陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)，學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文設(shè)計(jì)（論文）題目：自動(dòng)化生產(chǎn)線中分揀單元的設(shè)計(jì)陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求：（一）設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容本設(shè)計(jì)要求完成自動(dòng)化生產(chǎn)線中分揀單元的設(shè)計(jì)任務(wù)。分揀單元在自動(dòng)化生產(chǎn)線中屬于最后一個(gè)環(huán)節(jié)，能夠?qū)⒁呀?jīng)加工好的產(chǎn)品按照顏色、材質(zhì)以及訂單要求的裝配組合進(jìn)行分揀。本次設(shè)計(jì)中，采用可編程控制器作為控制單元，結(jié)合氣動(dòng)裝置、傳感技術(shù)、位置控制等技術(shù)，對(duì)已經(jīng)加工完成的產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)分揀.整個(gè)裝置具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點(diǎn)。分揀單元采用臺(tái)式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置電源，有步進(jìn)電機(jī)、汽缸、電磁閥、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣動(dòng)減壓器、濾清器、氣壓指示等部件，可與各類氣源相連接。選用顏色識(shí)別傳感器及對(duì)不同物料敏感的電容式和電感式傳感器。（二）物料分揀裝置能實(shí)現(xiàn)如下3種基本功能：1.分揀單元的工作目標(biāo)是完成對(duì)白色芯金屬工件、白色芯塑料工件和黑色芯的金屬或塑料工件進(jìn)行分揀。為了在分揀時(shí)準(zhǔn)確推出工件，要求使用旋轉(zhuǎn)編碼器作定位檢測(cè)。并且工件物料和芯體顏色屬性應(yīng)在推料氣缸前的適應(yīng)位置被檢測(cè)出來(lái)。2、分揀單元上電和氣源接通后，若工作單元的三個(gè)氣缸均處于縮回位置，則“正常工作”指示燈HL1常亮，表示分揀單元已準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以1弦頻率閃爍。3、若分揀單元已準(zhǔn)備好，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)，“分揀單元運(yùn)行”指示燈HL2常亮。當(dāng)傳送帶入料口人工放下已裝配的工件時(shí)，變頻器立即啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)以頻率固定為30Hz的速度，把工件帶往分揀區(qū)。如果工件為白色芯金屬件，則該工件對(duì)到達(dá)1號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到1號(hào)槽中；如果工件為白色芯塑料，則該工件對(duì)到達(dá)2號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到2號(hào)槽中；如果工件為黑色芯，則該工件對(duì)到達(dá)3號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到3號(hào)槽中。工件被推出滑槽后，該工作單元的一個(gè)工作周期結(jié)束。僅當(dāng)工件被推出滑槽后，才能再次向傳送帶下料。如果在運(yùn)行期間按下停止按鈕，該工作單元在本工作周期結(jié)束后停止運(yùn)行。（二）要求.準(zhǔn)備資料：a）自動(dòng)化生產(chǎn)線操作手冊(cè)及說(shuō)明書(shū)；b）《可編程序控制器》c）《自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)》d）《氣動(dòng)手冊(cè)》.系統(tǒng)工作過(guò)程分析.硬件設(shè)計(jì).控制系統(tǒng)及軟件設(shè)計(jì).整體系統(tǒng)調(diào)試.結(jié)論

二、技術(shù)指標(biāo)：1、用S7-200PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分揀裝置控制要求，據(jù)體I/O分配表如下:輸入信號(hào)輸出信號(hào)序號(hào)PLC輸入點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)來(lái)源序號(hào)PLC輸出點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)輸出目標(biāo)110.0旋轉(zhuǎn)編碼器B相裝置側(cè)1Q0.0電機(jī)啟動(dòng)變頻器210.1旋轉(zhuǎn)編碼器A相2Q0.1310.2旋轉(zhuǎn)編碼器Z相3QO.2410.3進(jìn)料口工件檢測(cè)4510.1電感式傳感器5Q0.3610.5光纖傳感器16QO.4710.61Q0.5810.7推桿1推出到位8Q0.6911.0推桿2推出到位900.7HL1按鈕/指示燈模塊1011.1推桿3推出到位10Q1.0HL21111.2啟動(dòng)按鈕按鈕/指示燈模塊1211.3停止按鈕1311.41411.5單站/全線2、熟悉機(jī)械和電氣部件的整體安裝和調(diào)試。三、完成設(shè)計(jì)報(bào)告：1、說(shuō)明書(shū)2、摘要目錄3、目的4、電氣控制原理圖（計(jì)算機(jī)出圖）5、裝置結(jié)構(gòu)圖6、原理分析7、程序設(shè)計(jì)流程圖8、梯形圖程序9、參考資料

陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)進(jìn)程計(jì)劃表序號(hào)起止日期計(jì)劃完成內(nèi)容實(shí)際完成情況檢查簽名112.10-12.15資料收集查閱212.16-12.23分揀單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；分揀單元電氣控制線路設(shè)計(jì)；312.24-12.230分揀單元?dú)饴吩O(shè)計(jì)；流程圖設(shè)計(jì)412.31-01.11梯形圖設(shè)計(jì)；分揀單元調(diào)試501.12-01.17書(shū)寫設(shè)計(jì)報(bào)告；準(zhǔn)備答辯；601.18-答辯自動(dòng)化生產(chǎn)線分揀單元的設(shè)計(jì)摘要面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，一個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)效率是其能否生存和發(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)的效率，產(chǎn)品自動(dòng)化控制系統(tǒng)的使用是現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常使用的控制系統(tǒng)之一。有沒(méi)有自動(dòng)分揀系統(tǒng)(AutomatedSortingSystem)就成為判斷條件之一，也是必須的條件。我國(guó)的自動(dòng)分揀技術(shù)才開(kāi)始起步，但是，自動(dòng)分揀已逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)主流，因?yàn)樽詣?dòng)分揀是從貨物進(jìn)入分揀系統(tǒng)送到指定的分配位置為止，都是按照人們的指令靠自動(dòng)分揀裝置來(lái)完成的。這種裝置是由接受分揀指示情報(bào)的控制裝置、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，把到達(dá)分揀位置的貨物送到別處的搬送裝置。本設(shè)計(jì)中，以PLC作為主控制單元，結(jié)合氣動(dòng)裝置、傳感器、位置控制、變頻器等技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種成本低、效率高的物料自動(dòng)分揀裝置。在設(shè)計(jì)最后，將組態(tài)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到項(xiàng)目中，通過(guò)組態(tài)軟件，構(gòu)建畫(huà)面，模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的監(jiān)控。在實(shí)驗(yàn)室分揀單元上調(diào)試運(yùn)行之后，該系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確高效的完成加工物料的自動(dòng)分揀，對(duì)其他設(shè)計(jì)也有一定的借鑒價(jià)值。關(guān)鍵詞：可編程控制器,分揀裝置，控制系統(tǒng)，傳感器,定位控制THEDESIGNOFSORTINGUNITUSEDINTHEAUTOMATICPRODUCTIONLINEABSTRACTInthefaceoffiercemarketcompetition,anenterprise'sproductionefficiencyisthedecisivefactorofitssurvivalanddevelopment.Toimprovetheefficiencyofproductionitisnecessarytoimprovetheefficiencyofeachlink,theproductistheuseofautomationcontrolsystemnowoftenuseoneofthecontrolsystemofindustrialproduction.Havebecomejudgeconditionofautomaticsortingsystem,isalsoanecessarycondition.Automaticsortingtechnologyinourcountrybegantostart,but,automaticsortinghasgraduallybecomemainstream,industrialproductionforautomaticsortingfromthegoodsintothedistributionofthesortingsystemtothespecifiedlocation,isinaccordancewithpeople'sinstructionsonautomaticsortingdevice.Thisdeviceismadetoacceptsortinginstructionsintelligencecontroldevice,computernetwork,thegoodsarrivedatsortingpositiondevicetomoveelsewhereInthisdesign,PLCasthemaincontrolunit,combinedwithpneumaticdevices,sensors,suchaspositioncontrol,invertertechnology,designedakindoflowcost,highefficiencyofmaterialsautomaticsortingdevice.Indesignintheend,theconfigurationmonitoringtechnologyisappliedtotheproject,throughtheconfigurationsoftware,constructingimages,simulatetheactual,dynamicmonitoring.Raisedinlaboratorysortingunitcommissioning,thesystemhasahighdegreeofautomation,stableoperationandthecharacteristicsofhighprecision,easytocontrol,canaccurateandefficientautomaticsorting,finishingmaterialalsohascertainreferencevalueforotherdesignKEYWORDS:programmablelogiccontroller,sortingdevices,controlsystems,sensors,positioningcontrol.II目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 I\o"CurrentDocument"ABSTRACT II\o"CurrentDocument".