《PLC物料自动分拣系统毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC物料自动分拣系统毕业论文.docx（41页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、毕业设计（论文）题目：物料自动分拣系统教学院:电气与电子信息工程学院 专业名称:电气工程及其自动化 学号:学生姓名:指导教师：PLC技术，控制起来非常简便，并且它能够承受高温及其他的恶劣的环境条件，所以 plc比起单片机来，工业上优先使用plc，它已经成为了当代工业流水线和企业最受欢迎 的自动化控制方法。PLC技术融合了传统的继电控制技术，现代的计算机技术，以及发达的通信技术， 专门为了工业应用和工厂设备而设计.并且具有:使用方便，编程简单，功能强，性价比 高，可靠性强，抗干扰能力强，适应性强，后期处理、维修简单方便等诸多优点，比起 单片机来更加可靠与实用，这就是人们选择plc的“内”因。再加
2、上plc小巧的外形包装， 超低的重量，和超小的功耗这些“外”因，使得plc越来越受工业企业的推崇与喜爱。本文论述物料自动分拣系统，主要应用PLC技术，辅助以启动装置，位置技术， 现场总线技术，电机拖动原理,电气传动技术，传感技术，自动检测技术等设计而成，对 大批的物料进行自动分拣的工作，完成分门别类的放置物料。本系统具有很多的优点， 例如，运行起来比较稳定，精度与敏捷度，自动化的程度都很高，而且非常便于使用和 控制，如果你想使用它来分装另一批货物的话，只需要动动手指，对本系统稍加修改， 对本程序稍作处理即可。关键词：plc;可编程控制器；分拣装置系统；控制系统；感应系统ABSTRACTPLC
3、technology control is very simple, and it can withstand high temperatures and harsh environmental conditions PLC than SCM, industry give priority to the use of PLC it has become the automatic control method of the most popular contemporary and indus assembly enterprises.PLC technologycombines the tr
4、aditionrfelaycontroltechnology modern computer technology and communication technology developed, specificallfor industrial applicationsnd factoryequipment and design.And has the meritsof easy use, simple programming, strong function, high price, high rplisitniliityantijamming ability, strong adapta
5、bilitpost processi,ng maintenance is simple and convenienbmpared with the single chip microcomputer to more reliable ancthiacitsLcwliat people choose PLC in Plus PLC compact appearancepackage, low weight, and small power consumptionfortheseoutsid makes the PLC more and more respectedmd loved in indu
