【正文】 X3物料檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)料庫(kù)有無(wú)物料5X4物料推出檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)放料臺(tái)上有無(wú)物料6X5推料伸出限位傳感器檢測(cè)推料氣缸是否退出7X6推料縮回限位傳感器檢測(cè)推料氣缸是否縮回8X7手臂伸出限位傳感器檢測(cè)手臂是否伸出9X10手臂縮回限位傳感器檢測(cè)手臂是否縮回10X11手爪下降限位傳感器檢測(cè)手爪是否下降11X12手爪提升限位傳感器檢測(cè)手爪是否提升12X13手爪夾緊限位傳感器檢測(cè)手爪是否夾緊13X14機(jī)械手基準(zhǔn)傳感器檢測(cè)機(jī)械手是否在基準(zhǔn)位置14X15推料一伸出限位傳感器檢測(cè)推料一氣缸是否推出15X16推料一縮回限位傳感器檢測(cè)推料一氣缸是否縮回16X17導(dǎo)料轉(zhuǎn)出限位傳感器檢測(cè)導(dǎo)料氣缸是否旋轉(zhuǎn)到位17X20導(dǎo)料原位限位傳感器檢測(cè)導(dǎo)料氣缸是否回原位18X21入料檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)物料是否放入入料口19X22料槽一檢測(cè)傳感器檢測(cè)金屬物料20X23料槽二檢測(cè)傳感器檢測(cè)白色物料21X24分揀槽檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)有無(wú)物料進(jìn)入料槽表42 輸出點(diǎn)分配序號(hào)PLC地址名稱功能說(shuō)明1Y0步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器PUL輸出脈沖2Y1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DIR方向控制3Y2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器ENA使能控制4Y3電磁閥物料推出5Y4電磁閥手臂伸出6Y5電磁閥手臂縮回7Y6電磁閥手爪上升8Y7電磁閥手爪下降9Y10電磁閥手爪夾緊10Y11電磁閥手抓松開(kāi)11Y12電磁閥推料氣缸12Y13電磁閥導(dǎo)料氣缸13Y14警示紅燈停止指示燈14Y15警示綠燈啟動(dòng)指示燈15Y16警示黃燈物料報(bào)警指示燈16Y17變頻器STF變頻器驅(qū)動(dòng)控制 PLC的選型在第二章中已對(duì)PLC進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用的是三菱FX2N型PLC。（8）皮帶輸送線 由三相交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，將物料輸送到相應(yīng)的位置。（6）導(dǎo)料氣缸 在檢測(cè)到有白色物料時(shí)，將導(dǎo)料塊旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置，由雙向電控氣閥控制。（4）雙導(dǎo)桿氣缸 控制機(jī)械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制。（2）推料一氣缸 將金屬物料推入料槽一，由單向電控閥控制?？刂茩C(jī)械手手臂的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行精確定位。（3）變頻器 當(dāng)入料口檢測(cè)到有物料時(shí)PLC向變頻器提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，變頻器驅(qū)動(dòng)三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)按設(shè)定頻率轉(zhuǎn)動(dòng)。 輸出電氣元件（1）警示燈 在設(shè)備停止時(shí)警示紅燈亮，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)警示綠燈，在無(wú)物料或停止時(shí)警示黃燈閃爍。其檢測(cè)距離為3~8mm，檢測(cè)距離可通過(guò)傳感器放大器的電位器調(diào)節(jié)。作用：用于檢測(cè)非金屬的白色物料。作用：檢測(cè)金屬材料，當(dāng)金屬物料經(jīng)過(guò)時(shí)，傳感器向PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。作用：檢測(cè)機(jī)械手是否在基準(zhǔn)位子，機(jī)械手臂左擺或右擺到位后，電感傳感器向PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。作用：用于檢測(cè)氣缸伸出縮回是否達(dá)到限位位置點(diǎn)檢測(cè)氣缸達(dá)到限位位子時(shí)為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。作用：檢測(cè)物料是否經(jīng)過(guò)料槽一、二、三，該光電傳感器為分體直射型，當(dāng)檢測(cè)到物料進(jìn)入料槽時(shí)為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。