緒論 1\o"CurrentDocument".分揀單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程 2傳送和分揀機(jī)構(gòu) 2\o"CurrentDocument"電磁閥組和氣動(dòng)控制回路 3\o"CurrentDocument"傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 3\o"CurrentDocument".分揀單元的結(jié)構(gòu)組成設(shè)計(jì) 3\o"CurrentDocument"傳感器 3\o"CurrentDocument"磁性開(kāi)關(guān) 4\o"CurrentDocument"光電式接近開(kāi)關(guān) 5\o"CurrentDocument"電感式接近開(kāi)關(guān) 5\o"CurrentDocument"旋轉(zhuǎn)編碼器 6\o"CurrentDocument"西門子MM420變頻器簡(jiǎn)介 8\o"CurrentDocument"3.2.1MM420變頻器的安裝和接線 8\o"CurrentDocument"3.2.2MM420變頻器的BOP操作面板 9\o"CurrentDocument"3.2.3MM420變頻器的參數(shù) 10\o"CurrentDocument"3.2.4MM420變頻器的參數(shù)訪問(wèn) 11\o"CurrentDocument"西門子S7-200型PLC介紹 12\o"CurrentDocument"S7-200系列可編程控制器 13\o"CurrentDocument"PLC選型 13\o"CurrentDocument"4分揀單元的PLC控制及編程 14\o"CurrentDocument"工作任務(wù) 14\o"CurrentDocument"PLC的I/O接線 15\o"CurrentDocument"分揀單元的編程要點(diǎn) 17\o"CurrentDocument"高速計(jì)數(shù)器的編程 17旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖當(dāng)量的測(cè)試。 18\o"CurrentDocument"分揀單元程序結(jié)構(gòu) 20\o"CurrentDocument"變頻器輸出的模擬量控制 22\o"CurrentDocument"5.組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23\o"CurrentDocument"MCGS組態(tài)軟件概述 23\o"CurrentDocument"MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成 24\o"CurrentDocument"TPC7062KS人機(jī)界面 25\o"CurrentDocument"分揀單元組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26\o"CurrentDocument"分揀單元人機(jī)界面組態(tài)概況 27\o"CurrentDocument"分揀單元人機(jī)界面組態(tài)步驟和方法 28\o"CurrentDocument"總結(jié) 35致謝 36\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 37\o"CurrentDocument"附錄1：分揀單元?dú)鈩?dòng)控制回路 38附錄2：分揀單元電氣原理圖 38附錄3：分揀單元PLC程序 39.緒論分揀是把很多貨物按品種從不同的地點(diǎn)和單位分配到所設(shè)置的場(chǎng)地的作業(yè)。按分揀的手段不同，可分為人工分揀、機(jī)械分揀和自動(dòng)分揀。目前自動(dòng)分揀已逐漸成為主流，因?yàn)樽詣?dòng)分揀是從貨物進(jìn)入分揀系統(tǒng)送到指定的分配位置為止，都是按照人們的指令靠自動(dòng)分揀裝置來(lái)完成的。這種裝置是由接受分揀指示情報(bào)的控制裝置、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，把到達(dá)分揀位置的貨物送到別處的搬送裝置。由于全部采用機(jī)械自動(dòng)作業(yè)，因此，分揀處理能力較大，分揀分類數(shù)量也較多。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，因此各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都迫切地需要改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，尤其在需要進(jìn)行物料分揀的企業(yè)，以往一直采用人工分揀的方法，致使生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力差，物料的自動(dòng)分揀已成為企業(yè)的唯一選擇。針對(duì)上述問(wèn)題，利用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)了一種成本低，效率高的物料自動(dòng)分揀裝置，在物料分揀過(guò)程中取得了較好的控制效果。物料分揀采用可編程控制器PLC進(jìn)行控制，能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率低且勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。而且，分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流分揀單元無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料實(shí)物流、物料信息流的分配和管理。