【文章內(nèi)容簡介】 小規(guī)模的控制要求，豐富的CPU類型和電壓等級使其在解決用戶的工業(yè)自動化問題時，具有很強的適應(yīng)性和可選擇性。因此，本設(shè)計采用S7—200 PLC硬件系統(tǒng)。其組成采用整體式加積木式，即主機中包括一定數(shù)量的I/O端口，同時還可以擴展各功能模塊。S7200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7200系列具有極高的性價格比。 光電式傳感器光電式傳感器（photoelectric transduce），基于光電效應(yīng)的傳感器，在受到可見光照射后即產(chǎn)生光電效應(yīng)，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出。光電測量時不與被測對象直接接觸，屬于非接觸式測量。本實驗是把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后通過光電轉(zhuǎn)換元件變換成電信號，來檢查物體是否通過。光電器件的輸出僅有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，也就是“通”與“斷”的開關(guān)狀態(tài)。光電器件受光照時，有電信號輸出，光電器件不受光照時，無電信號輸出。本設(shè)計采用光電式傳感器檢測傳送帶是否有物體通過。 開關(guān)采用的開關(guān)分為按鈕開關(guān)與位置開關(guān)兩種。按鈕開關(guān)在低壓控制電路中用于手動發(fā)出控制信號。本設(shè)計采用兩個，分別為啟動開關(guān)、停止開關(guān)。位置開關(guān)，又稱限位開關(guān)，是一種將機器信號轉(zhuǎn)換為電氣信號，以控制運動部件位置或行程的自動控制電器。是一種常用的小電流主令電器。作用：在電氣控制系統(tǒng)中，位置開關(guān)的作用是實現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測。分類：一類為以機械行程直接接觸驅(qū)動，作為輸入信號的行程開關(guān)和微動開關(guān)；另一類為以電磁信號（非接觸式）作為輸入動作信號的接近開關(guān)。位置開關(guān)是利用運動部件的行程位置實現(xiàn)控制的電器元件，常用于自動往返的生產(chǎn)機械中。其不靠手動而是利用運動部件上的擋塊碰壓而使觸頭動作而實現(xiàn)電路的切換，達(dá)到控制運動部件行程位置的目的。本設(shè)計采用5個，分別是上限位開關(guān)、下限位開關(guān)、左限位開關(guān)、右限位開關(guān)、光電開關(guān)。（1）上限位開關(guān)。此限位開關(guān)用于控制機械手在整體上升時的位置。在機械工作平臺上方的合適位置上安裝好限位開關(guān)，然后當(dāng)機械手上升到可以接觸到上升限位開關(guān)時，PLC就控制機械手停止上升。（2）下限位開關(guān)。此限位開關(guān)用于控制機械手在整體下降時的位置。在機械工作平臺上方的合適位置上安裝好限位開關(guān)，然后當(dāng)機械手下降到可以接觸到下限位開關(guān)時，PLC就控制機械手停止下降。（3）左限位開關(guān)。此限位開關(guān)用于控制機械手在整體左旋時的位置。在機械工作平臺上方的合適位置上安裝好限位開關(guān)，然后當(dāng)機械手左旋到可以接觸到左限位開關(guān)時，PLC就控制機械手停止下降。（4）右限位開關(guān)。此限位開關(guān)用于控制機械手在整體右旋時的位置。在機械工作平臺上方的合適位置上安裝好限位開關(guān)，然后當(dāng)機械手右旋到可以接觸到右限位開關(guān)時，PLC就控制機械手停止右旋。（5）光電開關(guān)。此限位開關(guān)用于控制機械手在合適的位置抓取物體。在傳送帶工作平臺的合適位置上安裝好限位開關(guān)，然后到物品到達(dá)可以接觸到限位開關(guān)時，PLC就控制傳動帶停止工作，機械手開始工作。電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來控制流體的自動化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。 它是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路工作狀態(tài)的。電池閥的動作原理與控制按鈕相似，在機械手設(shè)備中，事先將電磁閥根據(jù)工藝要求安裝可以實現(xiàn)控制的足夠量的電磁閥，部件在運行中，裝在其上撞塊壓下行程開關(guān)頂桿，使電磁閥的觸點動作而實現(xiàn)電路的切換，達(dá)到控制運動部件行程位置的目的。本設(shè)計采用9個電磁閥，分別是上升、下降、左旋、右旋、抓泡、放泡、抓緊、傳動帶停、傳送帶動。 PLC的I/O地址分配與外部接線輸入/輸出信號在PLC接線端子上的地址分配是進行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。對軟件設(shè)計來說，I/O地址分配以后才可以進行編程，對控制柜以及PLC外圍接線來說，只有I/O地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，讓裝配人員根據(jù)線路圖和安裝圖安裝控制柜。PLC的I/O地址分配如表21所示。表21 PLC的I/O地址分配表輸入輸出啟動開關(guān)上升電磁閥行程上限開關(guān)下降電磁閥行程下限開關(guān)左旋電磁閥行程左限開關(guān)右旋電磁閥行程右限開關(guān)抓泡電磁閥光電開關(guān)放泡電磁閥停止開關(guān)傳送帶停止傳送帶工作抓緊電磁閥放松指示燈，根據(jù)PLC主機CPU中的程序在機械手移到限位位置時控制機械手進行下一個動作。，機械手根據(jù)該開關(guān)的動作執(zhí)行開始或關(guān)閉。，是PLC的輸出口用來控制機械手。傳感器，各電磁閥，指示燈，以及各個開關(guān)的接線如圖21所示。圖21 I/O地址外部接線圖第3章 軟件設(shè)計 開始執(zhí)行程序，機械手由原位開始上升動作，當(dāng)達(dá)到上升到上限位時，上限位開關(guān)開啟，機械手停止上升開始左旋，左旋到左限位，左限位開關(guān)開啟，機械手下降，下降到下限位，下限位開關(guān)開啟，執(zhí)行夾緊，然后上升，機械手上升到上限位，上限位開關(guān)開啟，機械手右旋，右旋到右限位，右限位開關(guān)開啟，機械手下降，下降到下限位，下限開關(guān)開啟，執(zhí)行放松，如果按下停止，機械手執(zhí)行完本次循環(huán)后歸與原位。如果不按，則機械手繼續(xù)循環(huán)。系統(tǒng)流程圖如圖31所示。圖31 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)功能圖根據(jù)系統(tǒng)流程圖，所設(shè)計的系統(tǒng)功能圖，如圖32所示。圖32 系統(tǒng)功能圖 梯形圖 根據(jù)系統(tǒng)功能圖，設(shè)計的系統(tǒng)梯形圖，如圖33所示。圖33 系統(tǒng)梯形圖根據(jù)梯形圖，所寫出的指令語句表如下：