6、strial enterprisesIn this paperautomatic material sorting system, the main application of PLC technol aided by starting devilocation technolpgyfield bus technologydriving principle of the motor, the electritransmissionechnology,sensortechnology,automaticdetection technologyand design fora largenumbe
7、r of materiaforautomaticsorting complete categories of placing the mateTialsystem has many advantagesfor example, up and running stabijilprecision and agility, high degree of autamditveny easy to use and control, if you want to use it to packaging another batthlyfngeddt;o fingertips, of the system s
8、lightly Acacius change of the programs are slightly can handleKey words: PLC ； programmable logic controller; sorting device system; control system; induction system目录绪论11。1物料分拣系统概述21.2物料分拣系统的发展现状与趋势31。3研究的目的及意义8第1章材料分拣装置结构及总体设计91.1材料分拣装置工作过程概述91.2系统的技术指标101。3系统的设计要求101。3。1功能要求101.3.2系统的控制要求11第2章控制系
9、统的硬件设计122.1系统的硬件结构122。2硬件选型与硬件组态122。2.1确定I/ O点数132。2。2 PLC 的选择132。2.3 PLC的输入输出端子分配132。2。4 PLC输入输出接线端子图152。3检测元件与执行装置的选择152。3.1步进电机的选择162。3.2旋转编码器的选择162。3.3电感式传感器的选择172.3。4电容式传感器的选择182。3.5颜色传感器192。6光电编码器21第3章控制系统的软件设计233.1控制系统流程图设计233.2控制系统程序设计24第4章控制系统的调试294。1硬件调试304。2软件调试304。3整体调试31结论32参考文献33附录34致谢
10、39绪论1.1物料分拣系统概述当代，随着机器人代替人类的生产和劳动，机械化和自动化的普及与应用，越来越 多的企业和工厂把自己的视线集中到了成本低、效率高的自动化上来，而plc以它特低 的性价比，走入了人们的视线，应用plc技术更是成为了企业和工厂的首选.Plc技术可 以代替人类去做一些重复的。无聊的工作.而使用plc技术设计的物料自动分拣系统，更 是可以取代大量工人的劳动，并且比人工劳动的效率更高，分拣的速度，种类，分拣量， 都要比人工劳动好，大大节省了劳动力。使用plc技术已经是是企业和工厂首选之法。特别是像一些物流公司，杂货公司，那些需要进行，不得不去进行物料分拣的企业 和公司，一直以来都
11、是人工的进行分拣，由于工人们工作会产生疲劳效应，因“人”不 是“机器人，而导致生产效率低，分拣效率低，流水线技术不够先进导致公司或企业 的生产速度慢，并且占用了大量的人力资源，造成了资源浪费，并且浪费企业的资金. 影响了公司的业绩，阻碍了公司的优化之路。因此，plc物料自动分拣装置，能够完全弥 补这一不足，让企业更有竞争力，解放大部分的生产力，为公司，工厂节约了成本，提 高了效率。这是一些企业和公司优化的必选，这也是自动化发展的趋势与人类社会发展 的需要.随着自动化的普及与发展，plc物料自动分拣装置取代人类劳动已成为必然.物料自动分拣系统是通过把写好的程序输入装置里面，通电之后就能够不停歇的
