【導(dǎo)讀】發(fā)展的決定性因素。要想提高生產(chǎn)效率就必須提高各個環(huán)節(jié)的效。比如工件分揀這個環(huán)節(jié)，有沒有自動分揀系統(tǒng)就成為。判斷條件之一，也是必須的條件。動和PLC控制的設(shè)計方案。采用整體化的設(shè)計思想，充分考慮了。軟、硬件各自的特點并進行互補優(yōu)化。執(zhí)行結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進行了分析和設(shè)計。結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、可靠等一系列優(yōu)點。最后提出了一種簡單、易于實現(xiàn)、理論意義明確的控制策略。

　　

【正文】 7 7 推料 氣缸 3動作 27 8 推桿 1推出到位 8 HL1(黃 ) 指示燈模塊 9 推桿 2推出到位 9 HL2（綠） 10 推桿 3推出到位 10 HL3（紅） 11 停止 按鈕 指示燈模塊 11 V 12 啟動按鈕 12 M 13 停止按鈕 14 單站 /全線 分揀單元 接線原理圖如圖 42 所示 。我們能夠清晰的看到該分揀系統(tǒng)的接線圖 圖 42 分揀單元 PLC 的 I/O 接線原理圖 167。 分揀單元的編程要點 167。 高速計數(shù)器的編程 高速計數(shù)器的編程方法有兩種，一是采用梯形圖或語句表進行正常編程，二是通過 STEP7Micro/WIN 編程軟件進行引導(dǎo)式編程。不論那一 28 種方法，都先要根據(jù)計數(shù)輸入信號的形式與要求確定計數(shù)模式；然后選擇計數(shù)器編號，確定輸入地址。 分揀單元所配置的 PLC 是 S7224XP AC/DC/RLY 主單元，集成有 6 點的高速計數(shù)器，編號為 HSC0～ HSC5，每一編號的計數(shù)器均分配有固定地址的輸入端。同時，高速計數(shù)器可以被配置為 12 種模式中的任意一種。如表 43 所示。 43 S7200PLC 的 HSC0～ HSC5 輸入地址和計數(shù)模式 模式 中斷描述 輸入點 HSC0 HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5 0 帶有內(nèi)部方向控制的單相計數(shù)器 時鐘 1 時鐘 復(fù)位 2 時鐘 復(fù)位 啟動 3 帶有外部方向控制的單相計數(shù)器 時鐘 方向 4 時鐘 方向 復(fù)位 5 時鐘 方向 復(fù)位 啟動 6 帶有增減計數(shù)時鐘的雙相計數(shù)器 增時鐘 減時鐘 7 增時鐘 減時鐘 復(fù)位 29 8 增時鐘 減時鐘 復(fù)位 啟動 9 相正交計數(shù)器 時鐘 A 時鐘 B 10 時鐘 A 時鐘 B 復(fù)位 11 時 鐘 A 時鐘 B 復(fù)位 啟動 根據(jù)分揀單元旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖信號形式 (A/B 相正交脈沖， Z相脈沖不使用，無外部復(fù)位和啟動信號 ) ，由表 43 容易確定，所采用的計數(shù)模式為模式 9，所選用的計數(shù)器為 HSC0， A 相脈沖從 輸入， B相脈沖從 輸入，計數(shù)倍頻設(shè)定為 4 倍頻。分揀單元高速計數(shù)器編程要求較簡單，不考慮中斷子程序，預(yù)置值等。 使用引導(dǎo)式編程，很容易自動生成了符號地址為 “HSC_INIT”的子程序。其程序清單如圖 43 所示 圖 43 子程序 HSC_INIT 清單 30 在主程序塊中使用 （上電首 次掃描 ON）調(diào)用此子程序，即完成高速計數(shù)器定義并啟動計數(shù)器。 167。 程序結(jié)構(gòu) 分揀單元的主要工作過程是分揀控制，可編寫一個子程序供主程序調(diào)用，工作狀態(tài)顯示的要求比較簡單，可直接在主程序中編寫。 主程序的流程與前面所述的供料、加工等單元是類似的。但由于用高速計數(shù)器編程，必須在上電第 1 個掃描周期調(diào)用 HSC_INIT 子程序，以定義并使能高速計數(shù)器。主程序的編制，請讀者自行完成。 分揀控制子程序也是一個步進順控程序，編程思路如下： ① 當檢測到待分揀工件下料到進料口后，清零 HC0 當前值，以固定頻率啟 動變頻器驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)。