【正文】 編碼器對(duì)應(yīng)。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。本系統(tǒng)選用西門(mén)子公司的S7200系列CPU226 型PLC。圖21 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)即分析控制系統(tǒng)的要求，確定I/O點(diǎn)數(shù)，選擇PLC的型號(hào)，然后進(jìn)行I/O分配。材料分揀系統(tǒng)采用它主要是用來(lái)識(shí)別綠色與黃色的材料。本系統(tǒng)用該器件來(lái)檢測(cè)鐵質(zhì)材料。磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，接通電源后，在傳感器的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí)，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來(lái)完成無(wú)接觸檢測(cè)物體的目的。材料分揀系統(tǒng)選用的是方向控制閥中的先導(dǎo)式電磁換向閥。來(lái)自氣源的壓縮空氣其壓力通常都高于設(shè)備和裝置所需的工作壓力，因壓力波動(dòng)比較大，因而需要調(diào)節(jié)調(diào)壓閥降壓，使其輸出壓力與每臺(tái)氣動(dòng)設(shè)備和裝置所需要的壓力一致，并保持該壓力的穩(wěn)定。使用時(shí)可先人為地將材料放入料槽中，此時(shí)光電傳感器檢測(cè)到料塊時(shí)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行。 這樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員就可以把更多的注意力集中在如何選擇最優(yōu)的控制方法上，設(shè)計(jì)出合理的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，選者合適的控制算法等這些提高控制品質(zhì)的關(guān)鍵問(wèn)題上。這些優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：PC技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成熟；由PC構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對(duì)較低的擁有成本；PC的軟件資源和硬件資豐富，軟件之間的互操作性強(qiáng)；基于PC的控制系統(tǒng)易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。利用組態(tài)控制技術(shù)構(gòu)成的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)與一般計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，它們都是由被控對(duì)象、傳感器、I/O接口、計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)幾部分組成。 2)程序執(zhí)行 PLC完成了輸入采樣工作后，按順序從0000號(hào)地址開(kāi)始的程序進(jìn)行逐條掃描執(zhí)行，并分別從輸人映像寄存器、輸出映像寄存器以及輔助繼電器中獲得所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期。(1)簡(jiǎn)易編程器(2)圖形編程器(3)通用計(jì)算機(jī)編程。當(dāng)開(kāi)關(guān)量輸出的頻率大于1 000 Hz，一般選用晶體管輸出。下面通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊來(lái)說(shuō)明I/O模塊與CPU的連接方式。它們都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)，其功能的實(shí)現(xiàn)不僅基于硬件的作用，更要靠軟件的支持。它可以根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不斷擴(kuò)展，即進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。 2操作性高 a)操作方便：對(duì)PLC的操作包括程序的輸入和程序更改操作，大多數(shù)PLC采用編程器進(jìn)行程序輸入和更改操作。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 在20世紀(jì)70年代初期、中期，可編程序控制器雖然引入了計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)際上只稱為PLC(Programmable Logical Controller)。自動(dòng)分揀機(jī)是其中最接近與成熟的產(chǎn)品，這可以認(rèn)為是國(guó)家對(duì)于自動(dòng)分揀在物流技術(shù)中的地位和現(xiàn)狀的一個(gè)較好的概括。自動(dòng)分揀機(jī)最先在郵政部門(mén)開(kāi)始應(yīng)用，大量的信件和郵包要在極端的時(shí)間內(nèi)正確分揀，非憑借高度自動(dòng)化的分揀措施不可。自動(dòng)分揀大部分與自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)連接起來(lái)，配合自動(dòng)引導(dǎo)車（AGV）、托鏈小車等其它復(fù)雜的系統(tǒng)，分揀系統(tǒng)在總體布置上，可以說(shuō)千變?nèi)f化。對(duì)本系統(tǒng)完成其設(shè)計(jì)之后，進(jìn)行了整體調(diào)試。