【文章內(nèi)容簡介】 關，以便系統(tǒng)識別。通常中型或大型PLC常采用這種結構。如松下電工的FP3型產(chǎn)品就采用了模塊式結構。此種結構的PLC具有組裝靈活、對現(xiàn)場的應變能力強、便于擴展和維修方便等優(yōu)點，用戶可根據(jù)需要靈活方便地將各種功能模塊及擴展單元（如A/D、D/A單元和各種智能單元等）插入機架底板的插槽中，以組成不同功能的控制系統(tǒng)。 按功能分類按PLC所具有的功能不同，可分為高、中、低三檔。（1） 抵擋機具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位及自診斷、監(jiān)控等基本功能。有些還有少量模擬輸入輸出（即A/D、D/A轉(zhuǎn)換）、算數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送、遠程I/O和通信等功能。常用于開關量控制、定時/計數(shù)控制、順序控制及少量模擬控制等場合。由于其價格低廉、實用，是PLC中量大而面廣的產(chǎn)品。（2） 中檔機 除具有抵擋機的功能外還有較強的模擬量輸入輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送與比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、子程序調(diào)用、遠程I/O以及通信聯(lián)網(wǎng)等功能，有些還具有中斷控制、PID回路控制等功能。使用于既有開關量又有模擬量的較為復雜的控制系統(tǒng)，如過程控制、位置控制等。（3） 高檔機除了進一步增加以上功能外，還具有較強的數(shù)據(jù)處理、模擬調(diào)節(jié)、特殊功能的函數(shù)運算、監(jiān)視、記錄、打印等功能，以及更強的通信聯(lián)網(wǎng)、中斷控制、智能控制、過程控制等功能?？捎糜诟笠?guī)模的過程控制系統(tǒng)，構成分布式控制系統(tǒng)，形成整個工廠的自動化網(wǎng)絡。高檔PLC因其外部設備配置齊全，可與計算機系統(tǒng)結為一體，可采用梯形圖、流程圖及高級語言等多種方式編程。它是集管理和控制于一體，實現(xiàn)工廠自動化的重要設備。PLC按I/O點數(shù)和內(nèi)存容量可分為超小型機、小型機、中型機和大型機4類，如下表：分類I/O點數(shù)程序容量超小型機小型機中型機大型機6464—256256—20482048256—1000字節(jié)1——13k字節(jié)13k字節(jié) PLC的簡介與選擇PLC種類較多，主要由西門子、三菱、OMRON、FANAC、東芝等，但能配套生產(chǎn)大、中、小、微型均有配套且目前用得最廣泛的主要是西門子、三菱、OMRON的PLC。根據(jù)系統(tǒng)中的控制要求PLC點數(shù)：實際輸入點15點，實際輸出點8點，綜合對比三菱FX系列（包括FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N等）、西門子系列、OMRON系列中I/P點數(shù)為32點各型號的PLC的價格、性能、實用場合等各方面，本系統(tǒng)可選擇PLC型號為：三菱主機為FX1N40MR內(nèi)置開關量I/O(24路開關量輸入/16路繼電器輸出）；機箱內(nèi)裝有24V/5A的開關電源為系統(tǒng)提供24V電源。三菱FX1N40MR PLC擁有無以匹及的速度，高級的功能邏輯選件以及定位控制特點。，模擬量控制和通訊、鏈接功能等擴展性。是一款廣泛用于一般的順序控制三菱PLC。 傳感器的相關知識介紹與選擇 國家標準GB766587對傳感器下的定義是：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 傳感器的定義傳感器是一個完整的測量裝置（或系統(tǒng)），能把被測非電量轉(zhuǎn)換為與之有關的有用電量輸出，以滿足信息的傳輸處理、記錄、顯示和控制等要求。 傳感器的組成傳感器一般由敏感元件、變換元件和其他輔助元件組成。但是隨著傳感器集成技術的發(fā)展，傳感器的信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路也會安裝在傳感器的殼體內(nèi)或者與敏感元件集成在同一芯片上。因此，信號調(diào)理電路以及所需輔助電源都應為傳感器組成的一部分，如圖31所示。