12、， 连续的，无误差的进行工作，不像人类工作效率低速度慢，使用plc技术，显著地提高 了效率。并且，根据plc的特点，受到环境因素和工作因素的影响很小，装置检测、使 用和维修，后期更换等非常方便。Plc的发展已经成为社会的必然.一个分拣系统装置根 本不够用的，两个，多个分拣装置系统很有可能被应用在一个公司，一个生产线上，这 足以证明plc分拣系统有着很大的发展前景和市场空间.一个plc物料自动分拣系统可以应用在各个不同的工厂或者企业，一个企业的各个 不同的地方，它受大多自动化公司或企业的青睐。PLC因其控制方便，编程简单，能够承受高温、高压等恶劣的环境等特点，并且后期 维护费用少，已经成为了目前
13、企业、工业最常用的自动化控制方法。PLC技术，加上启动 装置，位置技术，现场总线技术,电机拖动原理，电气传动技术，传感技术，自动检测技 术，构成了一个有机的整体，把他们结合起来，完全就是应用自动化生产技术公司生产 现场的缩影。本论文向大家清楚地展示了 PLC控制系统的软硬件，控制程序的流程以及软硬件的 调试和使用，还附有程序流程图，让大家对plc物料自动分拣系统有一个简单的了解， 以便于大家以后的应用.1.2物料分拣系统的发展现状与趋势相信大家都知道，我们国家是一个发展中国家，自动化程度远远没有那些发达国家 高。在发达国家，他们工厂或者生产线流水线上，采用的都是自动化程度高的自动化系 统，解放
14、了生产力.而在我国，发达程度低，改革开放时技术革新慢，技术只在追着别 人跑，大部分的物料分拣用的都是人工作业，这就在一定程度上限制了我们国家的发展。 但是呢，即使是在一些发达国家，他们也没有使用高度自动化系统，究其原因，无非是 投资大，技术太高没有相关的人员可以驾驭得了，高度自动化系统需要专业的技术人员 去操作，还要有可靠的公司提供技术与人员的支持。所以这也是自动化没有大大普及的 原因吧。还有一个原因，就是由于系统对物料的包装、物料的颜色，物料的材料等要求非常 高，需要采用统一的标准化的包装，才能应用自动分拣装置对大部分商品进行自动分拣， 这是很困难的一件事，要对所有的商品包装商和商品供应商进
15、行统一的规划.要是专门 为一个公司订制的一个自动分拣系统，这耗费的人力物力财力又大大超出消费指标，后 期维修及其他相关工作难度很大。说了这么多的缺点，但是我相信随着社会的高速发展，自动化越来越普及，即使是 物料分拣系统有这么多的不足之处，在一切都讲求效率的时代，人们肯定会越来越重视 plc物料自动分拣系统。本设设计出了一个高效的，安全的，低成本的plc物料自动分拣 装置，就在一定程度上解决了那些大大小小的问题难题.1。3研究的目的及意义物料分拣系统中，物料传感器，传送皮带，步进电机，气缸以及其它精密仪器的使 用、发展、更新换代,使得自动化程度越来越发达，越来越高级，能够满足人们的需求， 代替人
16、们去完成各种恶劣艰苦条件下（高温，高压，大风，大雨，危险地方，腐蚀环境， 有毒气体环境）的重复单一，枯燥无味的工作，比如搬运货物，传送物体，物料分拣之 类的工作。正是因为这样，plc物料自动分拣系统被物流公司，冶金厂，电子厂，制造厂， 运输公司，以及其他用得到的公司所看好，在当代企业和工业中的应用得到了广泛的认 可。以中央处理器为核心，结合计算机技术，电气拖动技术，电机技术，微机控制技术， 自动控制原理，等先进技术和高科技应用，使得plc物料自动分拣装置具有了效率高、使 用简单方便、功能完善程度高，组装简单容易，编程不是那么复杂，功耗低等一系列优 点；同时也使得plc物料自动分拣系统装置占据了
17、企业、工厂的举足轻重的地位。目前， 有物料分拣装置的公司和企业大多采用plc进行控制，因为plc能够在那些恶劣的条件下 进行作业.并且，plc结合一些精密的仪器，达到了传感度高，性能好，故障率低，可靠性高， 能够对不同颜色，不同材料，不同温度的物料进行按照人们要求进行分类.正因如此， 一些流水线作业和自动化生产更喜欢使用plc物料自动分拣装置。人们按照自己的意愿 编写好程序，输入到plc装置中，就能让plc系统装置代替人们在恶劣条件下进行烦劳单 调的工作，要是分拣的物料或者其他什么条件需要改变时，也仅仅是改变他输入的程序 即可。Plc自动分拣装置的这些优点，大大降低了成本费用，人工费用，以及额
