【正文】 和各種協(xié)議總線通信模塊等?，F(xiàn)在 PLC 的冗余產(chǎn)品包括 CPU 系統(tǒng)、 I/O 系統(tǒng)以及熱備份冗余軟件的。雖然通信網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，但硬件連接和軟件程序設(shè)計(jì)的工作量卻不大，許多制造商為用戶設(shè)計(jì)了專用的通信模塊，并且在編程軟件中增加了向?qū)В杂脩舸蟛糠值墓ぷ魇呛?jiǎn)單的的組態(tài)和參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了 PLC 中復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)通信功能的易用化。 PAC 主要用于解決那些所謂的剩余的 20%的問題，但現(xiàn)在一些高端 PLC也具備了解決這問題的能力，加之 PAC 是一種較新的控制器，所以其市場(chǎng)還有待于開發(fā)和推動(dòng)。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的 PLC都具有通信接口，通信非常方 便。這種編程語言形象直觀容易掌握，不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)，只要具有一定的電氣和工藝知識(shí)的人員都可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)。 （ 4）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。 一般情況下繼電器輸出的 PLC 使用最多，但對(duì)于要求高速輸出的情況，如運(yùn)動(dòng)時(shí)的高脈沖輸出，就要使用無觸點(diǎn)的晶體管輸出的 PLC 了，知道這些以后，就可以確定選用多少點(diǎn)和 I/O 是什么類型的 PLC 了。 (2) 啟動(dòng)裝置后，撿球裝置下行，當(dāng)碰到球時(shí)，檢測(cè)開關(guān)閉合，停止下行，電磁鐵帶電。另外一種是緊急停止：就是用來處理緊急情況下來及時(shí)停止整個(gè)系統(tǒng)工作的，一按緊急停止，系統(tǒng)立刻停止，不管已經(jīng)工作到什么位置。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線（左母線和右母線）之間有一個(gè)左 正右負(fù)的直流電源電壓，母線之間有“能流”從左向右流動(dòng)。 圖 41 工作框圖 當(dāng)按下 時(shí)，如果轉(zhuǎn)換條件滿足，指示燈亮，撿球裝置下降撿球平板，當(dāng)檢測(cè)開關(guān) PS1 閉合時(shí)，停止下降，電磁鐵帶電，通過下限位開關(guān)判斷吸住的是打球還是小球。 (2) 有啟動(dòng)按鈕和停止按鈕控制運(yùn)行，設(shè)停止時(shí)機(jī)械臂必須已回到原點(diǎn)。因?yàn)?PLC 的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組共用一個(gè)公共端，這一組輸出只能用相同種類和等級(jí)的電源。 （ 2）最大限度地滿足被控對(duì)象或產(chǎn)生過程的控制要求。 PLC的輸入和輸出可以直接和 交流 220V、直流24V等負(fù)載相連，并有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。它不僅能更好的完成原來得心應(yīng)手的順序邏輯控制程序任務(wù)，也能處理大量的模擬量，解決復(fù)雜的計(jì)算機(jī)和通信聯(lián)網(wǎng)問題。這就是 PAC(programmable automation conntroller),或基于 PC 機(jī)架構(gòu)的控制器。使系統(tǒng)形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散控制盒集中管理?，F(xiàn)在組態(tài)軟件的價(jià)格已經(jīng)下降到非常低的位置，所以在環(huán)境較好的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，使用 PC 加組態(tài)軟件來取代觸摸屏的方案也是一種不錯(cuò)的選擇。這些模塊自身帶有 CPU，使得占用主 CPU 的時(shí)間很少，減少了對(duì) PLC 掃描速度的影響，提高了整個(gè) PLC 控制系統(tǒng)的性能。這個(gè)時(shí)期 的 PLC 順應(yīng)時(shí)代要求，在大型的 PLC 中 一般都擴(kuò)展了遵守一定協(xié)議的通信接口。智能型的編程器又稱為圖形編程器，它 可以聯(lián)機(jī)編程，也可以脫機(jī)編程，具有 LCD或 CRL 圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖和通過屏幕對(duì)話。 PLC 通過 I/0 單元與工業(yè)生 產(chǎn)過程現(xiàn)場(chǎng)相聯(lián)系。這種高運(yùn)算速度與可以 適應(yīng)用戶需要的指令系統(tǒng)相結(jié)合，很適合于以順序掃描方式工作的 PLC 使用。