系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、分揀精度高、易控制的特點(diǎn),對(duì)不同的分揀對(duì)象,稍加修改本系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)要求。國(guó)外分揀系統(tǒng)規(guī)模都很大，主要包括進(jìn)給臺(tái)、信號(hào)盤(pán)、分揀機(jī)、分揀信息識(shí)別系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)等幾大部分，還要配備外圍的各種運(yùn)輸和裝卸機(jī)械，組成一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)。而如今分揀技術(shù)已經(jīng)用于我國(guó)的各行各業(yè)，使這環(huán)節(jié)的效率得到了很大的提高。日本一位物流專家認(rèn)為，在用戶需求表現(xiàn)為多種小批量的時(shí)代，物流技術(shù)的三大措施是自動(dòng)分揀機(jī)、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)和無(wú)人自動(dòng)引導(dǎo)車。其后，日本、德國(guó)等相繼引入這項(xiàng)新技術(shù)，可編程序控制器由此而迅速發(fā)展起來(lái)。為使這一新型的工業(yè)控制裝置的生產(chǎn)和發(fā)展規(guī)范化，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)于1985年1月制定了PLC的標(biāo)準(zhǔn)，并給它作了如下定義：可編程序控制器是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。例如，采用可靠性高的工業(yè)級(jí)元件，采用先進(jìn)的電子加工工藝（SMT）制造，對(duì)干擾采用屏蔽、隔離和濾波等；存儲(chǔ)器內(nèi)容的保護(hù)，采用看門(mén)狗和自診斷措施，便于維修的設(shè)計(jì)等。 b)擴(kuò)展的靈活性：PLC的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要特點(diǎn)。 PLC基本結(jié)構(gòu)和工作原理 目前，可編程序控制器的產(chǎn)品很多，不同廠家生產(chǎn)的PLC以及同一廠家生產(chǎn)的不同型號(hào)的PLC，其結(jié)構(gòu)各不相同，但就其基本組成和基本工作原理而言，是大致相同的。按照信號(hào)的種類歸類有直流信號(hào)輸入、輸出，交流信號(hào)的輸入、輸出；按照信號(hào)的輸人、輸出形式分有數(shù)字量輸入、輸出，開(kāi)關(guān)量輸入、輸出，模擬量輸入、輸出。當(dāng)開(kāi)關(guān)量輸出的頻率低于1000 Hz，一般選用繼電器輸出模塊。編程器從結(jié)構(gòu)上可分為以下三種類型。我們把PLC這種執(zhí)行程序的方式稱為掃描工作方式。在本工作周期內(nèi)這個(gè)采樣結(jié)果的內(nèi)容不會(huì)改變，只有到下一個(gè)掃描周期輸入采樣階段才被刷新。第二章 組態(tài)控制技術(shù) 組態(tài)技術(shù)概述組態(tài)控制技術(shù)是一種計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。在工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用過(guò)程中，PC（包括工控機(jī)）相比以前的專用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢(shì)日趨明顯。對(duì)于過(guò)去需要幾個(gè)月的工作，通過(guò)組態(tài)幾天就可以完成。第三章 材料分揀裝置工作過(guò)程概述 如圖所示為本分揀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖材料分揀系統(tǒng)的各部分的結(jié)構(gòu)如下： 轉(zhuǎn)接面板 單向感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 西門(mén)子SP200 調(diào)壓閥、空氣濾器、油霧器與氣壓指示表 內(nèi)置電源 傳送帶 擋板 料槽 111先導(dǎo)式電磁換向閥1112氣缸回位限位開(kāi)關(guān)（磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)）11122氣缸動(dòng)作限位開(kāi)關(guān)（磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)）2電容傳感器 SB2顏色傳感器 SC2電感傳感器 SA223導(dǎo)料軌道3氣缸13氣缸23氣缸33氣缸43氣缸5 材料分揀系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)的功能 料槽(圖6中的8)是一個(gè)材料自動(dòng)入庫(kù)而自動(dòng)出庫(kù)的裝置，底部有一個(gè)光電傳感器。 調(diào)壓閥、空氣濾器與氣壓指示儀表（圖6中的4）集中于一個(gè)模塊上，它們接收來(lái)自氣源的氣壓并傳送到下面的5個(gè)氣閥中。與生產(chǎn)裝置相連接的各種類型的氣缸，靠壓力控制閥、方向控制閥和流量控制閥分別實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè)內(nèi)容的控制，正是利用它們組成了各種氣動(dòng)控制回路。分別作為氣缸回位限位開(kāi)關(guān)、氣缸動(dòng)作限位開(kāi)關(guān)。