18、外支出 的费用。本课题讲述的是PLC自动分拣系统装置，结合其他工艺技术，能够完成如下工作：1、 对不同颜色和不同种类的物料进行分拣（这种技术广泛应用于中小批量的自动化生产的 流水线），2、可部分代替人们在高温作业区进行作业，3、可部分代替人们在危险区进 行作业（这种作业是单调持久的）。如果分拣对象或者位置发生了改变时仅仅只需改变 输入程序，加一些小小的改动，就能很快地进入使用，非常方便，又节省了一部分费用。第1章材料分拣装置结构及总体设计Plc物料自动分拣装置应用了 plc技术，电机拖动技术，电气传动技术，微机控制 技术，传感器技术，位置控制技术，电力电子技术，自动控制原理，现代控制原理等一
19、系列电气工程及其自动化技术，这是我们所学习的技术，以及将来作为一名合格的高级 电气工程师所必备的技术,这就是我们以后从事单位的缩影。本章主要介绍了应用plc物料自动分拣装置的工艺选材，工作过程以及过程中的 控制要求。对工作环境，工作要求，工作特点，和过程中的要求和特点进行详细的阐明。1。1材料分拣装置工作过程概述下图所示为自动分拣装置的工作原理图:汽 缸汽FA汽汽缸缸21hSBW4hSBW3SFW1as口传输带|光电|码盘|=|SBW5-p SFW5/ 1I O$D Osc O$ASBW:汽船回位限位;SA:屯感传感器;SFW:汽缸动作限位:SB:电容传感器；SN：下料传感器图1-1物料自动分
20、拣系统装置结构示意图物料自动分拣装置内置电源，有五个气缸，气体压缩机，二联体过滤器，电磁阀组， 步进电机，传输带，光电码盘，下料槽，卸料槽,气缸回位限位，电感传感器，电容传感 器，气缸动作限位，颜色传感器，下料传感器，备用传感器等一系列装置。他们以各自湖北理工学院 毕业设计（论文） 的位置排列在装置内的不同位置，并且可以根据实际需要进行重新排版，增加或者减少 一些其他的元件。整个plc自动分拣装置通电以后，程序先启动步进电机,步进电机带动传送带进行运 转。若是传送带上没有物料，那么，传送带运行一周后自动停止工作。若是传送带上有 物料，那么，下料传感器检测到物料之后，传送信号给plc，传送带继续
21、运转,气动阀5开 始工作.当电感传感器检测到物体为铁材料的话，气动阀1将把物料进行推动，筛选出该 物料；当电容传感器检测到物料为铝材料时，气动阀2开始工作，筛选出该物料；当颜 色传感器检测到该物体为所选颜色后，气动阀3开始工作，筛选出该物料.还有一个备用 传感器，可进行某种颜色的某种材料的物料的筛选工作。根据不同需要调整编写程序. 就能实现对物料的分拣工作。1。2系统的技术指标输入电压:AC200240V （带保护地三芯插座）消耗功率：250W环境温度范围:-540C气源：大于0。2MPa小于0.85Mpa1。3系统的设计要求根据控制对象的不同，我们所编写的程序，选用的设备也会有所不同.我们要
22、分析所 需和所求。1.3。1功能要求材料分拣装置应实现基本功能如下：（1）分拣出金属和非金属（2）分拣某一颜色块（3）分拣出金属中某一颜色块（4）分拣出非金属中某一颜色块（5）分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块1.3.2系统的控制要求PLC物料自动分拣系统利用电容传感器，电感传感器，颜色传感器和备用传感器对 所有物料进行分拣工作.所有物料通过步进电机带动皮带进入工作区域，当通过不同的 传感器时，相应的气缸进行工作，将物料进行筛选。控制要求有以下几个方面：（1）系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲（2）电机运行，带动传输带传送物体向前运行（3）有物料时，下料汽缸动作，将物料送出（4）
23、当电感传感器检测到铁物料时，推汽缸1动作（5）当电容传感器检测到铝物料时，推汽缸2动作（6）当颜色传感器检测到材料为某一颜色时,推汽缸3动作（7）其他物料被送到SD位置时，推汽缸4动作（8）汽缸运行应有动作限位保护（9）下料槽内无下料时，延时后自动停机第2章控制系统的硬件设计PLC物料自动分拣系统的硬件设计，根据被控对象选择相应的plc控制系统,确定控 制系统能够满足物料分拣的各项要求，性能要切合实际，既不能浪费，又不能造成过大的 误差，满足不了要求.这需要我们去选择合适的PLC硬件系统。2。1系统的硬件结构PLC物料自动分拣系统的硬件结构框图，如下图所示。下隅传感器J传送音片下料气动腰kXt
