【文章內容簡介】 塊式兩種。整體式結構把PLC的I/O和CPU放在一塊電路板上，省去插接環(huán)節(jié)，體積小，每一I/O點的平均價格比模塊式的便宜，適用于工藝過程比較穩(wěn)定、控制要求比較簡單的系統(tǒng)。模塊式PLC的功能擴展，I/O點數(shù)的增減，輸入與輸出點數(shù)的比例，都比整體式靈活。維修更換模塊、判斷與處理故障快方便，適用于工藝過程變化教多、控制要求復雜的系統(tǒng)。在使用時，應按實際具體情況進行選擇。結合以上幾點，在設計PLC機械手在大小球分選系統(tǒng)中用的PLC的選型為西門子S7200系列的可編程控制器。西門子S7200系列PLC是西門子公司于1995年推出的具有很高性價比的微型PLC，由于其體積小，運行速度快，功能強等功能，在各種自動化控制領域得到了較快的發(fā)展和廣泛的應用。在這個系列的PLC中共有兩代產品，第一代產品的CPU模塊為CPU21*系列，共有4種，即CPU212，CP,214，CP,215，CP,216，現(xiàn)已停產。第二代產品的CPU模塊為CPU22*系列，共5種，即CPU221，CPU222，CPU224，CPU226，CPU226XM。S7200系列屬于小型機，采用整體式結構。因此在配置系統(tǒng)的時候，當輸入/輸出端口不夠時，可以通過擴展來增減I/O數(shù)量，也可以擴展其他模塊來實現(xiàn)不同的控制功能。編程工具擴展模塊CPU主機通信設備人機界面功能模塊 S7200PLC的系統(tǒng)組成 根據控制系統(tǒng)的功能要求選擇性能與功能相適應的PLC。對以開關量為主的，帶有少量模擬量的控制系統(tǒng)，可以選擇帶有模擬數(shù)字量轉換的模塊，并且運算功能較強的小型PLC。針對本系統(tǒng)的要求，選擇西門子S7200系列中CPU模塊為CPU224的PLC。 CPU22*系列的PLC主機模塊包括一個中央處理器單元即CPU，數(shù)字I/O，通信口及電源，這些器件都被集成到一個緊湊的，獨立的設備中，該主機的主要要作用有：采集的輸入信號，通過中央處理器運算后，生成結果傳給輸出裝置，然后輸出點輸出執(zhí)行信號。在這個過程中CPU執(zhí)行程序，輸入端口從現(xiàn)場設備中采集信號，輸出端口輸出控制信號以驅動外部負載。 CPU222具有14個輸入點和10個輸出點，共24個I/O點。2個模擬量電位器，最多可擴展35個AI/AO點。8K字節(jié)用戶程序和5K字節(jié)數(shù)據存儲區(qū)。6路高速計數(shù)器（30kHz），2路高速脈沖輸出，1個RS485通信/編程口，它的存儲容量和擴展能力有了很大提高，存儲容量擴大了一倍，可以有7個擴展模塊。它具有更強的模擬量處理能力，是使用最多的S7200產品。第四章 大小球分揀系統(tǒng)的PLC設計為實現(xiàn)大小球的分撿控制，所設計系統(tǒng)程序必須實現(xiàn)以下主要功能：1）該系統(tǒng)可完成大小球的自動識別，自動運送和自動到大球缸和小球缸釋放對應的球。2）該系統(tǒng)可實現(xiàn)控制系統(tǒng)的多種工作方式。3）該系統(tǒng)在發(fā)生故障時，撿球裝置必須復位。 。電動機驅動操作桿帶動吸盤上下移動，完成取球和放球動作。通過行程開關LS2通斷狀態(tài)來判別大小球，由電動機驅動操作桿左右移動，將大小球送往指定位置，從而完成大小球分揀工作。 機械手分揀大小球的工作示意圖，小球分揀設備示意圖分其工作控制原理如下。（1）開始自動工作之前要求設備處于原位狀態(tài)，此時操作桿在上部，左極限位置，上限位開關LS3和左限位開關LS1被壓下。（2）啟動自動循環(huán)工作后，操作桿下行2s，此時，若碰到的是大球，檢測開關LS2仍為斷開狀態(tài)，若碰到是小球，檢測開關LS2則為閉合狀態(tài)，從而將大小球狀態(tài)轉換為開關檢測信號。（3） 接通控制吸盤的電磁閥YV線圈，吸取球。（4） 當吸盤吸取小球后，操作桿上行，碰到上限位開關LS3后，操作桿右行；碰到小球存放位置右限位開關LS4后轉為下行，碰到下限位開關LS2后，將小球釋放到小球箱，然后返回到原位。（5）當吸盤吸取大球后，操作桿上行，碰到上限位開關LS3后，操作桿右行；碰到大球存放位置右限位開關LS5后，將大球釋放到大球箱，然后返回到原位。 根據其工作過程，以圖中的左上角為機械原點。下降→吸球→上升→右行→下降→釋放球→上升→左行返回到左上原點位置。另外，操作桿下行到達下限位（設定下降時間為2s，根據電機運行速度等參數(shù)設定）時，吸盤壓著大球，下限位行程開關LS2斷開，壓著小球，下限位行程開關LS2接通。 I／O端子地址賦值表輸入端子地址輸入電器功能說明SB1啟動按鈕LS1左限位行程開關LS2下限位行程開關LS3上限位行程開關LS4右限位行程開關（小球）LS5右限位行程開關（大球）LS6小球選擇開關LS7大球選擇開關LS8連續(xù)運行按鈕LS9單周期運行按鈕LS10單步運行LS11回原點運行SB2設備停止按鈕輸出端子地址輸出電器功能說明KM1 升降電機正轉（下降）YV　 吸盤吸持球KM2升降電機反轉（上升）KM3　 橫移電機正轉（右移）KM4　 橫移電機反轉（左移）KM5吸盤釋放球HL原位顯示燈 機械手分揀控制系統(tǒng)的接線圖1M 輸 入 端 子MLML 1L 輸 出 端 子 2L 24VDCSB1SL1SL2SL3SL4SL5SL6SL7SL8SL9SL10SL11SB2KM1YVKM4KM2KM3KM5 機械手分揀大小球控制系統(tǒng)接線圖當輸送機處于起始位置時，上限位開關和左限位開關被壓下，極限開關斷開。 