【正文】 為位移量，可對(duì)傳輸帶上的物料進(jìn)行位置控制。 PLC的輸入輸出端子分配根據(jù)所選擇的PLC型號(hào)，對(duì)本系統(tǒng)中PLC的輸入輸出端子進(jìn)行分配，如表1所示表1 材料分揀裝置PLC 輸入/輸出端子分配表西門(mén)子PLC(I/O)分揀系統(tǒng)接口(I/O)備注 輸 入 部 分UCP(計(jì)數(shù)傳感器)接旋轉(zhuǎn)編碼器SN(下料傳感器)判斷下料有無(wú)SA(電感傳感器)SB(電容傳感器)SC(顏色傳感器)SD(備用傳感器)SFW1(推氣缸1動(dòng)作限位)SEW2(推氣缸2動(dòng)作限位)SFW3(推氣缸3動(dòng)作限位)SFW4(推氣缸4動(dòng)作限位)SFW5(下料氣缸動(dòng)作限位)SBW1(推氣缸1回位限位)SBW2(推氣缸2回位限位)SBW3(推氣缸3回位限位)SBW4(推氣缸4回位限位)SBW5(下料氣缸回位限位)SB1(啟動(dòng))SB2(停止) 輸 出 部 分M(輸送帶電機(jī)驅(qū)動(dòng)器)YV1(推氣缸1電磁閥)YV2(推氣缸2電磁閥)YV3(推氣缸3電磁閥)YV4(推氣缸4電磁閥)YV5(下料氣缸電磁閥)YV5(下料氣缸電磁閥) PLC輸入輸出接線端子圖根據(jù)表1可以繪制出PLC的輸入輸出接線端子圖，如圖22所示。本系統(tǒng)選用西門(mén)子公司的S7200系列CPU226 型PLC。 PLC 的選擇根據(jù)上面所確定的I/ O 點(diǎn)數(shù)，且該材料分揀裝置的控制為開(kāi)關(guān)量控制。輸出包括控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的接觸器，以及5 個(gè)控制汽缸動(dòng)作的電磁閥。 確定I/ O 點(diǎn)數(shù)根據(jù)控制要求，輸入應(yīng)該有2個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)，6 個(gè)傳感器信號(hào)，包括電感傳感器、電容傳感器、顏色傳感器、備用傳感器，以及檢測(cè)下料的傳感器和計(jì)數(shù)傳感器。圖21 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)即分析控制系統(tǒng)的要求，確定I/O點(diǎn)數(shù)，選擇PLC的型號(hào)，然后進(jìn)行I/O分配。用戶可以根據(jù)自己的需求選擇相應(yīng)的傳感器安裝即可。 內(nèi)置電源（圖6中的5 ）可以將220交流電轉(zhuǎn)換成24伏的直流電供給各個(gè)傳感器與氣閥以及轉(zhuǎn)接板上的各個(gè)指示燈，同時(shí)也為單向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)提供穩(wěn)定的220伏電壓。 控制器采用西門(mén)子S7200型PLC（圖6中的3）。材料分揀系統(tǒng)采用它主要是用來(lái)識(shí)別綠色與黃色的材料。 顏色傳感器同樣也屬于具有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器。由此，便可控制開(kāi)關(guān)的接通和關(guān)斷。它的測(cè)量頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板,而另一個(gè)極板是待測(cè)物體的本身。本系統(tǒng)用該器件來(lái)檢測(cè)鐵質(zhì)材料。這個(gè)渦流反作用于接近開(kāi)關(guān)，使接近開(kāi)關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化。 電感式接近開(kāi)關(guān)屬于有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，用來(lái)檢測(cè)金屬物體。 導(dǎo)料軌道（圖6中的223）主要作用是當(dāng)氣缸推出材料時(shí)導(dǎo)出材料。磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，接通電源后，在傳感器的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí)，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來(lái)完成無(wú)接觸檢測(cè)物體的目的。 每個(gè)氣缸上都有兩個(gè)磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)，它們是有開(kāi)關(guān)量輸入輸出的傳感器。因?yàn)檫@種閥的輸出流量較大，故常作為控制氣缸的主控閥。主要有電磁部分和主閥兩部分組成，按照控制方式的不同可以分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式。材料分揀系統(tǒng)選用的是方向控制閥中的先導(dǎo)式電磁換向閥。 在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，組成氣動(dòng)回路是為了驅(qū)動(dòng)用于各種不同目的機(jī)械裝置，其最重要的三個(gè)控制內(nèi)容是：力的大小、運(yùn)動(dòng)的方向和運(yùn)動(dòng)的速度。油霧器是一種特殊的注油裝置，它以壓縮空氣為動(dòng)力，將潤(rùn)滑油噴成霧狀并混合于壓縮空氣中，并隨空氣進(jìn)入需要潤(rùn)滑的部件，達(dá)到潤(rùn)滑的目的，使壓縮空氣具有潤(rùn)滑氣動(dòng)元件的能力。