由此，可識(shí)別出有無(wú)金屬物體接近，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。它是在Si等多數(shù)光電二極管之前，分別放置R（紅）、G（綠）、B（藍(lán)）三種顏色的彩色濾光器，以便處理各自的輸出信號(hào)并識(shí)別彩色的方法。第四章 控制系統(tǒng)的硬件分析選擇 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖，如圖21 所示。因此，選擇一般的小型機(jī)即可滿足控制要求。光電碼盤(pán)圖23 旋轉(zhuǎn)編碼器原理示意圖旋轉(zhuǎn)編碼器介紹：旋轉(zhuǎn)編碼器是用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置。分辨率：編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。 對(duì)于HTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)300米 電感傳感器電感式接近開(kāi)關(guān)屬于有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，用來(lái)檢測(cè)金屬物體。當(dāng)把線圈接入測(cè)量電路并接通激勵(lì)電源時(shí)，就可獲得正比于位移輸入量的電壓或電流輸出。由此，便可控制開(kāi)關(guān)的接通和關(guān)斷。 對(duì)于上述這些力學(xué)量，尤其是緩慢變化或微小量的測(cè)量，一般來(lái)說(shuō)采用電容式傳感器進(jìn)行檢測(cè)比較適宜，主要是這類傳感器具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：(1)測(cè)量范圍大其相對(duì)變化率可超過(guò)100%；(2)靈敏度高，如用比率變壓器電橋測(cè)量，相對(duì)變化量可達(dá)107數(shù)量級(jí)；(3)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，因其可動(dòng)質(zhì)量小，固有頻率高，高頻特性既適宜動(dòng)態(tài)測(cè)量，也可靜態(tài)測(cè)量；(4)穩(wěn)定性好由于電容器極板多為金屬材料，極板間襯物多為無(wú)機(jī)材料，如空氣、玻璃、陶瓷、石英等；因此可以在高溫、低溫強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)輻射下長(zhǎng)期工作，尤其是解決高溫高壓環(huán)境下的檢測(cè)難題。TCS230采用8引腳的SOIC表面貼裝式封裝，在單一芯片上集成有64個(gè)光電二極管。S0、S1用于選擇輸出比例因子或電源關(guān)斷模式；SS3用于選擇濾波器的類型；OE是頻率輸出使能引腳，可以控制輸出的狀態(tài)，當(dāng)有多個(gè)芯片引腳共用微處理器的輸入引腳時(shí)，也可以作為片選信號(hào)；OUT是頻率輸出引腳，GND是芯片的接地引腳，VCC為芯片提供工作電壓。圖28 FPG光電傳感器原理圖光電傳感器介紹：光電傳感器是指能夠?qū)⒖梢?jiàn)光轉(zhuǎn)換成某種電量的傳感器。 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)傳輸帶輸送物料前行，與旋轉(zhuǎn)編碼器連接在一起。當(dāng)有材料時(shí)，程序判斷YV5是否復(fù)位，當(dāng)它沒(méi)有復(fù)位時(shí)傳輸帶不運(yùn)行，復(fù)位時(shí)，傳輸帶自動(dòng)運(yùn)行且氣缸自動(dòng)將材料打出，并每隔一定時(shí)間打一次。 高速計(jì)數(shù)是用來(lái)累計(jì)比PLC掃描頻率更高的脈沖輸入此指令為高速計(jì)數(shù)器指令，使能輸入有效時(shí)，根據(jù)高速計(jì)數(shù)器特殊存儲(chǔ)器位的狀態(tài)，并按照HDEF指令指定的模式，設(shè)置高速計(jì)數(shù)器并控制其工作。當(dāng)物料被相應(yīng)的傳感器檢測(cè)中后，相應(yīng)的汽缸動(dòng)作，將物料推下。SBWSBWSBWSBW5的指示燈在汽缸動(dòng)作時(shí)熄滅，當(dāng)汽缸復(fù)位時(shí)燈變亮。（注：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)檢測(cè)色溫向低端移動(dòng)，否則反之） 軟件調(diào)試將所編寫(xiě)的梯形圖程序進(jìn)行編譯，通過(guò)上下位機(jī)的連接電纜把程序下載到PLC中。從兩個(gè)方面解決這個(gè)問(wèn)題，首先調(diào)低氣缸的氣壓，但氣壓波動(dòng)較大，仍然無(wú)法解決問(wèn)題；從另一個(gè)方面入手在出槽口的一端加上擋板，通過(guò)試驗(yàn)，大部分材料可以正常步入傳送帶。現(xiàn)對(duì)全文做出如下總結(jié)： 一、設(shè)計(jì)材料分揀系統(tǒng)之前，閱讀了大量的資料和文獻(xiàn)，不但了解了自動(dòng)分揀系統(tǒng)發(fā)展的歷史，發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用背景。 二、在硬件上進(jìn)一步改進(jìn)擋板、出料軌道、傳送帶、進(jìn)料倉(cāng)，這對(duì)系統(tǒng)的實(shí)用與可靠性的提高有重大意義。在評(píng)閱中，屈老師還指出了我設(shè)計(jì)中的許多不足，使我的設(shè)計(jì)更加完善合理。組態(tài)控制技術(shù)，北京：電子工業(yè)出版社。[7] 楊永平。[11] 吳志強(qiáng) 魯曉春。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)?cè)u(píng)定論文成績(jī)： 月