主機(jī)中， CPU 是 PLC 的核心， 1/0 單元是連接 CPU 與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之 間的接口電路，通信接口用于 PLC 與編程器和上位機(jī)等外部設(shè)備的連接。隨著科技的發(fā)展， PLC開始大面積的應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)控制的生產(chǎn)活動(dòng)中。這些都成為解決問題的重點(diǎn)。采用分揀系統(tǒng)，人工分揀、堆置物料的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，操作人員無須為跟蹤物料而進(jìn)行 大量的報(bào)表工作、登單工作，因而顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。例如 ,受被分揀物品的影響 , 在一些便利店的物流配送中心有一些諸如酒類、雞蛋的物品所選分揀機(jī)應(yīng)該是無落差或者小落差的分揀機(jī)如滑靴式分揀機(jī)或交叉帶式分揀 機(jī)。供件裝置一般設(shè)有人工輔助工位 , 對(duì)物品進(jìn)行整理以便于識(shí)別分揀信息 , 控制作業(yè)節(jié)奏 , 在一些高速分揀機(jī)多個(gè)供件裝置之間的自動(dòng)協(xié)調(diào) , 按著分揀機(jī)的要求能夠控制物品的適度的間隔 , 并可準(zhǔn)確按著節(jié)拍同步將物品送到控制系統(tǒng)所規(guī)定的分揀機(jī)的相應(yīng)位置 , 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中供件系統(tǒng)的效率要充分保證分揀機(jī)的需求。 （ 2）零星分揀貨物：小的定單 ( 尤其是 5 鎊以下定貨 ) 的分揀或者單一路線貨物分揀 , 直接將定單分組分派給貨物分揀者 , 每個(gè)分揀人負(fù)責(zé) 3 ~ 4 個(gè)通道之間的區(qū)域。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） I 摘 要 進(jìn)入二十一世紀(jì)之后， 隨著人類對(duì)科學(xué)技術(shù)知識(shí)的掌握達(dá)到了一個(gè)新的高度， 越來越多的 知識(shí) 轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力后，一大批新技術(shù)，新設(shè)備開始應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)中。貨物分揀者在他或她負(fù)責(zé)的區(qū)域內(nèi) , 攜帶取貨小車進(jìn)行貨物分揀 , 取貨小車上放置多個(gè)貨箱 , 一個(gè)貨箱盛放一個(gè)定單的貨物。 分揀機(jī)也是傳輸系統(tǒng)的一部分 , 僅僅是在傳輸過程中可改變物品的路由方向。它們之間具體的區(qū)別是，滑靴式的分揀機(jī)比較適宜被分揀的物品尺寸在長度上較長而變化較大、包裝規(guī)范的物品。另外，非直接勞動(dòng)力如物料倉庫人員、發(fā)料員以及運(yùn)貨員工作量的減少甚至取消又進(jìn)一步直接降低了作業(yè)成本。 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） 5 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 控制要求 及設(shè)計(jì)要求 為實(shí)現(xiàn)大小球的分揀控制，所設(shè)計(jì)系統(tǒng) 程序必須實(shí)現(xiàn)以下主要功能： （ 1）該系統(tǒng)可以完成對(duì)大小球的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)運(yùn)送和自動(dòng)到大球缸或者小球缸釋放對(duì)應(yīng)的球。 PLC 的定義 PLC 一直在飛速發(fā)展中，因此到現(xiàn)在為止，都沒有對(duì)其下 一個(gè)準(zhǔn)確的定義，國際電工委員會(huì)（ IEC） 1987 年 2 月頒布了終稿，終稿對(duì)可編程控制器的定義是： “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。 組合式 PLC 將 CPU 單元、輸入單元、輸出單元、智能 1/0 單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 8 線相互聯(lián)系。 存儲(chǔ)器 根據(jù)存儲(chǔ)器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下 3 種： (1)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 :和各種計(jì)算機(jī)一樣， PLC 也有其固定的監(jiān)控程序、解釋程序，它們決定了 PLC 的功能，稱為系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器就是用來存放這部分程序的。輸入單元接收用戶設(shè)備的各種控制信號(hào)，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其他一些傳感器的信號(hào)。