其作用是濾除壓縮空氣中的水分、油滴以及雜質(zhì)微粒等危害，以達(dá)到系統(tǒng)要求的凈化程度。來(lái)自氣源的壓縮空氣其壓力通常都高于設(shè)備和裝置所需的工作壓力，因壓力波動(dòng)比較大，因而需要調(diào)節(jié)調(diào)壓閥降壓，使其輸出壓力與每臺(tái)氣動(dòng)設(shè)備和裝置所需要的壓力一致，并保持該壓力的穩(wěn)定。例如：當(dāng)電感傳感器感應(yīng)到鐵塊時(shí)，對(duì)應(yīng)的氣缸（圖6中的36 ）動(dòng)作，將鐵塊推入對(duì)應(yīng)的導(dǎo)料軌道（圖6 中的31）。 自動(dòng)分選部分由傳感器（圖6中的2226）、先導(dǎo)式電磁換向閥（圖6中的112）、氣缸（圖6中的33335）及導(dǎo)料軌道（圖6中的2231）組成。傳送帶是由單向感應(yīng)電機(jī)(圖6中的2)驅(qū)動(dòng)的皮帶式輸送裝置。使用時(shí)可先人為地將材料放入料槽中，此時(shí)光電傳感器檢測(cè)到料塊時(shí)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行。本系統(tǒng)采用MCGS作為上位機(jī)的監(jiān)控軟件。如：中國(guó)的研華公司、時(shí)利和公司、德國(guó)的西門(mén)子公司、日本三菱等等。 常用于組態(tài)控制技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和組態(tài)軟件一般來(lái)說(shuō)，只要采用IPC（工業(yè)控制計(jì)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。 這樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)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(wèn)題上。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問(wèn)題。 在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過(guò)編寫(xiě)程序（如使用BASIC,C,FORTRAN等）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。組態(tài)（Configuration）的意思就是模塊的任意組合。這些優(yōu)勢(shì)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(duì)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。 組態(tài)控制技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 組態(tài)的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)（Distributed Control System簡(jiǎn)稱(chēng)DCS）的出現(xiàn)才開(kāi)始被廣大的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)人員所熟知的。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(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行隔離的光電隔離器等。并根據(jù)參數(shù)實(shí)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(dòng)作，從而完成任務(wù)。利用組態(tài)控制技術(shù)構(gòu)成的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)與一般計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，它們都是由被控對(duì)象、傳感器、I/O接口、計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)幾部分組成。在通信服務(wù)階段，PLC與其他的帶微處理器的智能裝置實(shí)現(xiàn)通信。PLC掃描過(guò)程示意圖如下圖所示。但這個(gè)結(jié)果在全部程序未被執(zhí)行完畢之前不會(huì)送到輸出端子上。 2)程序執(zhí)行 PLC完成了輸入采樣工作后，按順序從0000號(hào)地址開(kāi)始的程序進(jìn)行逐條掃描執(zhí)行，并分別從輸人映像寄存器、輸出映像寄存器以及輔助繼電器中獲得所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理。PLC在運(yùn)行程序時(shí)，所需的輸入信號(hào)不是現(xiàn)時(shí)取輸人端子上的信息，而是取輸入映像寄存器中的信息。 PLC掃描工作方式主要分三個(gè)階段：輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。微型計(jì)算機(jī)對(duì)輸入、輸出信號(hào)實(shí)時(shí)處理，而PLC對(duì)輸入、輸出信號(hào)是集中批處理。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期。