【導(dǎo)讀】機(jī)電產(chǎn)品中，通過收集設(shè)計資料與設(shè)計依據(jù)，有關(guān)數(shù)據(jù)的整理，練，培養(yǎng)分析問題與解決問題的能力。通過這次設(shè)計，深入了解。了獨立思考的能力，更有助于我們提高理論知識的學(xué)習(xí)與掌握，節(jié)的斟酌處理，都使我的自學(xué)能力得到了提高，經(jīng)驗得到了豐富。案，選擇合適的方案?？删幊炭刂破鲬?yīng)用技術(shù)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社。。液壓與氣動，北京：北京理工大學(xué)出版社。。物流設(shè)施與設(shè)備，北京：清華大學(xué)出版社﹒北京交通大學(xué)?！狥XTRN—BEG—C用戶手冊,。檢測技術(shù)及應(yīng)用，北京：電子工業(yè)出版社。。

　　

【正文】 就是整個程序的流程。 梯形圖 根據(jù)分揀系統(tǒng)的要求設(shè)計出梯形圖，梯形圖的部分程序如下： 圖 10 材料分揀系統(tǒng)的部分梯形圖 程序的下載 當(dāng)程序設(shè)計好之后必須下載到 PLC 中才可以運行系統(tǒng)，下載時使用的是三菱山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 32 PLC 專用的編程電纜 SC— 09。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。當(dāng)電纜接好之后，打開 GX Developer Version7 軟件，進(jìn)入要下載的文件。先轉(zhuǎn)換文件，然后選擇菜單欄里的“在線”選擇“寫入”，便可以下載程序到 PLC 中。如下圖所示： 第 4 章 材料分揀系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控畫面及參數(shù)設(shè)置 組態(tài)控制技術(shù)是一種計算機(jī)控制技術(shù)。利用組態(tài)控制技術(shù)構(gòu)成的計算機(jī)測控系統(tǒng)與一般計算機(jī)控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上沒有本質(zhì)的區(qū)別，它們都是由被控對象、傳感器、 I/O 接口、計算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)幾部分組成。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 33 一般計算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 傳感器的作用是可以把被控對象的各種參數(shù)進(jìn)行檢測，然后將參數(shù)顯示于計算機(jī)的顯示器上。并根據(jù)參數(shù)實際值與設(shè)定值的偏差，按照一定的控制算法發(fā)出控制命令，控 制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作，從而完成任務(wù)。 I/O 接口負(fù)責(zé)溝通傳感器、執(zhí)行器，它是計算機(jī)與現(xiàn)場設(shè)備的橋梁。內(nèi)部有將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量 D/A 轉(zhuǎn)換器、模擬量轉(zhuǎn)換數(shù)字量的 A/D 轉(zhuǎn)換器、對開關(guān)量進(jìn)行隔離的光電隔離器等。 執(zhí)行器由一些機(jī)械設(shè)備組成，如：電機(jī)、電源、管道、氣閥、集成電路等組成。 組態(tài)的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)（ Distributed Control System 簡稱DCS）的出現(xiàn)才開始被廣大的生產(chǎn)過程自動化技術(shù)人員所熟知的。在工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用 過程中， PC（包括工控機(jī)）相比以前的專用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢日趨明顯。這些優(yōu)勢主要體現(xiàn)在： PC 技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成熟；由 PC 構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對較低的擁有成本； PC 的軟件資源和硬件資豐富，軟件之間的互操作性強(qiáng)；基于 PC 的控制系統(tǒng)易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。在 PC 技術(shù)向工業(yè)控制領(lǐng)域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著非常特殊而且重要的地位。 現(xiàn)場 參數(shù) I/O 接口 現(xiàn)場設(shè)備 執(zhí)行器 傳感器 被控對象 I/O 接口 計算機(jī) 顯示器 鍵盤 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 34 組態(tài)（ Configuration）的意思就是模塊的任意組合。簡單的講，組態(tài)就是用應(yīng)用軟件中提供的工具、方法、完成工程中某一具體任務(wù)的過程。 在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過編寫程序（如使用BASIC,C,FORTRAN 等）來實現(xiàn)的。編寫程序不但工作量大、周期長，而且容易犯錯誤，不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個問題。