24、物料传感器侦 4Jkb气动阀，rV物料传感器2.气动阀+空乎君P气8PLC压物料传感器为气动阀出, *1机物料传感器山气动阀4F图21系统的硬件结构框图2.2硬件选型与硬件组态根据控制系统的需要，进行plc的选型，然后进行I/O 口的分配。2.2。1确定I/ O点数根据本设计的需要，系统的部件有电感传感器，电容传感器备用传感器，颜色传感 器，五个气缸，启动和停止信号，总计需要24个I/O口，18个I口，6个O口。2。2。2 PLC的选择本系统装置选用开关量控制，选用西门子公司的S7-200系列CPU226型PLC.既节约 成本，不会造成浪费，又满足本系统的需求。2。2.3 PLC的输入输出端子
25、分配根据所选择的PLC型号，对本系统中PLC的I/O进行如下的分配，如下表所示表21物料自动分拣装置PLC输入/输出端子分配表西门子PLC（I/O）分拣系统接口 （I/O）备注10。0UCP （计数传感器）接旋转编码器I0.1SN （下料传感器）判断下料有无I0.2SA （电感传感器）I0.3SB（电容传感器）I0.4SC （颜色传感器）I0。5SD（备用传感器）I0.6SFW1 （推气缸1动作限位）I0。7SEW2 （推气缸2动作限位）I1.0SFW3 （推气缸3动作限位）II。1SFW4（推气缸4动作限位）输I1。2SFW5（下料气缸动作限位）入I1.3SBW1 （推气缸1回位限位）部I1
26、.4SBW2 （推气缸2回位限位）分I1。5SBW3 （推气缸3回位限位）I1.6SBW4 （推气缸4回位限位）I1。7SBW5（下料气缸回位限位）I2.0SB1 （启动）I2.1SB2 （停止）Q0。0M（输送带电机驱动器）Q0。1YV1 （推气缸1电磁阀）输Q0.2YV2（推气缸2电磁阀）出Q0。3YV3 （推气缸3电磁阀）部Q0。4YV4 （推气缸4电磁阀）分Q0.5YV5 （下料气缸电磁阀）2。2。4 PLC输入输出接线端子图根据上表我们可以绘制出本设计PLC的接线端子图，如下图所示。驱动器YV3+rC24VSFW1SFW3SBW1SBW3SBW4YV510,0Q0,010,110,2
27、00.1I03Q0.210.410,5Q0.310.610,7Q0,4II，。Q0.5Ill11,211.311.411,511.611,7IZ. 0I 1 S7-CPU226图2-2 ?任输入输出的接线端子图2。3检测元件与执行装置的选择检测元件首先要保证符合系统的配置，要让整个装置能够安全可靠的工作，其次要 物美价廉，最后整个装置看起来要协调。2。3.1步进电机的选择步进电机是整个系统动力的来源。步进电机的控制是由脉冲信号的频率和脉冲数决 定的，不会受到负载变化的影响，它的旋转是以固定的角度运行的，通过控制脉冲的个 数来控制为一辆，通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，来达到精确控
28、制 电机的目的。由于传统脉冲跟不上时代的节奏，本设计采用微机控制产生脉冲，代替传 统的脉冲发生器，用软件的方法产生控制脉冲,通过这种方法控制步进电机的运行状态， 包括电机的速度，加速度，运行的角度，旋转的角度用软件控制电机，使得电路没那么 复杂，在一定程度上减小了误差，提高了效率。步进电机作为整个系统的动力源，带动 皮带进行物料的运输，与旋转编码器相连。为了达到精确控制物料的筛选，就要严格控制电机的运作，精确电机的定位，因此， PLC物料自动分拣系统步进电机选用的型号为42BYGH101.2。3.2旋转编码器的选择旋转编码器是用来测量转速的装置，同时也能使用PWM技术实现快速调速，是一款以 光
