【正文】 在評(píng)閱中，周老師還指出了我設(shè)計(jì)中的許多不足，使我的設(shè)計(jì)更加完善合理。用組態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)分揀系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化監(jiān)控。當(dāng)表達(dá)式不成立時(shí)就會(huì)呈現(xiàn)為初始狀態(tài)。用戶(hù)只要控制數(shù)據(jù)對(duì)象值的大小和值的變化速度，就能精確地控制所對(duì)應(yīng)圖形對(duì)象的大小、位置及其變化速度。MCGS采用全中文、可視化、面向窗口的開(kāi)發(fā)界面，符合中國(guó)人的使用習(xí)慣和要求，以窗口為單位，構(gòu)造用戶(hù)運(yùn)行系統(tǒng)的圖形界面，使得MCGS的組態(tài)工作既簡(jiǎn)單直觀，又靈活多變。將硬件各部分的動(dòng)作幅度進(jìn)行調(diào)試之后，運(yùn)行PLC程序，進(jìn)行軟硬件的結(jié)合，觀察材料分揀系統(tǒng)中上料、傳送與分揀的過(guò)程，完成系統(tǒng)的調(diào)試。傳送程序時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：1） 計(jì)算機(jī)的RS232端口及PLC之間必須用指定的纜線及轉(zhuǎn)換器連接；2） 執(zhí)行完“讀入”后，計(jì)算機(jī)中的程序?qū)⒈粊G失，原有的程序?qū)⒈蛔x入的程序所替代，PLC模式改變成被設(shè)定的模式；3） 在“寫(xiě)出”時(shí)，PLC應(yīng)停止運(yùn)行，程序必須在RAM或EEPROM內(nèi)存保護(hù)關(guān)斷的情況下寫(xiě)出，然后進(jìn)行校驗(yàn)[11] 。（3）系統(tǒng)啟動(dòng)后，下料傳感器(光電傳感裝置)檢測(cè)到料槽有材料，每隔2S出料氣缸動(dòng)作一次，動(dòng)作時(shí)間維持為1S，將待測(cè)材料推到傳送帶上，待測(cè)物體開(kāi)始在傳送帶上運(yùn)行，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期。PLC硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框如圖31所示：圖31 PLC結(jié)構(gòu)框圖（1）中央處理單元（CPU）中央處理器是可編程控制器的核心，它在系統(tǒng)程序的控制下，完成邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算、協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作任務(wù)等。根據(jù)分揀系統(tǒng)的需要配置出I/O對(duì)應(yīng)功能，列表如表23所示： 表23 分揀系統(tǒng)I/O口配置三菱PLC(I/O)分揀系統(tǒng)接口(I/O)備注輸入部分X00SB1啟動(dòng)按鈕X01SQ1上料物料接近開(kāi)關(guān)X02SQ2鐵質(zhì)物料接近開(kāi)關(guān)X03SQ3鋁質(zhì)物料接近開(kāi)關(guān)X04SQ4綠色物料接近開(kāi)關(guān)X05SA電感傳感器X06SB電容傳感器X07SC顏色傳感器X10SN判斷下料有無(wú)（光電傳感器）X11SW1上料氣缸回位限位開(kāi)關(guān)X12SW2鐵質(zhì)物料氣缸回位限位開(kāi)關(guān)X13SW3鋁質(zhì)物料氣缸回位限位開(kāi)關(guān)X14SW4紅色物料氣缸回位限位開(kāi)關(guān)X15SW5其他物料氣缸回位限位開(kāi)關(guān)X17SB2停止按鈕輸出部分Y00YV1上料先導(dǎo)式電磁換向閥Y01YV2鐵質(zhì)物料先導(dǎo)式電磁換向閥Y02YV3鋁質(zhì)物料先導(dǎo)式電磁換向閥Y03YV4紅色物料先導(dǎo)式電磁換向閥Y04YV5其他物料先導(dǎo)式電磁換向閥Y05M傳送帶Y06LD1紅色指示燈Y07LD2綠色指示燈根據(jù)控制要求可得PLC系統(tǒng)的接線圖如圖24所示圖24 PLC系統(tǒng)外部接線圖3 自動(dòng)分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 可編程控制器（PLC）簡(jiǎn)介在可編程序控制器問(wèn)世之前，繼電器接觸器控制在工業(yè)控制領(lǐng)域中占有主導(dǎo)地位?？諝膺^(guò)濾器作用是濾除壓縮空氣中的水分、油滴以及雜質(zhì)微粒等危害，以達(dá)到系統(tǒng)要求的凈化程度。目前最常選用的是標(biāo)準(zhǔn)氣缸，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)都已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，組成氣動(dòng)回路是為了驅(qū)動(dòng)用于各種不同目的機(jī)械裝置，其最重要的三個(gè)控制內(nèi)容是：力的大小、運(yùn)動(dòng)的方向和運(yùn)動(dòng)的速度。目前，用于顏色識(shí)別的傳感器有兩種基本類(lèi)型：①色標(biāo)傳感器，它使用一個(gè)白熾燈光源或單色LED光源；②RGB（紅綠藍(lán)）顏色傳感器，它檢測(cè)物體的對(duì)三基色的反射比率，從而鑒別物體顏色。本設(shè)計(jì)中采用直線接觸式磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)氣缸回位動(dòng)作是否到位，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到指定位置時(shí)，碰到行程開(kāi)關(guān)，終結(jié)上一個(gè)動(dòng)作，準(zhǔn)備執(zhí)行下一個(gè)動(dòng)作。