對于過去需要幾個月的工作，通過組態(tài)幾天就可以完成。 這樣系統(tǒng)設(shè)計人員就可以把更多的注意力集中在如何選擇最優(yōu)的控制方法上，設(shè)計出合理的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，選者合適的控制算法等這些提高控制品質(zhì)的關(guān)鍵問題上。一方面，從管理的角度講，用組態(tài)軟件開發(fā)的系統(tǒng)具有與 Windows 一致的圖形化操作界面 ,非常便于生產(chǎn)的組織與管理。 常用于組態(tài)控制技術(shù)的計算機(jī)系統(tǒng)和組態(tài)軟件 一般來說，只要采用 IPC（工業(yè)控制計算機(jī)），選擇通用接口部件和組態(tài)軟件，這樣構(gòu)成的系統(tǒng)都是基于組態(tài)控制技術(shù)的。世界上有許多自動化設(shè)備生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了許多基于這種技術(shù)的 DSC（集散式控制系統(tǒng)）計算機(jī)系統(tǒng)。如：中國的研華公司、時利和公司、德國的西門子公司、日本三菱等等。 與上面系統(tǒng)專用組態(tài)軟件相對的是通用組態(tài)軟件，常用的國產(chǎn)通用組態(tài)軟件有微控可視組態(tài)、 MCGS、 King view(組態(tài)王 )等等。 組態(tài)控制畫面的設(shè)計 打開 MCGS 組態(tài)環(huán)境這個軟件，進(jìn)入它的 主界面。設(shè)計出監(jiān)控的畫面如（圖 12） ： 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 35 圖 12 材料分揀系統(tǒng)的組態(tài)監(jiān)控畫面 首先對畫面上的按鈕進(jìn)行動畫連接設(shè)置。例如：單擊畫面上的材料庫指示燈，在表達(dá)式里設(shè)置 SN=1，閃爍實現(xiàn)方式與閃爍速度的設(shè)置如（ 圖 13） ： 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 36 圖 13 動態(tài)組態(tài)屬性設(shè)置 對于其它的指示燈設(shè)置方法也如材料庫指示燈，但表達(dá)式必須對應(yīng)各自的變量參數(shù)。當(dāng)其它指示燈的對應(yīng)變量設(shè)置完成之后。對組態(tài)的通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，打開設(shè)備窗口分別添加如下兩個設(shè)備：通用串口父設(shè)備和 FX 系列編程口。 圖 14 設(shè) 備的添加 雙擊通用串口父設(shè)備彈出通用串口父設(shè)備屬性編輯對話框，對它的參數(shù)作如下設(shè)置，當(dāng)設(shè)置好參數(shù)后點擊檢查，無誤后點確定。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 37 圖 15 通用串口設(shè)備屬性編輯 再對 FX 系列編程口進(jìn)行設(shè)置，雙擊 FX 系列編程口彈出設(shè)備屬性編輯對話框，對它的參數(shù)作如表 2 和圖 16設(shè)置，當(dāng)設(shè)置好參數(shù)后點擊檢查，無誤后點確定。 對應(yīng)數(shù)據(jù)對象 通道類型 SN 只讀 X00000 SA 只讀 X00001 SB 只讀 X00002 SC 只讀 X00003 SFW2 只讀 X00004 SFW3 只讀 X00005 SFW4 只讀 X00006 SFW5 只讀 X00007 SBW2 只讀 X00010 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 38 SBW3 只讀 X00011 SBW3 只讀 X00012 SBW4 只讀 X00013 SBW5 只讀 X00014 YV2 讀寫 Y00000 YV3 讀寫 Y00001 YV4 讀寫 Y00002 YV5 讀寫 Y00003 M 讀寫 Y00004 表 2 通道連接的設(shè)置 圖 16 設(shè)備屬性 組態(tài)監(jiān)控功能概述 通過對組態(tài)的畫面與通訊參數(shù)的設(shè)置之后就可以對材料分揀進(jìn)行監(jiān)控了。當(dāng)山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 39 材料庫里有材料時，材料庫指示燈開始閃爍。 同時傳送帶的指示燈也閃爍，表明傳送帶在工作。 SA、 SB、 SC 分別為鐵塊、顏色、鋁塊的指示燈，當(dāng)材料分揀系統(tǒng)感應(yīng)到對應(yīng)的材料時指示燈開始指示。 SBW SBW SBW SBW5 的指示燈在汽缸動作時熄滅，當(dāng)汽缸復(fù)位時燈變亮。 YV YV YV YV5 為氣閥的指示燈，當(dāng)氣閥動作時對應(yīng)的指示燈變亮。 材料分揀系統(tǒng)的調(diào)試 在軟件與硬件都已經(jīng)準(zhǔn)備好之后，開始對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。這個過程便于我們發(fā)現(xiàn)問題與不足。通上電源，觀察指示燈，一切正常之后開始加材料。 通過運行，在材料加入料槽后發(fā)現(xiàn)材料容易被氣缸打飛。從兩 個方面解決這個問題，首先調(diào)低氣缸的氣壓，但氣壓波動較大，仍然無法解決問題；從另一個方面入手在出槽口的一端加上擋板，通過試驗，大部分材料可以正常步入傳送帶。此問題順利得到解決。 材料隨傳輸帶傳送到傳感器時，傳感器并不能感應(yīng)到材料，說明傳感器與物體的距離不適合。通過多次調(diào)試找到了適合的位置，即傳感器的底部與傳送帶的距離。電感傳感器與傳送帶最合適距離為 28CM，顏色傳感器最合適距離為 30CM，電容傳感器與傳送帶最佳距離為 25CM。 