梯形圖如圖 44 所示。 31 圖 44 分揀控制子程序初始步梯形圖 ② 當工件經(jīng)過安裝傳感器支架上的光纖探頭和電感式傳感器時，根據(jù) 2 個傳感器動作與否，判別工件的屬性，決定程序的流向。 HC0 當前值與傳感器位置值的比較可采用觸點比較指令實現(xiàn)。完成上述功能的梯形圖見圖 45。 ③ 根據(jù)工件屬性和分揀任務(wù)要求，在相應(yīng)的推料氣缸位置把工件推出。推料氣缸返回后，步進順控子程序返回初始步。 32 圖 45 在傳感器位置判別工件屬性的梯形圖 167。 編寫和調(diào)試 PLC 控制程序 167。 編寫程序的思路 從前面所述的傳送工件功能測試任務(wù)可以看出，功能測試過程應(yīng)包括上電后復(fù)位、傳送功能測試、緊急停止處理和狀態(tài)指示等部分，傳送功能測試基本上是一個步進順序控制過程?？刹捎貌竭M指令驅(qū)動實現(xiàn)。考慮到急停狀態(tài)，此程序段可在非急停標志為 ON 時所啟動的主控塊內(nèi)編寫。 輸送單元程序控制的關(guān)鍵點是步進電機的定位控制， 直流伺服 電機轉(zhuǎn)動使物料 從某一起始點出發(fā)，到達 第 一個目標點， 檢測是否為金屬，如是的話第一個氣缸動作 ，否則第二個目標點，檢測是否為白是物料，否則進如第三個目標點。從而實現(xiàn)物料的分揀。 33 167。 功能測試程序的結(jié)構(gòu) ⑵ 緊急停止處理 當 分揀 裝置正在向某一目標點移動時按下急停按鈕， 則分揀 裝置驟然停止，勢必由于慣性導(dǎo)致越步，這時必須返回原點重新校準基準位，才能保證到目標點的精確定位。這樣當急停復(fù)位后，程序不能馬上回到原來的順控過程，而是要經(jīng)過使 分揀 裝置返回原點的一個過渡過程，用M11 標志這一過程。當機械手裝置返回原點并延時 秒后， M11 復(fù)位，順控過程標志 M10 置位，程序回到原來的順控過程繼續(xù)執(zhí)行。 分揀 裝置高速返回時發(fā)生急停，急停復(fù)位后無須進行再校準，但步進工步應(yīng)轉(zhuǎn)移到低速返回工步。 167。 調(diào)試與運行 一、 調(diào)整氣動 部分，檢查氣路是否正確，氣壓是否合理，氣缸的動作速度是否合理。 二、 檢查磁性開關(guān)的安裝位置是否到位，磁性開關(guān)工作是否正常。 三、 檢查 I/O 接線是否正確。 四、 測試限位是否能起作用。 五、 調(diào)節(jié)原點位置，測試回歸原點是否準確。 六、 檢查步進驅(qū)動器的細分設(shè)置和步進電機運行的最高頻率，保證運行可靠。 七、 調(diào)試運行定位是否準確可靠。 八、 優(yōu)化程序。 34 總 結(jié) 時至今日，畢業(yè)設(shè)計終于可以畫上一個圓滿的句號了，現(xiàn)在回想起做這個設(shè)計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過也樂其中！本次畢業(yè)設(shè)計讓我從實踐中真正了解到了 “一份好的畢業(yè)設(shè)計必須要充分掌握 各方面知識并且能將其完美地結(jié)合起來 ” 自動化生產(chǎn) 的出現(xiàn)延伸和擴大了人的手足和大腦功能，它可代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和 PLC 在工業(yè)生產(chǎn)過程中的廣泛應(yīng)用， 自動化 技術(shù)方面的研究不斷得到創(chuàng)新，促使成果不斷涌現(xiàn)。 本論文的設(shè)計主要取得了以下成果： 對物料 自動化 分揀的結(jié)構(gòu)形式、驅(qū)動裝置、控制系統(tǒng)等各組成部分進行了較為全面的分析，最后得出其總體設(shè)計方案。 氣動驅(qū)動系統(tǒng)是強的非線性系統(tǒng)，其根本原因是空氣具有可壓縮性，使得系統(tǒng)中存在流量飽和效應(yīng)，非線性摩擦力等因素，實現(xiàn)氣 缸的精度定位非常困難。因此在其應(yīng)用中，要對各參數(shù)進行調(diào)定，以達到比較理想狀態(tài)。 自動化 的控制系統(tǒng)采用了技術(shù)性、可靠性非常高的 PLC 進行控制。這使得 自動化 設(shè)備更加靈活，動作準確，易于維護，勞動生產(chǎn)率大大得到了提高。各種操作方式自由切換，滿足了各種生產(chǎn)要求。 雖然還有很多尚未解決的問題有待于繼續(xù)研究，但相信 PLC 控制的物料 自動化 分揀的研究是非常有新意、有意義的，有著廣泛的應(yīng)用前景。 