29、、电、机三大技术为核心的速度位移传感器。旋转编码器具有分辨率高，功率损耗低， 体积小这些优点，能够很好地与PLC物料自动分拣装置很好的嵌合在一起，形成一个完 美的plc物料自动分拣装置.旋转编码器用来记录步进电机的运动,每当步进电机转一圈 的时候，旋转编码器也跟着转一圈，旋转之后，旋转编码器吧信号传送给PLC物料自动分 拣系统，系统就会按照步进电机的转动来下达指令。简单地来说，旋转编码器就是把步 进电机的脉冲量转化为物料皮带上的位移量.通过旋转编码器，就可以实现PLC系统对皮 带上的物料的位置进行控制。当物料经过相应的传感器时，系统就会指定相应的气缸进 行运作，完成物料的筛选。PLC物料自动选
30、用E6A2CW5C旋转编码器，原理如下图所示。图23旋转编码器的原理示意图2。3.3电感式传感器的选择电感式传感器inductance type transducer电感式传感器的原理是电磁感应，将 感应到的物理量，转化为电量的一款仪器。可被检测的物理量有位移、压力、流量、频 率，加速度,厚度等等诸多物理量，利用这些物理量对电感产生的系数的变化，实现由被 测信号到电量的转化。电感式传感器又称位移式传感器，它的结构简单,由铁芯、线圈和一部分电路组成, 测量时，需要将一部分线圈接入被测电路，一点点被测量的变化都能被感应到，与plc结 合，可以实现在酸性碱性环境下进行作业，可靠性很高，工作寿命长.同
31、时，电感式传 感器的分辨率和灵敏度都很高，能检测到细小的变化，并且是线性的，可重复的，不会 漏记，错记，或是重记，非常好用。inductance type transducer虽有频率响应低，可 快速控制性低等缺点，但这不影响它在PLC物料自动分拣系统中的应用。本设计中的电感式传感器是用来检测金属物料。PLC物料自动分拣系统选用M18X1X40电感传感器。M18X1X40电感传感器接线图如下图:0_掠p十兰匚二IO _图24 M18X1X40电感传感器接线图M18X1X40电感传感器原理图如下图:图25电感传感器的工作原理图2。3.4电容式传感器的选择电容式传感器，可以测量的东西有很多,和电感
32、式传感器一样可以测量位移、压力、 流量、频率，加速度，厚度等，不过它还可以测量物质的温度，密度和湿度。电容式传 感器capacitive type transducer它是将测到的物理量的变化转化为电容量的变化， 来实现由非电量到电量之间的转换。主要元件就是一个可变电容，主要分为极距变化型、 面积变化型、介质变化型三大类。电容式传感器的结构简单，稳定性好，适应性强，动 态响应好，灵敏度高，可以实现不用接触就能测量，但是电容传感器也有他的缺点，它 不像电感传感器是线性的，它比电感的阻抗高很多，因此负载能力也就差。下图为本系统所选的电容式传感器的工作原理图:图26电容式传感器的工作原理图2。3。5
33、颜色传感器颜色传感器，顾名思义，就是检测物体的颜色，通过检测物体的三基色RGB（红绿蓝） 的反射比率来确定物体本身的颜色，将物体的颜色与设定的颜色相比较，然后传递信号 给plc系统，以便选择符合颜色的物料.颜色传感器可以分辨人类肉眼难以分辨的细小 差距的颜色，对颜色的分辨度更为敏感，同时它也更加快捷。PLC物料自动分拣系统选用TAOS公司最新生产的TCS230颜色传感TCS23O仃以F儿个特点二QL可完成高分辨率的光照度/频率转换；*L色彩和满度输出频率可编程调整；卜3、可.接与微处理器通讯；24、单屯源工作,作电压范围:2. 7 V -5. 5 V； p5、具备掉电恢复功能；#6、5 0 k
34、 II z时仁线性误差的典型值为L 2%；卜L稀定曲W 0 I） p 口 m/T：的注.我系数.卜TCS230传感器的引脚如下图所示:图27 TCS230颜色传感器引脚分布图RGB颜色传感器介绍:TCS230是美国TAOS公司生产的一款高性能的颜色传感器。该款颜色传感器带有电 流、频率转化器，具有数字兼容接口，可直接与微处理器或者其他电路相连接。它的输 入量是颜色，通过硅光电二极管阵列和一个电流/频率转换器将检测到的信号转化为电 信号（这些集成在一个CMOS电路上）TCS230颜色传感器的输出是数字量，可与其他微机 电路相连。TCS230芯片内含一个交叉连接的8X8光电二极管阵列，都可以通过编