傳感元件也可以不直接感受被測(cè)量，而只感受與被測(cè)量成確定關(guān)系的其他非電量。FX2N系列是FX系列PLC家族中最先進(jìn)的系列，它能最大范圍地包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)，程式執(zhí)行更快，全面補(bǔ)充通訊功能，適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動(dòng)化控制應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。適用于小型連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜邏輯控制和閉環(huán)過(guò)程控制。 它對(duì)商品外包裝要求也很高，自動(dòng)分揀機(jī)只適于分揀底部平坦且具有剛性的包裝規(guī)則的商品。分類(lèi)裝置的種類(lèi)很多，一般有推出式、浮出式、傾斜式和分支式幾種，不同的裝置對(duì)分揀貨物的包裝材料、包裝重量、包裝物底面的平滑程度等有不完全相同的要求。本文在對(duì)熟悉了自動(dòng)及分揀系統(tǒng)的原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的分揀要求,對(duì)材料分揀進(jìn)行了以三菱PLC為控制核心，MCGS組態(tài)軟件為監(jiān)控軟件，設(shè)計(jì)出材料分揀控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。 控制裝置的作用是識(shí)別、接收和處理分揀信號(hào)，根據(jù)分揀信號(hào)的要求指示分類(lèi)裝置、按商品品種、按商品送達(dá)地點(diǎn)或按貨主的類(lèi)別對(duì)商品進(jìn)行自動(dòng)分類(lèi)。對(duì)于自動(dòng)分揀系統(tǒng)因其自身存在的一些問(wèn)題，在一定程度上限制了其應(yīng)用的領(lǐng)域及其范圍。小型PLC又稱(chēng)低檔PLC，它的I/O點(diǎn)數(shù)小于128點(diǎn)，用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量小于4K字，功能簡(jiǎn)單，以開(kāi)關(guān)量控制為主，可實(shí)現(xiàn)條件控制、順序控制、定時(shí)記數(shù)控制。由于應(yīng)用的專(zhuān)一性，使其控制質(zhì)量大大提高[9] 。還有一些新型傳感器，如壓阻式和諧振式壓力傳感器、差動(dòng)變壓器式位移傳感器等，其敏感元件和傳感器就完全是融為一體的。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。顏色傳感器同樣也屬于具有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器。在現(xiàn)代化的成套設(shè)備與自動(dòng)化生產(chǎn)線上，幾乎都配有氣動(dòng)系統(tǒng)。自擠式空氣吸盤(pán)是將軟質(zhì)吸盤(pán)按壓在工件的表面，擠出吸盤(pán)內(nèi)的空氣、從而造成真空、吸住工件。傳送帶是由單向感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的皮帶式輸送裝置。繼電器輸出形式三菱2靜音空氣壓縮機(jī)1噪音低、性能穩(wěn)定、工作安全可靠,韓國(guó)SANWO3氣閥SVK01205先導(dǎo)式電磁換向閥, 交流：110v,220v（50hz） 直流：24V韓國(guó)SANWO4氣缸SCDJB1045S5產(chǎn)品與氣閥的型號(hào)相配套，推動(dòng)物料進(jìn)行分揀韓國(guó)SANWO5磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)DC735額定電壓：DC24V AC110V額定電流：DC：5～40mA AC: 5～20mA氣缸回位限位開(kāi)關(guān)易電國(guó)際集團(tuán)6接近開(kāi)關(guān)CAT212GM5靜電容量式接近開(kāi)關(guān)判斷物料是否到位易電國(guó)際集團(tuán)7光電開(kāi)關(guān)E3R5DE41判斷有無(wú)物料歐姆龍7電感式接傳感器BLJ18A48Z/B1Z1額定電壓：DC：6～36V額定電流：300mA百斯特8電容式傳感器E2KX81ME11靜電容量型近接開(kāi)關(guān)額定電壓：DC12～24V(DC10～30V)歐姆龍9顏色傳感器E3SVS1E41額定電壓：DC：12～24V額定電流：400mA歐姆龍10電動(dòng)機(jī)YN6061感應(yīng)電動(dòng)機(jī)減速電機(jī)性能參數(shù) 功率：6W 電壓：110V 頻率：50HZ 電流： 額定轉(zhuǎn)速：1440r/min LINIX溫嶺市永久電子器械廠11內(nèi)置電源MD35341輸入電壓：AC220伏 177。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(zhuān)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。而PLC從0000號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶(hù)程序開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增的方向順序逐條執(zhí)行用戶(hù)程序，直到END指令結(jié)束。在通信服務(wù)階段，PLC與其他的帶微處理器的智能裝置實(shí)現(xiàn)通信[11~14] 。這根電纜的一端是接電腦的RS232串口，一端接在PLC的RS422通訊串口上。顏色傳感器最合適距離為30CM， 傳感器對(duì)應(yīng)的各個(gè)氣缸在感應(yīng)到材料后便開(kāi)始動(dòng)作，但由于氣壓的原因，材料不是被打飛，就是根本沒(méi)有觸到材料。