【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(gè)環(huán)節(jié)的效。比如工件分揀這個(gè)環(huán)節(jié)，有沒有自動(dòng)分揀系統(tǒng)就成為。判斷條件之一，也是必須的條件。動(dòng)和PLC控制的設(shè)計(jì)方案。采用整體化的設(shè)計(jì)思想，充分考慮了。軟、硬件各自的特點(diǎn)并進(jìn)行互補(bǔ)優(yōu)化。執(zhí)行結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)。最后提出了一種簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、理論意義明確的控制策略。

　　

【正文】 7 7 推料 氣缸 3動(dòng)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(dòng)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(diǎn) 167。 高速計(jì)數(shù)器的編程 高速計(jì)數(shù)器的編程方法有兩種，一是采用梯形圖或語(yǔ)句表進(jìn)行正常編程，二是通過 STEP7Micro/WIN 編程軟件進(jìn)行引導(dǎo)式編程。不論那一 28 種方法，都先要根據(jù)計(jì)數(shù)輸入信號(hào)的形式與要求確定計(jì)數(shù)模式；然后選擇計(jì)數(shù)器編號(hào)，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(diǎn)的高速計(jì)數(shù)器，編號(hào)為 HSC0～ HSC5，每一編號(hào)的計(jì)數(shù)器均分配有固定地址的輸入端。同時(shí)，高速計(jì)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(jì)數(shù)模式 模式 中斷描述 輸入點(diǎn) HSC0 HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5 0 帶有內(nèi)部方向控制的單相計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘 1 時(shí)鐘 復(fù)位 2 時(shí)鐘 復(fù)位 啟動(dòng) 3 帶有外部方向控制的單相計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘 方向 4 時(shí)鐘 方向 復(fù)位 5 時(shí)鐘 方向 復(fù)位 啟動(dòng) 6 帶有增減計(jì)數(shù)時(shí)鐘的雙相計(jì)數(shù)器 增時(shí)鐘 減時(shí)鐘 7 增時(shí)鐘 減時(shí)鐘 復(fù)位 29 8 增時(shí)鐘 減時(shí)鐘 復(fù)位 啟動(dòng) 9 相正交計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘 A 時(shí)鐘 B 10 時(shí)鐘 A 時(shí)鐘 B 復(fù)位 11 時(shí) 鐘 A 時(shí)鐘 B 復(fù)位 啟動(dòng) 根據(jù)分揀單元旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖信號(hào)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(dòng)信號(hào) ) ，由表 43 容易確定，所采用的計(jì)數(shù)模式為模式 9，所選用的計(jì)數(shù)器為 HSC0， A 相脈沖從 輸入， B相脈沖從 輸入，計(jì)數(shù)倍頻設(shè)定為 4 倍頻。分揀單元高速計(jì)數(shù)器編程要求較簡(jiǎn)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(dòng)生成了符號(hào)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(jì)數(shù)器定義并啟動(dòng)計(jì)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(gè)子程序供主程序調(diào)用，工作狀態(tài)顯示的要求比較簡(jiǎn)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(jì)數(shù)器編程，必須在上電第 1 個(gè)掃描周期調(diào)用 HSC_INIT 子程序，以定義并使能高速計(jì)數(shù)器。主程序的編制，請(qǐng)讀者自行完成。 分揀控制子程序也是一個(gè)步進(jìn)順控程序，編程思路如下： ① 當(dāng)檢測(cè)到待分揀工件下料到進(jìn)料口后，清零 HC0 當(dāng)前值，以固定頻率啟 動(dòng)變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)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(dāng)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(shí)，根據(jù) 2 個(gè)傳感器動(dòng)作與否，判別工件的屬性，決定程序的流向。 HC0 當(dāng)前值與傳感器位置值的比較可采用觸點(diǎn)比較指令實(shí)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(jìn)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(cè)試任務(wù)可以看出，功能測(cè)試過程應(yīng)包括上電后復(fù)位、傳送功能測(cè)試、緊急停止處理和狀態(tài)指示等部分，傳送功能測(cè)試基本上是一個(gè)步進(jìn)順序控制過程。可采用步進(jìn)指令驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)?？紤]到急停狀態(tài)，此程序段可在非急停標(biāo)志為 ON 時(shí)所啟動(dòng)的主控塊內(nèi)編寫。 輸送單元程序控制的關(guān)鍵點(diǎn)是步進(jìn)電機(jī)的定位控制， 直流伺服 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使物料 從某一起始點(diǎn)出發(fā)，到達(dá) 第 一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)， 檢測(cè)是否為金屬，如是的話第一個(gè)氣缸動(dòng)作 ，否則第二個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，檢測(cè)是否為白是物料，否則進(jìn)如第三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)。從而實(shí)現(xiàn)物料的分揀。 33 167。 功能測(cè)試程序的結(jié)構(gòu) ⑵ 緊急停止處理 當(dāng) 分揀 裝置正在向某一目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)按下急停按鈕， 則分揀 裝置驟然停止，勢(shì)必由于慣性導(dǎo)致越步，這時(shí)必須返回原點(diǎn)重新校準(zhǔn)基準(zhǔn)位，才能保證到目標(biāo)點(diǎn)的精確定位。這樣當(dāng)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(diǎn)的一個(gè)過渡過程，用M11 標(biāo)志這一過程。當(dāng)機(jī)械手裝置返回原點(diǎn)并延時(shí) 秒后， M11 復(fù)位，順控過程標(biāo)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(shí)發(fā)生急停，急停復(fù)位后無須進(jìn)行再校準(zhǔn)，但步進(jìn)工步應(yīng)轉(zhuǎn)移到低速返回工步。 