傳感器對應(yīng)的各個氣缸在感應(yīng)到材料后便開始動作，但由于氣壓的原因，材料不是被打飛，就 是根本沒有觸到材料。首先將總氣源的氣壓穩(wěn)定在 , 然后逐個調(diào)試氣閥的進(jìn)氣開關(guān)，使氣缸的氣量保留在合適適中的位置。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 40 結(jié)束語 綜全文所述，本文對 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)材料分揀的實際需求采用 PLC 設(shè)計出了材料分揀系統(tǒng)，并使用組態(tài)作為監(jiān)控軟件具有很高的實用價值?，F(xiàn)對全文做出如下總結(jié)： 一、設(shè)計材料分揀系統(tǒng)之前，閱讀了大量的資料和文獻(xiàn)，不但了解了自動分揀系統(tǒng)發(fā)展的歷史，發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用背景。還學(xué)習(xí)了氣動技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)、及用組態(tài)軟件實現(xiàn)上 位機(jī)監(jiān)控的知識。 二、用組態(tài)技術(shù)實現(xiàn)對分揀系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控，實現(xiàn)了現(xiàn)場無人化監(jiān)控。 三、完成了材料分揀系統(tǒng)的硬件設(shè)計工作。并且基于該平臺完成了控制系統(tǒng)的軟件。通過實驗測試了材料分揀系統(tǒng)硬件和軟件。 實際的設(shè)計工作中，出現(xiàn)了不少難題：氣源于氣閥的氣壓不能實現(xiàn)精確調(diào)制，傳感器的容易受到外界因素的干擾，上位機(jī)與下位機(jī)通信不穩(wěn)定等問題。通過多次試驗與實踐以上問題基本上得到了解決，如何進(jìn)一步提高控制性能，工作展望如下 : 一、進(jìn)一步提高氣源氣壓的穩(wěn)定性，這樣可以提高氣閥的工作性能，為材料正常進(jìn)入、彈出傳送帶打下基礎(chǔ)。 二、在硬件上進(jìn)一步改進(jìn)擋板、出料軌道、傳送帶、進(jìn)料倉，這對系統(tǒng)的實用與可靠性的提高有重大意義。 三、采用步進(jìn)電機(jī)以實現(xiàn)傳送帶速度的可控制性、實現(xiàn)系統(tǒng)的分揀效率的質(zhì)的提高。 四、進(jìn)一步提高傳感器的性能，找出一系列可靠的參數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 五、進(jìn)一步分析研究各種分揀系統(tǒng)地優(yōu)劣，提出材料分揀系統(tǒng)的綜合性能。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 41 致 謝 本論文是在 范興隆老師 的悉心指導(dǎo)和精心培養(yǎng)下完成的。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、縝密的思維方式、踏實的工作作風(fēng)和對事業(yè)的執(zhí)著，以及對我的諄諄教誨都給我留下了深 刻的印象，并使我終身受益。謹(jǐn)此對 范 老師表達(dá)衷心的感謝和崇高的敬意。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 42 參 考 文 獻(xiàn) [1] 袁秀英。組態(tài)控制技術(shù)，北京：電子工業(yè)出版社。 。 [2] 張萬忠、周淵深。可編程控制器應(yīng)用技術(shù)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社。 。 [3] 使用手冊 —— 三菱系列微型可編程控制器。 。 [4] 常斗南。可編程控制器，北京：機(jī)械工業(yè)出版社。 。 [5] TVT99系列教學(xué)實物模型使用說明書。 。 [6] 靜音 空氣壓縮機(jī)使用說明書。 。 [7] 楊永平。液壓與氣動技術(shù)基礎(chǔ)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社。 。 [8] 張福學(xué)。 2021/2021 傳感器與執(zhí)行器大全 —— 傳感器?變送器?執(zhí)行器 —— 年卷 北京：機(jī)械工業(yè)出版社。 [9] 郝蕓。傳感器原理與應(yīng)用，北京：電子工業(yè)出版社。 。 [10] 吳叢，蒲鐘佑。液壓與氣動，北京：北京理工大學(xué)出版社。 。 [11] 吳志強(qiáng) 魯曉春。物流設(shè)施與設(shè)備，北京：清華大學(xué)出版社﹒北京交通大學(xué)出版社。 2021。 [12] SWOD5C— FXTRN— BEG— C 用戶手冊 ,。 [13] 柳貴國。檢測技術(shù)及應(yīng)用，北京：電子工業(yè)出版社。 。 [14] 王艷秋。電機(jī)及電力拖動，北京：化學(xué)工業(yè)出版社。 。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 43 附 錄： 1. PLC 接線圖 P L CX0X1X2X3X4X5X6X7X1 0X1 1X1 2C O MEESB1SB2A2A3A4A5A6A7A8A9A 1 0X1 3A 1 1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6C O M0C O M1C O M2C O M3C O M4~ 220V推料缸電磁閥頂料缸電磁閥接觸器線圈分料缸 1 電磁閥分料缸 2 電磁閥分料缸 3 電磁閥無件報警指示燈KMKA 1KA 2KA 3KA 4KA 5（ 1） PLC 接線圖 2. 梯形圖 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 44 （ 2） 材料分撿系統(tǒng)的梯形圖