35、程 实现对这些光电二极管的操作，来达到精简电路的目的.这些使得TCS23 0的具有分辨率高,误差小，检测范围广，电路简单，操作简单，使用 简单等优点,但也存在编程稍微复杂的特缺点.引脚S0、S1为输入端口，输出频率分频系数选择输入端；OE也是输入端口，输入频 率使能端，低电平有效，可以控制输出的状态；GND为芯片电源接地端；VDD为芯片电源 电压端.OUT为频率输出端口，输出频率（fo）。S2、S3为输入端口，是光电二极管类型 选择输入端，选择滤波器的类型。正因为有了这些，使得组合S0、S1和S2、S3可以达到 不同的使用目的.下表所示是S0、S1及S2、S3的可用组合。表2-2 S0、S1和
36、S2、S3的组合选项S0S1输出频率定标S2S3滤波器类型LL关断电源LL红色LH20%LH蓝色HL20%HL无HH100%HH绿色2。6光电编码器光电编码器，又称手轮（全称手动脉冲发生器），是一款通过光学原理和电学原理 将检测到的物理量转化为数字量或者脉冲量的光电仪器，是一种数字化的仪器。具有抗 干扰能力强，计算精确结构简单，造型新颖，易于检修，使用简单方便，性价比高，带 载能力强等特点，在航天航空，数控机床，机器人,电动机，自动检测等诸多领域得到了 广泛的应用.几十年的发展，光电编码器的发展趋于更加成熟，性能更加优越，同时还 伴随着一系列的工业化产品，而目前使用最多的光电编码器主要有光栅盘
37、和光电探测装 置构成，检测原理为光电码盘与电机同轴转动，电机每转动一个角度，光电编码器就检 测到一个数据，将建测到的数据发送给plc，在测量当前电动机转速的同时还能够记录 旋转的方向与角度。根据光电编码器的检测原理，编码器可分为光学式光电编码器、磁 式光电编码器、感应式光电编码器和电容式光电编码器。当电机转动时，光电编码器也跟着同轴转动，A、B两根线就会产生脉冲，A、B两 根线的脉冲永远相差九十度的相位角。当A相脉冲超前于B相脉冲时,光电编码器为正转， 电机也就是正转。当A相脉冲滞后于B相脉冲时，光电编码器为反转，电机也就是反转。 A线可单独用来测量脉冲的个数。下图为光电编码器的波形图和工作原
38、理图:图28光电编码器的原理图和波形第3章控制系统的软件设计软件的设计，关系到整个系统能否正常运行，是整个系统装置的核心，程序 的设计应该依照系统想要实现的工作流程，写出相应程序,画出相应的流程图， 并设计PLC程序的梯形图。3。1控制系统流程图设计根据我们想要实现的物料能够进行自动分拣，分析过每一个步骤，一步接着 步的工作流程，特此画出如下的流程图：图31控制系统的流程图当系统上电后，装置开始运行.下料槽上有物料，系统检测到后，光电码 盘发出脉冲，皮带开始带动物体向前移动，电容传感器检测到有相应物体通过， 则对应气缸运动，将物体选出，选出之后气缸回位，若不是相应物体，则气缸不 工作.物体继续
39、前行，当电感传感器检测到有相应物体通过是，则对应气缸进行工 作，将物体选出，之后气缸回位，若不是相应物体，则气缸不工作。物体继续前行，颜色传感器检测到有相应物体通过时，则对应气缸工作，将物体选出，之后 气缸回位，若不是，气缸不工作,物料继续前行。然后备用传感器同理，选出对 应的物体。本系统装置可以实现多次运行和单次运行。若有需要，本系统可实现 对分拣过的物料进行计数，实现对一种物料和多种物料进行分拣，只需增加一些 程序，或者相应的装置（例如不同的传感器、计数器等）.3。2控制系统程序设计根据流程图和想要实现的功能，进行程序的编写（注意程序的完整性与功能 性），利用STEP7Micro/WIN4
40、0进行程序的编写与植入.下面对一些元件做一下简单的介绍:PISFklfkJHi0-L NtnUQOMAH&EFENENOA0-HSC12 -MOOE这条指令是当 使能端输入有效时， I从Q0。0或Q0。1输出 高速脉冲。这条指令是当输入有效时，使程序进入高速计数模式.W5CN这条指令是当输入指令有效时，控制高速计数器的工作的。下面对所编写的部分梯形图作简单的介绍说明:程序1。0程序1.1（1）这两条程序为主程序，当PLC运行时，第一次扫描SM0.1=1，将Q00清零, 使能端有效，开始调用子程序SBR_0。程序2。0(2) 这嗷嗷程序为，当系统处于RUN模式时，通过设置PWM的周期与脉宽来设