還可以利用 PC作為編程器， PLC 生產(chǎn)廠家配有相應(yīng)的編程軟件，使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實(shí)現(xiàn)不同編程語言的互相轉(zhuǎn)換。 （ 4）飛速發(fā)展階段 從 20 世紀(jì) 90 年代初期到 90 年代末期。它們本身有很強(qiáng)的信息處理能力和控制功能，可以完成 PLC 的主 CPU 難以兼顧的功能。 d. 在過程控制領(lǐng)域的使用以及 PLC 的冗余特性 雖然 PLC 的特性是在制造業(yè)領(lǐng)域使用，但隨著通信技術(shù)、軟件技術(shù)、模擬量控制技術(shù)發(fā)展并且不斷融合到 PLC 中，它現(xiàn)在被廣 泛的應(yīng)用到了過程控制領(lǐng)域，但在過程控制系統(tǒng)中，使用必然要求 PLC 控制系統(tǒng)具有更高的可靠性?，F(xiàn)在許多小型甚至微型 PLC 的控制通信功能也十分強(qiáng)大。它包括了 PLC 的主要功能，以及 PCbased 控制中基于對(duì)象的、開放的數(shù)據(jù)格式和網(wǎng)絡(luò)能力。 （ 3）與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展 在當(dāng)前最熱的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)中，主站和從站幾乎都有 PLC的身影， PLC的通信技術(shù)又往前發(fā)展了一大步。 （ 5）數(shù)據(jù)處理 PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算 (含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算 )、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 PLC控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)性的好處是當(dāng)控制系統(tǒng)要求改變，需要變更控制系統(tǒng)的功能時(shí)，只需對(duì)程序進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改，對(duì)硬件部分稍作改動(dòng)即可，而不像繼電器控制系統(tǒng)那樣，在一個(gè)裝配好的控制盤上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改幾乎是不可能的事情。對(duì)于一些原來用繼電接觸器線路不易實(shí)現(xiàn)的要求，使用 PLC 后，將很容易實(shí)現(xiàn)。所以一旦它們是供交流 220V 的負(fù)載使用，則直流 24V 的負(fù)載只能用其他組的輸出端了。 (3) 啟動(dòng)后，機(jī)械臂動(dòng)作順序?yàn)椋合陆怠颉仙ㄖ辽舷蓿倚校ㄖ劣蚁蓿陆怠? 釋放→上升（至上限）→左行返回（至原點(diǎn)）。如果 SB2 斷開，說明吸住的是打球；如果 SB2 閉合，說明吸住的是小球。右母線可以不畫出。 當(dāng)系統(tǒng)在連續(xù)運(yùn)行時(shí)，停止方式有兩種，一種是正常停止：就是按下停止按鈕后，系統(tǒng)要將整個(gè)周期剩下的步驟全部進(jìn)行完，然后回到原點(diǎn)才停止工作。 設(shè)計(jì)思想 (1) 當(dāng)機(jī)械臂處于起始位置時(shí)，上限位開關(guān)和左限位開關(guān)被壓下，接近開關(guān)閉合，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） 21 + +LS 1LS 3LS 2LS 4 LS 5電磁鐵MPS 0大小上行下行左行 右行下限右限 右限左限上限原點(diǎn)顯示接近開關(guān)當(dāng)吸住大球時(shí) ， 活塞未達(dá)到下限位置 ， LS 2 不動(dòng)作原點(diǎn)指示燈亮。所以，要盡可能選擇相同等級(jí)和種類的負(fù)載，比如使用交流 220V 的指示燈等。對(duì)一些過去較為繁瑣的控制可利用 PLC 的特點(diǎn)加以簡(jiǎn)化，通過內(nèi)部程序化外部接線及操作方式。 (3)編程方便 易于使用 PLC是面向低層用戶的智能控制器，因?yàn)槠渥畛醯哪康木褪且〈^電器邏輯，所以子啊 PLC誕生 之時(shí)，其設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，其編程語言采用了和傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中電氣原理圖類似的梯形圖語言， PLC的內(nèi)部元件也用過去就熟悉的，諸如，中間繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等名稱。 （ 6）通信及聯(lián)網(wǎng) 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） 17 PLC通信包括 PLC間的通信及 PLC與其它智能設(shè)備間的通信。 