【正文】 存儲(chǔ)容量選擇的同時(shí)，注意對(duì)存儲(chǔ)器的類型 的選擇。但是，本課題要求的存儲(chǔ)容量很低，一般的 PLC 能夠滿足，所以我們不需要考慮存儲(chǔ)容量。 三、 確定 PLC 的 I／ O 模塊 一般 I／ O模塊的價(jià)格占 PLC 價(jià)格的一半以上。 PLC 的 I／ O模塊有開(kāi)關(guān)量 I／ O 模塊、模擬量 I／ O 模塊及各種特殊功能模塊等。不同的 I／ O模塊，其電路及功能也不同，直接影響 PLC 的應(yīng)用范圍和價(jià)格，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要加以選擇。根據(jù)本課題要求，不需要用到模擬量 I／ O模塊及各種特殊功能模塊，所以只需要對(duì)開(kāi)關(guān)量 I／ O模塊選擇即可。 （ 1）開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇 開(kāi)關(guān)量輸入模塊是用來(lái) 接收現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為 PLC內(nèi)部接受的低電壓信號(hào)，并實(shí)現(xiàn) PLC 內(nèi)、外信號(hào)的電氣隔離。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面： 1）輸入信號(hào)的類型及電壓等級(jí) 開(kāi)關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)和周圍環(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，還可以直接與接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。 開(kāi)關(guān)量輸入模塊的輸入信號(hào)的電壓等級(jí)有：直流 5Ｖ、 12Ｖ、 24Ｖ、 48Ｖ、 60Ｖ等 ；交流 110Ｖ、 220Ｖ等。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來(lái)考慮。一般 5Ｖ、 12Ｖ、 24Ｖ用于傳輸距離較近場(chǎng)合，如 5Ｖ輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過(guò)十米。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級(jí)較高的模塊。 本系統(tǒng)傳輸距離較近可選擇 24Ｖ直流輸入。 2）輸入接線方式 開(kāi)關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式。 匯點(diǎn)式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端（ COM）；而分組式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊是將輸入點(diǎn)分成若干組，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的。分組式的開(kāi)關(guān)量輸入模 塊價(jià)格較匯點(diǎn)式的高，如果輸入信號(hào)之間不需要分隔，一般選用匯點(diǎn)式的。所以本系統(tǒng)考慮價(jià)格便宜問(wèn)題，且輸入信號(hào)之間不需要分隔，選用匯點(diǎn)式較合適。 3）輸入門(mén)檻電平 為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門(mén)檻電平的大小。門(mén)檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)，具體可參閱 PLC 說(shuō)明書(shū)。 （ 2）開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇 開(kāi)關(guān)量輸出模塊是將 PLC 內(nèi)部低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn) PLC 內(nèi)外信號(hào)的電氣隔離。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面： 1）輸出方式 開(kāi)關(guān)量輸出模塊 有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。 繼電器輸出的價(jià)格便宜，既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，又可用于直流負(fù)載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，同時(shí)承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，但其屬于有觸點(diǎn)元件，動(dòng)作速度較慢（驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作頻率不得超過(guò) 1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場(chǎng)合。 對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無(wú)觸點(diǎn)元件。但晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。 本系統(tǒng)為中小型生產(chǎn)線自動(dòng)控制系 統(tǒng)，需要考慮價(jià)格相對(duì)要便宜，而本系統(tǒng)對(duì)動(dòng)作速度要求不高，所以選擇繼電器輸出作為輸出方式。 2）輸出接線方式 開(kāi)關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式。 分組式輸出是幾個(gè)輸出點(diǎn)為一組，一組有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的，可分別用于驅(qū)動(dòng)不同電源的外部輸出設(shè)備；分隔式輸出是每一個(gè)輸出點(diǎn)就有一個(gè)公共端，各輸出點(diǎn)之間相互隔離。選擇時(shí)主要根據(jù) PLC 輸出設(shè)備的電源類型和電壓等級(jí)的多少而定。一般整體式 PLC 既有分組式輸出，也有分隔式輸出。本系統(tǒng)選擇分組式輸出。 3）驅(qū)動(dòng)能力 開(kāi)關(guān)量輸出模塊的輸出電流 ( 驅(qū)動(dòng)能力 ) 必須大于 PLC 外接輸出設(shè)備的額定電流。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際輸出設(shè)備的電流大小來(lái)選擇輸出模塊的輸出電流。如果實(shí)際輸出設(shè)備的電流較大，輸出模塊無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)，可增加中間放大環(huán)節(jié)。 