41、置PWM,然后产生输入脉冲，电机就启动，带动皮带上的物体进行工作。当皮带 上没有无聊时，则通过T33延时后自动停机.程序3.0（3）这条程序为高速计数指令，进行过初始化操作（定义HSCO的控制方式, 清零，设置欲置值，定义工作模式）之后，就开始计数。就能够实现对电机的精 确控制，以及对物料的计数。程序4.0(4) 这条程序就是物料自动分拣的主要程序了，当各个传感器检测到有相应 物体通过时，电机停止前进一秒，相应的气缸工作，将物料分拣出来，然后气缸 回位，电机继续前行。第4章控制系统的调试所有的东西，设计好了之后，在应用前都要进行调试。我们在plc软硬件，软 件设计完成之后，也应该进行调试工作。
42、人无完人，每个人都会出错，我们在整个 系统的设计过程当中，难免会有些疏漏，当我们使用所设计的物料自动分拣系统 装置之前，要进行严谨的测试与调试，来排除一些程序中的错误，和系统中的不 足。尽量做到最好，为以后的应用打好坚实的基础。除此之外，所有的硬件也应 进行调试工作，已达到最佳的使用准备。4.1硬件调试1. 电感传感器的调试在电感传感器相对应的皮带位置放上物料，调整电感传感器的位置，使电感 传感器恰好达到能够检测到物料的位置，相应指示灯亮即可。2. 电容传感器的调试在电容传感器相对应的皮带位置放上物料，调整电容传感器的位置，使电容 传感器恰好达到能够检测到物料的位置,相应指示灯亮即可。3. 颜
43、色传感器的调试在颜色传感器相对应的皮带位置放上物料，调整颜色传感器的位置，使颜色 传感器恰好达到能够检测到物料的位置,相应指示灯亮即可。4.2软件调试我们通过个人电脑应用STEP7Micro/WIN4 0进行程序的书写和编译，在书写 过程中要细心认真，写完之后认真检查。检查无误后，通过数据线将写好的程序 下载到PLC中。然后接通电源，将装置启动，检查相应的指示灯是否亮起。然后在 相应的位置放置相应的物料，观察物料是否能够被整正确的分拣。分条件进行不 同的实验，看是否能满足本设计的需要，是否按照本设计的流程在进行工作。若 没有达到要求，则认真进行分析，查找原因，尽量解决困难与问题，实现系统的 物
44、料自动分拣.4.3整体调试将写好的程序写入PLC, PLC物料自动分拣装置启动，放置不同的物料，观察 装置是否按照要求进行物料自动分拣，如果能达到要求，皆大欢喜,如果没有达到 要求，则努力调试与检查各个方面，查漏补缺,直到达到理想的要求为止。结论基于PLC的物料自动分拣系统装置，能够代替人们去完成各种恶劣艰苦条件 下（高温，高压，大风，大雨，危险地方腐蚀环境，有毒气体环境）的重复单一， 枯燥无味的工作，比如搬运货物，传送物体，物料分拣之类的工作.正是因为这 样，plc物料自动分拣系统被物流公司，冶金厂，电子厂，制造厂，运输公司，以 及其他用得到的公司所看好，在当代企业和工业中的应用得到了广泛的
45、认可.人们按照自己的意愿编写好程序，输入到plc装置中，就能实现自动分拣或者 其他类型的自动化，自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制，PLC物料自动分 拣系统有着广阔的发展空间与良好的发展前景.参考文献1 常斗南.PLC运动控制实例及解析(西门子)M。北京：机械工业出版社， 2009.11:30692 张崇巍，李汉强.运动控制系统M . 2版。北京:机械工业出版社，20063王兆义，杨新志。小型可编程控制器实用技术M. 2版。北京：机械工业出版 社，20064李旻,李晋.变频技术在伺服控制系统中的应用J。电气传动自动化，2004(26)： 14-165严建红.用PLC实现对伺服系统的控制】J。上海电机技术高等专科学校学 报，2001(1)： 15186周凯，陆启建.步进驱动系统的复合控制J.电气自动化，1991 (1) :15187常斗南.可编程序控制器原理应用实验M .3版。北京：机械工业出版社，20088 李全利.可编程序控制器及其网络系统的综合应用技术M。北京：机械工业 出版社，20059汪小澄，袁立宏，张世荣。可编程序控制器运动控制技术