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 16 統(tǒng)設(shè)計(jì)及建 造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。兼具 PC 機(jī)和 PLC 的優(yōu)點(diǎn)。在提供網(wǎng)絡(luò)接口方面 PLC 向兩個(gè)方向發(fā)展，一是提供直接掛接到現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中的接口；二是提供 etherner 接口，使 PLC 直接入以太網(wǎng)。該標(biāo)準(zhǔn)主要為可編程電子系統(tǒng)內(nèi)的功能性安全設(shè)計(jì)而設(shè)定，為 PLC 在過程控制系統(tǒng)中使用的可靠性和安全設(shè)定提供了依據(jù)。所以簡(jiǎn)化了某些可能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和編程。從 20 世紀(jì) 80 年代之后，是 PLC 發(fā)展的黃金 時(shí)期，年增長率一般都保持在 30%— 40%之間。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。運(yùn)行時(shí) CPU 從輸入映像寄存器讀取輸入信息并進(jìn)行處理，將處理結(jié)果放到輸出映像寄存器。 (2)用戶程序存儲(chǔ)器 :用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲(chǔ)器中。 CPU 底板與擴(kuò)展底板之間通過電纜連接，距離一般不超過 PLC，都可以根據(jù)需要進(jìn)行配置與組合?！? 在該定義中重點(diǎn)說明了三個(gè)概念：即 PLC 是什么，它具備什么功能，以及PLC 及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。 （ 3）該系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)，撿球裝置必須進(jìn)行復(fù)位。 我國自動(dòng)分揀機(jī)的應(yīng)用大約始于 1980 年代 , 近期的市場(chǎng)興起和技術(shù)發(fā)展始于 1997 年。環(huán)型布置分揀機(jī)適合工藝設(shè)計(jì)要求很多的供件席位及大量格口的分揀 , 因?yàn)榄h(huán)形的任何一個(gè)格口理論上都可以變成供件席位。它將使物品按著需要進(jìn)入不同的路向進(jìn)行輸送。在貨物包裝站 ,打印的包裝清單既包括貨物條碼也包括包裝箱序列號(hào)。 機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化， 其 積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，它能部分地代替人的勞動(dòng)并能 達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送。貨物分揀者從無線射頻終端進(jìn)入服務(wù)器 , 選擇定單上各種貨物 ,系統(tǒng)會(huì)通過射頻終端直接向貨物分揀者發(fā)送貨物位置信息 , 指導(dǎo)分揀者選擇最優(yōu)路徑。 自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的傳輸部分 在物流系統(tǒng)中 , 輸送對(duì)自動(dòng)分揀系統(tǒng)的影響在物流系統(tǒng)中傳輸系統(tǒng)內(nèi)在分揀機(jī)之前的部分稱之為輸送。無論是哪一種分揀機(jī)都要在提高分揀效率上要取得新的發(fā)展水平 , 高速度是分揀技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。它的可靠性，優(yōu)越性，應(yīng)用領(lǐng)域的適用性以及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益、成本分揀系統(tǒng)能靈活的與其他物流設(shè)備實(shí)現(xiàn)無縫連接，如自動(dòng)化倉庫、各種存儲(chǔ)站、自動(dòng)集放鏈、各種運(yùn)載工具、機(jī)器人等。分配，確定狀態(tài)器元件，弄清每個(gè)被分配狀態(tài)器的功能 。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展， 20 世紀(jì) 70 年代出現(xiàn)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） 7 了微型處理器和微型計(jì)算機(jī)，人們將微型技術(shù)應(yīng)用到 PLC 中，使得它可以發(fā)揮更多計(jì)算機(jī)的功能，不僅用邏輯編程取代了硬連線邏輯，還增加了運(yùn)算。 整體式 PLC 是將中央處理單元 (CPU)、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機(jī)。改變微程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容，可以改變計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。根據(jù)