35 參考文獻 1 姜培剛編 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 機械工業(yè)出版社 (2021 年 9 月 ) 2 黃筱調(diào)等編 機電一體化技術(shù)基 礎(chǔ)及應(yīng)用 機械工業(yè)出版社 (第一版 ) 3 李景學(xué)、金廣業(yè) 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 北京 :電子工業(yè)出版社 ,1998 4 趙常德 董景新 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 機械工業(yè)出版社 2021 5 高惠芳 .分揀 系統(tǒng)的自動控制 ,廣州 :廣東工業(yè)大學(xué)電信工程系， 2021。 6 趙松年、張奇鵬主編《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》北京：機械工業(yè)出版社2021。 7 愈 林 .西門子 S7200PLC 應(yīng)用教程 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 8 郎宏仁 .可編程控制全自動 化 系統(tǒng) ,哈爾濱出版社 ， 1999。 9 馬云峰 .PLC 的 PID 功能在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用 ,濰坊高等專科學(xué)校 ，2021 10 王炳實 機床電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社主編 2021 11 呂清泉主編 亞龍自動化生產(chǎn)線處 機械工業(yè)出版社 2021 12 王兆義 可編程序控制器的應(yīng)用技術(shù) 機械工業(yè)出版社主編 2021 13 崔亞軍 可編程序控制器的原理及程序設(shè)計 電子工業(yè)出版社主編 2021 36 致 謝 本設(shè)計的選題及論文撰寫工作是在導(dǎo)師 張國同 老師的直接關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下進行的，在設(shè)計過程中 張國同 態(tài)度認真、工作負責，對我的設(shè)計提出了許多寶貴的意見，能夠及時解決我們設(shè)計中遇到的難題，對我們的設(shè)計提供了很大的幫助；同時老師嚴謹?shù)膶W(xué)風、淵博的知識、豐富的實踐經(jīng)驗和敏銳的思維將使我受益終身 。 仔細斟酌，這讓我更深刻地體會到了充分掌握各方面知識的重要 。 兩 年來他在學(xué)習(xí)、生活上一直對我悉心指導(dǎo)，嚴格要求、熱情鼓勵，為我創(chuàng)造了很多鍛煉提高的機會。田 高功臣 師洞察全局、高屋建瓴，為我的論文的順利完成指出了很好的方向， 張國同 老師淵博的知識、寬廣無私的胸懷、夜以繼日的工作態(tài)度、對事業(yè)的執(zhí)著追求、誨人不倦的教師風范和對問題的敏銳觀察力，都將使我畢生受益 ， 在此，謹向 張國同 老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ ！ 這次畢業(yè)設(shè)計使我把書本上的理論知識運用到相關(guān)的具體內(nèi)容上，讓我自身的設(shè)計能力得到了培養(yǎng)和提高。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量相關(guān)資料、自學(xué)、同同學(xué)交流，向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識。雖然經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲卻也同樣令人欣慰！在整個設(shè)計開發(fā)過程中，我懂得了許 //多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活產(chǎn)生非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。 在 畢業(yè)設(shè)計論文的撰寫過程中，老師和同學(xué)們都給了我很大的幫助，在此向他們表示深深的謝意！