁閥等； (9) 擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)改變最??； (10) 用戶存儲(chǔ)器至少擴(kuò)展到 4 KB。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程，而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是， OLC 與以往所講的機(jī)械式的順序控制器在“可編程”方面有質(zhì)的區(qū)別。裝有 CPU 單元的底板稱為 CPU 底板，其它稱為擴(kuò)展底板。 位片式微處理器，如 AMD2900 系列等。系統(tǒng)程序是不能由用戶更改的，故所使用的存儲(chǔ)器為只讀存儲(chǔ)器ROM 或 EPROM。元件映象寄存器用來存儲(chǔ) PLC 的開關(guān)量輸入 /輸出和定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部繼電器的 ON/OFF 狀態(tài)。通過接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠識(shí)別和處理的信號(hào)，并存到輸入映像寄存器。當(dāng)PLC 與打印機(jī)相連時(shí)，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打??；當(dāng)與監(jiān)視器相連時(shí)。程序被下載到 PLC，也可以將 PLC 中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。 大致總結(jié)一下， PLC 的發(fā)展經(jīng)歷了五個(gè)階段。由于對(duì)模擬量處理功能和網(wǎng)絡(luò)通信功能的提高， PLC 控制系統(tǒng)在過程控制領(lǐng)域也開始大面積的應(yīng)用，隨著芯片技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展， PLC 的功能得到了進(jìn)一步的提高，現(xiàn)在 PLC 不論從體積上，人機(jī)界面功能、端子接線技術(shù)，還是從內(nèi)在的性能（速度、存儲(chǔ)容量）、實(shí)現(xiàn)的功能（運(yùn)動(dòng)控制、通信網(wǎng)絡(luò)、多機(jī)處理等）方面都遠(yuǎn)非過去的 PLC 可比。 PLC 的功能不斷增強(qiáng)，將原來大中型 PLC 才有的功能部分青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 12 轉(zhuǎn)移到小型 PLC 上，如模擬量處理、復(fù)雜的指令功能和網(wǎng) 絡(luò)通信等。由于在硬件和軟件方面都采取了可靠性和便利性的措施。編程軟件的調(diào)試和監(jiān)控功能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過手持式編程器，可以通過編程軟件中的監(jiān)視功能實(shí)時(shí)觀察 PLC 內(nèi)部各存儲(chǔ)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，為診斷分析 PLC 程序和工作過程中出現(xiàn)的問題帶來了極大地方便?，F(xiàn)在世界上頂尖的自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商提供的大型 PLC 中，一般都增加了安全性和冗余性的產(chǎn)品，并且符合 IEC61508 標(biāo)準(zhǔn)的要求。特別是 PLC 的國際化標(biāo)準(zhǔn) IEC6113為 PLC從硬件設(shè)計(jì) 、編程語言、通訊聯(lián)網(wǎng)等各方面都制定了詳細(xì)的規(guī)范。 PLC 控制系統(tǒng)通信的介質(zhì)一般有雙絞線或光纖，具備常用的串行通信功能。在隨后的幾年，軟 PLC 的開發(fā)也呈現(xiàn)了上升的勢頭。其主要特點(diǎn)是使用的 ICE611313 編程語言、具有多控制任務(wù)處理功能。從某種意義上說，現(xiàn)場總線技術(shù)給自動(dòng)控制領(lǐng)域帶來的變化時(shí)革命性的 ?，F(xiàn)在開放式、標(biāo)準(zhǔn)化的 PLC也走到了前臺(tái)，為適應(yīng)現(xiàn)在和未來的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展做好了準(zhǔn)備。 （ 3）運(yùn)動(dòng)控制 為適應(yīng)高精度的位置控制，現(xiàn)在的 PLC 制造 商為用戶提供了功能完善的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 PLC的平均無故障運(yùn)行時(shí)間通常在幾萬小時(shí)以上，這是其他控制系統(tǒng)不能比擬的。同一個(gè) PLC裝置用于不同的控制對(duì)象，只是輸入和輸出組件和應(yīng)用軟件的不同，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） 18 所以說 PLC控制系統(tǒng)有極高的柔性，即通用性強(qiáng)。所以和其他控制系統(tǒng)相比，其成本較低，而且這種趨勢還將持續(xù)下去。 （ 3）在滿足控制要求前提下，力求使控制簡單、經(jīng)濟(jì)、操作和維護(hù)方便。當(dāng)然對(duì)于不同的用戶，要求的側(cè)重點(diǎn)不同，設(shè)計(jì) 的原則也應(yīng)有所區(qū)別，如果以提高產(chǎn)品和安全為目標(biāo)，則應(yīng)將系統(tǒng)可靠性放在設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，設(shè)置考慮采取冗余控制系統(tǒng)；如果要求系統(tǒng)改善信息管理，則應(yīng)將系統(tǒng)通信能力與總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)加以強(qiáng)化；如果系統(tǒng)工藝經(jīng)常變更，則事先充分考慮。這樣有可能造成輸出點(diǎn)數(shù)的浪費(fèi)，增加成本。對(duì)于以開關(guān)量控制為主，帶 有部分模擬量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，如對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中常遇到的溫度、壓力、流量、液位等連續(xù)量的控制，應(yīng)選用帶有 A/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和帶有 D/A 轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊，配接相應(yīng)的傳感器、變送器和驅(qū)動(dòng)裝置，并且選擇運(yùn)算功能較強(qiáng)的中小型 PLC，如西門子公司的S7300 系列 PLC。 (4) 機(jī)械臂右行時(shí)有小球右限（ LS4）和大球右限（ LS5）之分；下降時(shí)，當(dāng)電磁鐵壓著大球時(shí)，下限開關(guān) LS2 斷開（ =“ 0”）；壓著小球時(shí)，下限開關(guān) LS2 接通（ =” 1”）。如果檢測開關(guān)斷開，則運(yùn)行停止。吸住球后停留 1S,撿球板上升，碰到上限位開關(guān)后右行， 為小球位限位開關(guān)， 為大球位限位開關(guān)，在右行的過程中，如果吸住的小球，碰到青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 25 停止右行，下降到下限開關(guān)位置，斷電釋放鋼球，然后上升到上限開關(guān)位置停止上升，開始左行，碰到左極限停止左行；而如果是吸住的大球，則在右行的時(shí)候碰到 就停止右行，開始下降，下降到下限開關(guān)出停止下行，斷電釋放鋼球，然后上升到上極限位置停止上升，開始左行，到左極限停止左行，吸球時(shí)間T37 為 1s，釋放球時(shí)間 T38 也為 1s） 當(dāng)將旋鈕開關(guān) 后，系統(tǒng)由開始撿球到放球，返回再次開 始撿球，如此循環(huán)不斷的進(jìn)行撿球和放球的過程，直到按下停止按鈕或箱內(nèi)沒球，系統(tǒng)才停下來不工作。如果該存儲(chǔ)單元為“ 0”狀態(tài)，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“ 0”或“ OFF”狀態(tài)。 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） 26 （ 4）梯形圖的邏輯運(yùn)算 根據(jù)梯形圖中各觸