作用：檢測(cè)入料口有無(wú)物料進(jìn)入，漫反射式直流NPN三線常開(kāi)，當(dāng)檢測(cè)到入料口有物料時(shí)為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。作用：檢測(cè)存放料臺(tái)上有無(wú)物料，漫反射式直流NPN三線常開(kāi)，當(dāng)檢測(cè)到存料臺(tái)上有物料時(shí)為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。作用：檢測(cè)料庫(kù)中有無(wú)物料，物料檢測(cè)傳感器為光電漫反射型傳感器，檢測(cè)到有物料時(shí)推料氣缸將物料推出到存放料臺(tái)，有物料時(shí)為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。在本設(shè)計(jì)中主要對(duì)三菱FX2N型PLC相關(guān)電氣硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)及說(shuō)明。第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)可編程控制器技術(shù)的最主要應(yīng)用是在自動(dòng)化控制工程中，如何根據(jù)實(shí)際工程要求合理組合成控制系統(tǒng)是設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心，本章主要介紹組成可編程控制器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分。 （3）運(yùn)輸與分揀機(jī)構(gòu)當(dāng)入料口光電傳感器檢測(cè)到物料時(shí)，變頻器接收啟動(dòng)信號(hào)，三相交流異步電機(jī)以30HZ的頻率正轉(zhuǎn)運(yùn)行，皮帶開(kāi)始輸送工件，當(dāng)料槽一到位檢測(cè)傳感器檢測(cè)到金屬物料時(shí)，推料一氣缸動(dòng)作，將金屬物料推入一號(hào)料槽，料槽檢測(cè)傳感器檢測(cè)到有工件經(jīng)過(guò)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止；當(dāng)料槽二檢測(cè)傳感器檢測(cè)到白色物料時(shí)，旋轉(zhuǎn)氣缸動(dòng)作，將白色物料導(dǎo)入二號(hào)料槽，料槽檢測(cè)傳感器檢測(cè)到有工件經(jīng)過(guò)時(shí)，旋轉(zhuǎn)氣缸轉(zhuǎn)回原位，同時(shí)電動(dòng)機(jī)停止；當(dāng)物料為黑色物料直接導(dǎo)入三號(hào)料槽，料槽檢測(cè)傳感器檢測(cè)到有工件經(jīng)過(guò)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止。（2）搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)（自動(dòng)控制）當(dāng)存放料臺(tái)檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)物料到位后，機(jī)械手手臂前伸，手臂伸出限位傳感器檢測(cè)到位后，手爪氣缸下降，手爪下降限位傳感器檢測(cè)到位后，氣動(dòng)手爪抓取物料,手爪夾緊限位傳感器檢測(cè)到夾緊信號(hào)后；，手爪氣缸上升，手爪提升限位傳感器檢測(cè)到位后，手臂氣缸縮回，手臂縮回限位傳感器檢測(cè)到位后；手臂向右旋轉(zhuǎn)，手臂旋轉(zhuǎn)一定角度后，手臂前伸，手臂伸出限位傳感器檢測(cè)到位后，手爪氣缸下降，手爪下降限位傳感器檢測(cè)到位后，氣動(dòng)手爪放開(kāi)物料,手爪氣缸上升，手爪提升限位傳感器檢測(cè)到位后，手臂氣缸縮回，手臂縮回限位傳感器檢測(cè)到位后，手臂向左旋轉(zhuǎn)，等待下一個(gè)物料到位，重復(fù)上面的動(dòng)作。）圖33 物料傳輸與分揀機(jī)構(gòu)實(shí)物圖 系統(tǒng)控制要求 本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)對(duì)三種不同的物料（金屬鋁物料、白色纖維物料、黑色纖維物料）進(jìn)行上料、搬運(yùn)、運(yùn)輸和分類分揀，基于PLC的控制可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化和半自動(dòng)化控制。主要完成物料的輸送和分揀任務(wù)。 物料傳輸分揀機(jī)構(gòu)物料輸送與分揀機(jī)構(gòu)如圖33。由氣動(dòng)手爪、雙導(dǎo)桿氣缸、單桿氣缸、電感傳感器、磁性傳感器、多種類型電磁閥、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器組成。沒(méi)有工件時(shí)，報(bào)警指示黃燈閃爍，放入工件后閃爍自動(dòng)停止。上料機(jī)構(gòu) 無(wú)物料報(bào)警光電傳感器檢測(cè)放料臺(tái)有無(wú)物料？ 無(wú) 有搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)工作 等待機(jī)械手搬運(yùn)光電傳感器檢測(cè)入料口有無(wú)物料？