167。 調(diào)試與運(yùn)行 一、 調(diào)整氣動(dòng) 部分，檢查氣路是否正確，氣壓是否合理，氣缸的動(dòng)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(cè)試限位是否能起作用。 五、 調(diào)節(jié)原點(diǎn)位置，測(cè)試回歸原點(diǎn)是否準(zhǔn)確。 六、 檢查步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分設(shè)置和步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的最高頻率，保證運(yùn)行可靠。 七、 調(diào)試運(yùn)行定位是否準(zhǔn)確可靠。 八、 優(yōu)化程序。 34 總 結(jié) 時(shí)至今日，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可以畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)了，現(xiàn)在回想起做這個(gè)設(shè)計(jì)的整個(gè)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(jì)讓我從實(shí)踐中真正了解到了 “一份好的畢業(yè)設(shè)計(jì)必須要充分掌握 各方面知識(shí)并且能將其完美地結(jié)合起來 ” 自動(dòng)化生產(chǎn) 的出現(xiàn)延伸和擴(kuò)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(dòng)，提高勞動(dòng)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(dòng)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(jì)主要取得了以下成果： 對(duì)物料 自動(dòng)化 分揀的結(jié)構(gòu)形式、驅(qū)動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)等各組成部分進(jìn)行了較為全面的分析，最后得出其總體設(shè)計(jì)方案。 氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是強(qiáng)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(shí)現(xiàn)氣 缸的精度定位非常困難。因此在其應(yīng)用中，要對(duì)各參數(shù)進(jìn)行調(diào)定，以達(dá)到比較理想狀態(tài)。 自動(dòng)化 的控制系統(tǒng)采用了技術(shù)性、可靠性非常高的 PLC 進(jìn)行控制。這使得 自動(dòng)化 設(shè)備更加靈活，動(dòng)作準(zhǔn)確，易于維護(hù)，勞動(dòng)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(dòng)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(xiàn) 1 姜培剛編 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 (2021 年 9 月 ) 2 黃筱調(diào)等編 機(jī)電一體化技術(shù)基 礎(chǔ)及應(yīng)用 機(jī)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(jì) 北京 :電子工業(yè)出版社 ,1998 4 趙常德 董景新 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2021 5 高惠芳 .分揀 系統(tǒng)的自動(dòng)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(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社2021。 7 愈 林 .西門子 S7200PLC 應(yīng)用教程 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 8 郎宏仁 .可編程控制全自動(dòng) 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?？茖W(xué)校 ，2021 10 王炳實(shí) 機(jī)床電氣控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社主編 2021 11 呂清泉主編 亞龍自動(dòng)化生產(chǎn)線處 機(jī)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(jī)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(jì) 電子工業(yè)出版社主編 2021 36 致 謝 本設(shè)計(jì)的選題及論文撰寫工作是在導(dǎo)師 張國(guó)同 老師的直接關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的，在設(shè)計(jì)過程中 張國(guó)同 態(tài)度認(rèn)真、工作負(fù)責(zé)，對(duì)我的設(shè)計(jì)提出了許多寶貴的意見，能夠及時(shí)解決我們?cè)O(shè)計(jì)中遇到的難題，對(duì)我們的設(shè)計(jì)提供了很大的幫助；同時(shí)老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、淵博的知識(shí)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和敏銳的思維將使我受益終身 。 仔細(xì)斟酌，這讓我更深刻地體會(huì)到了充分掌握各方面知識(shí)的重要 。 兩 年來他在學(xué)習(xí)、生活上一直對(duì)我悉心指導(dǎo)，嚴(yán)格要求、熱情鼓勵(lì)，為我創(chuàng)造了很多鍛煉提高的機(jī)會(huì)。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(guó)同 老師淵博的知識(shí)、寬廣無私的胸懷、夜以繼日的工作態(tài)度、對(duì)事業(yè)的執(zhí)著追求、誨人不倦的教師風(fēng)范和對(duì)問題的敏銳觀察力，都將使我畢生受益 ， 在此，謹(jǐn)向 張國(guó)同 老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ ！ 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我把書本上的理論知識(shí)運(yùn)用到相關(guān)的具體內(nèi)容上，讓我自身的設(shè)計(jì)能力得到了培養(yǎng)和提高。在設(shè)計(jì)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(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)。雖然經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲卻也同樣令人欣慰！在整個(gè)設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，我懂得了許 //多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)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(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)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(jì)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！