圖41 組態(tài)環(huán)境向運(yùn)行環(huán)境的過(guò)渡由MCGS生成的用戶(hù)應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶(hù)窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分組成，如圖42所示。顏色動(dòng)畫(huà)連接所謂顏色動(dòng)畫(huà)連接就是指將圖形對(duì)象的顏色屬性與數(shù)據(jù)對(duì)象值之間建立相關(guān)性關(guān)系，使圖元、圖符對(duì)象的顏色屬性隨著數(shù)據(jù)對(duì)象值的變化而變化，用這種方式實(shí)現(xiàn)顏色不斷變化的動(dòng)畫(huà)效果。在材料分揀系統(tǒng)中料槽無(wú)料提醒中的制作用到了閃爍效果。表41 通道連接的設(shè)置對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象通道類(lèi)型SB1只讀X00000SQ1只讀X00001SQ2只讀X00002SQ3只讀X00003SQ4只讀X00004SA只讀X00005SB只讀X00006SC只讀X00007SN只讀X00010SW1只讀X00011SW2只讀X00012SW3只讀X00013SW4只讀X00014SW5只讀X00015SB2只讀X00017YV1讀寫(xiě)Y00000YV2讀寫(xiě)Y00001YV3讀寫(xiě)Y00002YV4讀寫(xiě)Y00003YV5讀寫(xiě)Y00004M讀寫(xiě)Y00005LD1讀寫(xiě)Y00006LD2讀寫(xiě)Y00007圖411 通道設(shè)置5 結(jié)論與展望綜全文所述，本文對(duì)PLC及組態(tài)技術(shù)的工作原理、適用領(lǐng)域做出了詳細(xì)的介紹，根據(jù)材料分揀的實(shí)際需求采用PLC設(shè)計(jì)出了材料分揀系統(tǒng)，并使用組態(tài)作為監(jiān)控軟件具有很高的實(shí)用價(jià)值。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，慢慢的學(xué)習(xí)，逐漸的鞏固大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，期間有艱苦，有辛酸，也有欣喜，有快樂(lè)。謹(jǐn)此對(duì)周老師表達(dá)衷心的感謝和崇高的敬意。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了材料分揀系統(tǒng)硬件和軟件。所謂數(shù)據(jù)報(bào)表就是根據(jù)實(shí)際需要以一定格式將統(tǒng)計(jì)分析后的數(shù)據(jù)記錄、顯示和打印出來(lái)，如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表。首先要確定對(duì)應(yīng)連接對(duì)象的表達(dá)式，然后再定義表達(dá)式的值所對(duì)應(yīng)的位置偏移量。通過(guò)對(duì)圖形大小的變化、顏色的改變、明暗的閃爍、圖形的移動(dòng)翻轉(zhuǎn)等多種乎段，增強(qiáng)畫(huà)面的動(dòng)態(tài)顯示效果。材料分揀MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)是對(duì)分揀系統(tǒng)的實(shí)時(shí)采集以及監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)操作者可以遠(yuǎn)離操作現(xiàn)場(chǎng)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的控制。通上電源，觀察指示燈，一切正常之后開(kāi)始加材料。（6）當(dāng)顏色檢測(cè)傳感器檢測(cè)到材料為紅色時(shí)，且其對(duì)應(yīng)的接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到材料接近，紅色出料氣缸動(dòng)作將待測(cè)物體推下，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。下面我們具體介紹PLC的掃描工作過(guò)程。（3）輸入/輸出（I/O）電路輸入輸出電路是可編程控制器和工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)信號(hào)連接的部分。要把計(jì)算機(jī)的完備功能以及靈活性、通用性好等優(yōu)點(diǎn)和繼電器接觸器控制的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)溶入于新的控制裝置中，且要求新的控制裝置編程簡(jiǎn)單，使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人員也能很快掌握它的使用技術(shù)。當(dāng)傳感器檢測(cè)到相應(yīng)料塊時(shí)，對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)式電磁換向閥動(dòng)作驅(qū)動(dòng)氣缸動(dòng)作將其推人應(yīng)去的滑道。其工作原理：對(duì)于前伸/回縮氣缸，當(dāng)左側(cè)無(wú)桿腔進(jìn)氣，右側(cè)有桿腔排氣時(shí)活塞桿前伸，反之，活塞桿回縮；對(duì)于上升/下降氣缸，當(dāng)上側(cè)無(wú)桿腔進(jìn)氣，下側(cè)有桿腔排氣時(shí)，活塞桿下降，反之活塞桿上升。它主要由手指、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。為了便于PCL控制程序的編寫(xiě)，利于公司企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，綜合其各種情況，在本設(shè)計(jì)，選擇RGB顏