無(wú)有 皮帶傳輸機(jī)構(gòu)工作物料分揀機(jī)構(gòu)工作 圖31 系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖 系統(tǒng)的組成 上料機(jī)構(gòu)上料機(jī)構(gòu)如圖32，由井式工件庫(kù)、光電傳感器、工件、存放料臺(tái)、推料氣缸、安裝支架等組成。該系統(tǒng)動(dòng)力由氣壓供能，PLC通過(guò)直接控制電器執(zhí)行元件和間接控制氣動(dòng)執(zhí)行元件來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，模擬實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。確定了控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)步驟，為后面的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本章小結(jié)本章主要對(duì)PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)一些要求和注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。程序的編寫順序應(yīng)按自上而下、從左止右的方式編寫。（3）在程序中，不允許同一編號(hào)的線圈兩次輸出。除步進(jìn)程序外，任何線圈、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、高級(jí)指令等不能直接與左母線相連。（2）梯形圖每一行都是從左母線開(kāi)始，線圈終止于右母線。（8）交付使用。若未滿足要求，再?gòu)男滦薷某绦蚧驒z查接線，直到滿足為止。（5）對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。（3）根據(jù)梯形圖編制程序清單。（2）設(shè)計(jì)梯形圖。 程序設(shè)計(jì)的步驟程序的設(shè)計(jì)要按一定的步驟才可以順利的完成。（4）分配PLC餓I/O點(diǎn)，設(shè)計(jì)I/O連接圖。（2）根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，據(jù)此確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。（4）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在配置PLC硬件設(shè)備時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有一定裕量。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)[5]。一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料，并于機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬訂電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則。向用戶提供“軟件圖”，可便于用戶在生產(chǎn)發(fā)展或工藝改進(jìn)時(shí)修改程序，并有利于用戶在維修時(shí)分析和排除故障。它在傳統(tǒng)電氣圖的基礎(chǔ)上增加了PLC部分，因此在電氣原理圖中應(yīng)增加PLC部分的I/O連接圖[3]。傳統(tǒng)的電氣圖，一般包括電氣原理圖、電器布置圖及電氣安裝圖。（5）必要時(shí)還需設(shè)計(jì)控制臺(tái)（6）編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件?？刂瞥绦蚴强刂普麄€(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關(guān)鍵。（4）設(shè)計(jì)控制程序。選擇PLC，應(yīng)包括機(jī)型選擇、容量的選擇以及I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。（2）PLC的選擇。因此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等）。一般不容易發(fā)生操作的錯(cuò)誤，容易掌握和理解。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容PLC控制系統(tǒng)具有可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定。第二章 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用合適的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)PLC程序。明確了課題研究目的和意義，對(duì)物料分揀系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容做了個(gè)簡(jiǎn)單的歸納。將各氣缸的動(dòng)作速度進(jìn)行調(diào)試之后,進(jìn)行了軟硬件綜合調(diào)試,實(shí)現(xiàn)材料分揀系統(tǒng)中上料、傳送與分揀的全過(guò)程。