圖31 傳感器的組成示意圖敏感元件——感受被測量，并輸出與被測量成確定關系的其他量的元件，如膜片和波紋管，可以把被測壓力變成位移量。若敏感元件能直接輸出電量（如熱電偶），就兼為傳感器元件了。還有一些新型傳感器，如壓阻式和諧振式壓力傳感器、差動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。變換元件——又稱傳感元件，是傳感器的重要組成元件。它可以直接感受被測量（一般為非電量）且輸出與被測量成確定關系的電量，如熱電偶和熱敏電阻。傳感元件也可以不直接感受被測量，而只感受與被測量成確定關系的其他非電量。例如，差動變壓器式壓力傳感器，并不直接感受壓力，而只是感受與被測壓力成確定關系的銜鐵位移量，然后輸出電量。一般情況下都是這種傳感器元件。信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路——能把傳感元件輸出的電信號轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄和控制的有用信號電路。信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路根據(jù)傳感元件類型的不同有很多種類，常用的電路有電橋、放大器、振動器和阻抗變換器等。傳感器根據(jù)使用要求的不同，可以做的很簡單，也可以做的很復雜；可以是帶反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，也可以是不帶反饋的開環(huán)系統(tǒng)。因此，傳感器的組成將依據(jù)不同的情況而有所差異。傳感器是將被檢測對象的各種物理變化量變?yōu)殡娦盘柕囊环N變換器。它主要被用于檢測系統(tǒng)本身與作業(yè)對象、作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，為有效地控制系統(tǒng)的動作提供信息。 位置檢測裝置在本設計中，當氣缸執(zhí)行動作時，應有相應的位置檢測裝置檢測動作是否到位，常用的位置檢測裝置：行程開關，也被稱為限位開關，是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，用于機械設備的行程限位保護。在實際生產(chǎn)中，在預定位置安裝行程開關，當安裝在機械零件生產(chǎn)對行程開關模塊的影響，行程開關的觸點動作，實現(xiàn)電路切換。行程開關的規(guī)格很多，根據(jù)操作的結構可分為直動、滾輪直動、杠桿單、雙輪等。選用行程開關時，應根據(jù)不同的場合，滿足各方面的要求來進行選擇。本設計中采用直線接觸式磁感應開關檢測氣缸回位動作是否到位，當運動到指定位置時，碰到行程開關，終結上一個動作，準備執(zhí)行下一個動作。 傳感器的分類與檢測金屬傳感器按工作原理大致可以分為以下三類：利用電磁感應高頻振蕩型，使用磁鐵磁力型和利用電容變化電容型。接近傳感器可以不與目標物實際接觸情況下檢測靠近傳感器金屬目標物。按檢測方法分：所有金屬型：相同檢測距離內(nèi)檢測任何金屬。有色金屬：主要檢測鋁一類有色金屬。通用型：主要檢測黑色金屬（鐵）。 傳感器的工作原理接近傳感器原理：電容式接近傳感器的原理是由高頻振蕩器和放大器等組成，由傳感器檢測面和外界組成電容器，參與振蕩回路工作，在振蕩狀態(tài)，當物體接近傳感器檢測面時，電路中的電容發(fā)生變化，高頻振蕩器振蕩。這兩種振蕩和停振狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘柦?jīng)放大器轉(zhuǎn)化為二進制開關信號，高頻振蕩型接近傳感器的工作原理：電感式接近傳感器由高頻振蕩，放大，檢測，觸發(fā)輸出電路等組成，振蕩器傳感器檢測面產(chǎn)生一個交變電磁場，當金屬物體接近傳感器檢測時，金屬中產(chǎn)生渦流吸收了振蕩器能量，使振蕩減弱停振。振蕩器的振動和兩種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號整形放大成一個二進制開關信號，經(jīng)功率放大輸出。通用型接近傳感器工作原理：振振幅變化程度隨目標物金屬種類不同而不同。所有的金屬傳感器的工作原理：所有金屬型傳感器基本上屬于高頻振蕩器。像普通型一樣，它也有一個振蕩電路，電路中因感應電流目標物內(nèi)流動引起能量損失影響到振蕩頻率