然后再?gòu)念^開(kāi)始執(zhí)行，并周而復(fù)始地重復(fù)，直到停機(jī)或從運(yùn)行(RUN)切換到停止(STOP)狀態(tài)。 PLC運(yùn)行程序的方式與微型計(jì)算機(jī)相比有較大的不同，微型計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序時(shí)，一旦執(zhí)行到END指令，程序運(yùn)行結(jié)束。用戶根據(jù)某一對(duì)象的具體控制要求，編制好控制程序后，用編程器將程序鍵人到PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中寄存。(1)簡(jiǎn)易編程器(2)圖形編程器(3)通用計(jì)算機(jī)編程。5 外部設(shè)備 編程器是PLC的重要外部設(shè)備，利用編程器可將用戶程序送人PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，調(diào)試程序、監(jiān)控程序的執(zhí)行過(guò)程。對(duì)于晶閘管輸出型，采用的是光觸發(fā)型雙向晶閘管。對(duì)于繼電器輸出型，CPU輸出時(shí)接通或斷開(kāi)繼電器的線圈，繼電器的觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)，通過(guò)繼電器觸點(diǎn)控制外電路的通斷。當(dāng)開(kāi)關(guān)量輸出的頻率大于1 000 Hz，一般選用晶體管輸出。繼電器輸出可接直流或交流負(fù)載，晶體管輸出屬直流輸出，只能接直流負(fù)載。 (2)開(kāi)關(guān)量輸出模塊 輸出模塊的作用是將CPU執(zhí)行用戶程序所輸出的TTL電平的控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所需的，能驅(qū)動(dòng)特定設(shè)備的信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。因此，輸入模塊要能將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能接收的TTL標(biāo)準(zhǔn)電平的數(shù)字量信號(hào)。下面通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊來(lái)說(shuō)明I/O模塊與CPU的連接方式。 輸入口用來(lái)接收生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)，輸出口用來(lái)送出可編程控制器的運(yùn)算后得出的控制信息，并通過(guò)機(jī)外的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)控制?？删幊绦蚩刂破髋溆袃煞N存儲(chǔ)器，即系統(tǒng)存儲(chǔ)器(EPROM)和用戶存儲(chǔ)器(RAM)。PLC硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框如圖所示：PLC硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1 中央處理器（CPU）中央處理器是可編程控制器的核心，它在系統(tǒng)程序的控制下，完成邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算、協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作任務(wù)等。它們都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)，其功能的實(shí)現(xiàn)不僅基于硬件的作用，更要靠軟件的支持。 可編程控制器現(xiàn)在已經(jīng)成為了一個(gè)不可代替的控制系統(tǒng)，它們可以與其它系統(tǒng)通訊，提供產(chǎn)品報(bào)表，生產(chǎn)調(diào)度，診斷自身和設(shè)備的故障，這些技術(shù)上的改進(jìn)，讓PLC成為今天的各行各業(yè)的高質(zhì)量和產(chǎn)量的重要的貢獻(xiàn)者。在繼電器順序控制系統(tǒng)中所需的一些操作得到簡(jiǎn)化，不同生產(chǎn)過(guò)程可采用相同的控制臺(tái)和控制屏等。c)操作的靈活性：操作的靈活性指設(shè)計(jì)工作量、編程工作量、和安裝施工的工作量的減少。它可以根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不斷擴(kuò)展，即進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。使用者只要掌握其中一種編程語(yǔ)言就可進(jìn)行編程，編程方法的多樣性使編程方便。 c)維修方便：PLC所具有的自診斷功能對(duì)維修人員的技術(shù)要求較低，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)硬件和軟件的自診斷，維修人員可以根據(jù)有關(guān)故障代碼的顯示和故障信號(hào)燈的提示等信息，或通過(guò)編程器和HMI屏幕的設(shè)定，直接找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修復(fù)節(jié)省了時(shí)間，提高了效率。 b)編程方面：PLC有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可以使用，梯形圖與電氣原理圖相似；編程語(yǔ)句是功能的縮寫(xiě)，便于記憶；