啟動裝置后，撿球裝置下行，一直到極限開關閉合。此時。若碰到的是小球，則壓力傳感器仍為斷開狀態(tài)；若碰到的是大球，則壓力傳感器閉合狀態(tài)。 吸起小球后，則撿球裝置向上行，碰到上限位開關后，撿球裝置向右行；碰到右限位開關（小球的右限位開關）后，再向下行，碰到下限位開關后，將小球釋放到小球箱里，然后返回到原位。如果吸起的是大球，撿球裝置右行碰到另一個右限位開關（大球的右限位開關）后，再向下行，碰到下限位開關后，將大球釋放到小球箱里，然后返回到原位.第五章 機械手分揀大小球的PLC程序設計 機械手分撿大小球控制程序流程圖根據要求，該控制流程根據吸住的是（大球、小球）有兩個分支，此處應為分支點，且屬于選擇性分支。分支在機械臂下降之后根據接近開光（X0）的通斷，分別將球吸住、上升、右行到LS4 或 LS5 處下降，此處應為匯合點。然后再釋放、上升、左移到原點。，如果轉換條件滿足，當下降的撿球平板碰到下限開關LS2時，停止下降，撿球裝置給平板處的電磁線圈（KM）通電，撿球平板產生電磁吸力吸住鋼球，，說明吸住的是小球，而如是閉合的，則說明吸住的是大球。當吸住鋼球后，碰到上限開關后開始右行，，在右行的過程中，如果吸住的是大球，，下降到下限開關位置，斷電釋放鋼球，，開始左行，碰到左極限停止左行；而如果是吸住的小球，，下降到下限開關出停止下行，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，吸球時間T37為2s，釋放球時間T38也為2s），系統(tǒng)由開始撿球到放球，返回再次開始撿球，如此循環(huán)不斷的進行撿球和放球的過程，直到按下停止按鈕，系統(tǒng)才停下來不工作。當系統(tǒng)在連續(xù)運行時，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)要將整個周期剩下的步驟全部進行完，然后回到原點才停止工作。另外一種是緊急停止：就是用來處理緊急情況下來及時停止整個系統(tǒng)工作的，一按緊急停止，系統(tǒng)立刻停止，不管已經工作到什么位置。開始原位時，LS3和LS1被壓下啟動裝置后，操作桿下行2s吸盤的電磁閥線圈接通吸起球上行，壓下LS3后，左行；壓下LS5后下行壓下LS2后，球放到大球箱，返回原位壓下LS2后，球放到小球箱，返回原位壓下LS4后下行吸起球上行，壓下LS3后，右行；吸盤的電磁閥線圈接通LS2閉合？YN大球 小球結束 控制流程圖 ，，當下降的撿球平板碰到下限開關LS2時，停止下降，撿球裝置給平板處的電磁線圈（KM）通電，撿球平板產生電磁吸力吸住鋼球，，說明吸住的是小球，而如是閉合的，則說明吸住的是大球。吸住鋼球后，碰到上限開關后開始右行，，在右行的過程中，如果吸住的是大球，，下降到下限開關位置，斷電釋放鋼球，，開始左行，碰到左極限停止左行；而如果是吸住的小球，，下降到下限開關出停止下行，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。 機械手分揀大小球的梯形圖圖所示的梯形圖對應的指令表如下：ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1TITLE=程序注釋BEGINNetwork 1 // 初次掃描，激活首工作狀態(tài)// 網絡注釋LD S , 1Network 2 // LSCR Network 3 // 若一個循環(huán)結束需要停止，打開啟動開關，對所有輸出復位LDN R , 5Network 4 // 操作桿在原位顯示（左限，上限，釋放）LD A A AN = Network 5 // 操作桿在原位啟動，LD A A SCRT Network 6 // SCRENetwork 7 // LSCR Network 8 // 操作桿下降，定時2SLD S , 1TON T37, +20Network 9 // 下降定時2S到，若下限位開關為1，LD T37A SCRT Network 10 // 下降定時2S到，若下限位開關為0，即為大球狀態(tài)，LD T37AN SCRT Network 11 // SCRENetwork 12 // LSCR Network 13 // 停止下降，吸盤吸小球，定時1SLD R , 1S , 1TON T38, +10Network 14 // 1S后，操作桿上升至上限位開關，LD T38S , 1A SCRT Network 15 // SCRENetwork 16 // LSCR Network 17 // 操作桿停止上升，操作桿右移至小球右限位開關，LD LPSR , 1AN S , 1LPPA SCRT Network 18 // SCRENetwork 19 // LSCR Network 20 // 停止下降，吸盤吸大球，定時1SLD R , 1R , 1TON T39, +10Network 21 // 1S后操作桿上升至上限位開關，LD T39S , 1A SCRT Network 22 // SCRENetwork 23 /