4) 輸出的最大電流與負(fù)載類型、環(huán)境溫度等因素有關(guān) 開(kāi)關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標(biāo)，它與不同的負(fù)載類型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會(huì)降低，在實(shí)際使用中也應(yīng)注意。 PLC 種類及型號(hào)選擇 PLC 種類較多，主要有西門(mén)子、三菱、 OMRON、 FANAC、 東芝等，但能配套生產(chǎn)，大、中、小、微型均有配套且目前用得最廣泛的的主要是西門(mén)子、三菱、 OMRON 的 PLC。根據(jù)前面確定的 PLC 點(diǎn)數(shù)：實(shí)際輸入點(diǎn) 28 點(diǎn)，實(shí)際輸出點(diǎn)12 點(diǎn)，綜合對(duì)比三菱 FX 系列（包括 FX0S、 FX1S、 FX0N、 FX1N、 FX2N 等）、西門(mén)子系列、 OMRON 系列中 I/O 點(diǎn)數(shù)為 48 點(diǎn)各型號(hào)的 PLC 的價(jià)格、性能、實(shí)用場(chǎng)合等各方面。本系統(tǒng)可選擇 PLC 型號(hào)為： FX2N— 64MR— 001， 合計(jì)總數(shù) 64 點(diǎn) —32 點(diǎn)輸入， DC24V， 32 點(diǎn)繼電器輸出；尺寸（ mm）： 220 87 90，其性能、價(jià)格都優(yōu)于其他 PLC。 FX2N 系列是 FX 系列 PLC 家族中最先進(jìn)的系列，它能最大范圍地包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)，程式執(zhí)行更快，全面補(bǔ)充通訊功能，適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動(dòng)化控制應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 該型號(hào) PLC 有 32 個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)， 32 個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，能夠滿足系統(tǒng)要求并留有一定的余量。 I/O點(diǎn)數(shù)分配 根據(jù)機(jī)械手動(dòng)作流程分析及 I/O 點(diǎn)數(shù)確定，可以確定電氣控制系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)分配，如表 、表 所示： 表 機(jī)械手控制輸入點(diǎn)分配表 輸入設(shè)備 輸入點(diǎn)號(hào) 輸入設(shè)備 輸入點(diǎn)號(hào) 啟動(dòng)按鈕 SB1 X000 手動(dòng)下降按鈕 SB6 X016 停止按鈕 SB2 X001 手動(dòng)左旋按鈕 SB7 X017 急停按鈕 SB3 X002 手動(dòng)右旋按鈕 SB8 X020 左旋極限傳感器 ST2 X003 手動(dòng)伸出按鈕 SB9 X021 右旋極限傳感器 ST3 X004 手動(dòng)縮回按鈕 SB10 X022 上升限位傳感器 ST4 X005 手動(dòng)吸氣按鈕 SB11 X023 下降限位傳感器 ST5 X006 手動(dòng)放氣按鈕 SB12 X024 手臂縮回限位傳感器 ST6 X007 超上升限位傳感器 ST8 X025 手臂伸出限位傳感器 ST7 X010 超下降限位傳感器 ST9 X026 工件檢測(cè)傳感器 PS1 X011 超左旋限位傳感器 ST10 X027 手動(dòng) SA X012 超右旋限位傳感器 ST11 X030 自動(dòng) X013 超伸出限位傳感器 ST12 X031 復(fù)位按鈕 SB4 X014 超縮回限位傳感器 ST13 X032 手動(dòng)上升按鈕 SB5 X015 表 機(jī)械手控制輸出點(diǎn)分配表 輸出設(shè)備 輸出點(diǎn)號(hào) 輸出設(shè)備 輸出點(diǎn)號(hào) 左旋電磁閥 6YA Y000 吸氣電磁 閥 7YA Y006 右旋電磁閥 5YA Y001 放氣電磁閥 8YA Y007 縮回電磁閥 2YA Y002 報(bào)警指示燈 L11 Y010 伸出電磁閥 1YA Y003 手動(dòng)指示燈 L12 Y011 上升電磁閥 4YA Y004 自動(dòng)指示燈 L13 Y012 下降電磁閥 3YA Y005 原位指示燈 L14 Y013 PLC外部接線圖 根據(jù)表 、 /輸出信號(hào)與 PLC 輸入 /輸出接口分配情況及所選定的 PLC，得到 PLC 的外部接線圖如圖 ： 圖 31 PLC外部接線圖 機(jī)械手控制原理 在 PLC的控制下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)等多種工作方式。手動(dòng)：利用按鈕對(duì)機(jī)械手每一動(dòng)作手動(dòng)進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)上升、下降、前伸、縮回、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、吸物、放物等操作；自動(dòng)：按下循環(huán)按鈕后機(jī)械手從原點(diǎn)位置開(kāi)始連續(xù)不斷的執(zhí)行分揀物料的各步。 按下啟動(dòng)按鈕 SB1，系統(tǒng)初始化→擺動(dòng)氣缸右旋→水平手臂伸出→垂直手臂下降→吸物→垂直手臂上升→水平手臂縮回→擺動(dòng)氣缸左旋→垂直手臂下降→放物→垂直手臂的上升→回初始位置。 (1)系統(tǒng)程序的初始化 按下啟動(dòng)按鈕 SB1，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行功能檢測(cè)，檢測(cè) 正確后，進(jìn)入控制系統(tǒng)的軟件，開(kāi)始運(yùn)行程序。 (2)擺動(dòng)氣缸右旋 初始化程序正常運(yùn)行后， PLC的輸入端 X000 接通輸入，輸出端 Y001 輸出，右旋按鈕 SB8 接通，使三位四通電磁換向閥 12 的 5YA得電，擺動(dòng)氣缸會(huì)執(zhí)行右旋的命令。 (3)水平手臂的伸出 擺動(dòng)氣缸右旋到指定位置時(shí)（ 90 度）， PLC輸入端 X004 接通輸入，輸出端Y003 輸出，手臂前伸按鈕 SB9 接通，使三位四通電磁換向閥 10 的 1YA得電，執(zhí)行手臂前伸動(dòng)作。 (4)垂直手臂的下降 手臂前伸到指定位置， PLC輸入端 X010 接通輸入，輸出端 Y005 輸出， 小臂下降按鈕 SB6 接通，使三位四通電磁換向閥 11 的 3YA得電，執(zhí)行垂直手臂的下降動(dòng)作。 (5)吸物 小臂下降到指定位置， PLC輸入端 X006 接通輸入，輸出端 Y006 輸出，吸盤(pán)吸氣按鈕 SB11 接通，二位二通電磁閥 13 的 7YA得電，真空發(fā)生器 22 開(kāi)始動(dòng)作，真空吸盤(pán) 26 將物料吸起。 (6)垂直手臂的上升 經(jīng)滑覺(jué)傳感器檢測(cè)到物料已經(jīng)被吸起時(shí)，輸出端 Y