其設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝，具有系統(tǒng)布局靈活，維護(hù)、檢修方便等特點(diǎn)，受場(chǎng)地原因影響不大。PLC控制分揀裝置涵蓋了PLC技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)等內(nèi)容，是實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)分揀單元的微縮模型。應(yīng)用PLC技術(shù)結(jié)合氣動(dòng)、傳感器和位置控制等技術(shù)，設(shè)計(jì)不同類型物料的自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的靈活性較強(qiáng)，程序開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，可適應(yīng)進(jìn)行物料分揀的彈性生產(chǎn)線的需求。本文主要介紹了PLC控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，以及一些調(diào)試方法。.分揀單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程分揀單元是自動(dòng)化生產(chǎn)線中的最末單元，完成對(duì)上一單元送來(lái)的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀。使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。當(dāng)輸送站送來(lái)工件放到傳送帶上并被入料口光電傳感器檢測(cè)到時(shí)，即啟動(dòng)變頻器，工件開(kāi)始送入分揀區(qū)進(jìn)行分揀。分揀單元主要結(jié)構(gòu)組成為：傳送和分揀機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，變頻器模塊，電磁閥組，接線端口，PLC模塊，按鈕/指示燈模塊及底板等。其中，機(jī)械部分的裝配總成如圖2-1所示。亍揀）氣缸、漫射式光電傳感器、光纖傳感器、磁感應(yīng)接近式傳感器組成。傳送已經(jīng)加工、裝配好的工件，在被光纖傳感器檢測(cè)到并進(jìn)行分揀。傳送帶是把機(jī)械手輸送過(guò)來(lái)加工好的工件進(jìn)行傳輸，輸送至分揀區(qū)。導(dǎo)向器是用糾偏機(jī)械手輸送過(guò)來(lái)的工件。兩條物料槽分亍揀）氣缸、漫射式光電傳感器、光纖傳感器、磁感應(yīng)接近式傳感器組成。傳送已經(jīng)加工、裝配好的工件，在被光纖傳感器檢測(cè)到并進(jìn)行分揀。傳送帶是把機(jī)械手輸送過(guò)來(lái)加工好的工件進(jìn)行傳輸，輸送至分揀區(qū)。導(dǎo)向器是用糾偏機(jī)械手輸送過(guò)來(lái)的工件。兩條物料槽分別用于存放加工好的黑色、白色工件或金屬工件。傳送和分揀的工作原理：當(dāng)輸送站送來(lái)工件放到傳送帶上并被入料口漫射式光電傳感器檢測(cè)到時(shí)，將信號(hào)傳輸給PLC，通過(guò)PLC的程序啟動(dòng)變頻器，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳送帶工作，把工件帶進(jìn)分揀區(qū)，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為白色，則檢測(cè)白色物料的光纖傳感器動(dòng)作，作為1號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將白色料推到1號(hào)槽里；如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為黑色，檢測(cè)黑色的光纖傳感器作為2號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將黑色料推到2號(hào)槽里，如果是金屬工件被金屬傳感器檢測(cè)到將其推

到3號(hào)槽里。自動(dòng)生產(chǎn)線的加工結(jié)束2.2電磁閥組和氣動(dòng)控制回路分揀單元的電磁閥組使用了三個(gè)由二位五通的帶手控開(kāi)關(guān)的單電控電磁

閥，它們安裝在匯流板上。這三個(gè)閥分別對(duì)金屬、白料和黑料推動(dòng)氣缸的氣路進(jìn)

行控制，以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。本單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖5-3所示。圖中1A、2A和3A分別為分揀1#氣缸、分揀2#氣缸和分揀3#氣缸。1B1、2B1W3B1分別為安裝在各分揀氣缸的前極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)。1Y1、2Y1和3丫1分別為控制3個(gè)分揀氣缸電磁閥的電磁控制端。分揀氣缸一LB1分揀氣缸二3?二分揀氣缸三3131氣源［＞分揀氣缸一LB1分揀氣缸二3?二分揀氣缸三3131氣源［＞2-2分揀單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖.3傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)如圖5-2所示。采用的三相減速電機(jī)，用于拖動(dòng)傳送帶從而輸送物料。它主要由電機(jī)支架、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器等組成三相異步電動(dòng)機(jī)是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部分，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢由變頻器來(lái)控制，其作用是帶傳送帶從而輸送物料。電機(jī)支架用于固定電動(dòng)機(jī)。聯(lián)軸器由于把電動(dòng)機(jī)的軸和輸送帶主動(dòng)輪的軸聯(lián)接起來(lái)，從而組成一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。.分揀單元的結(jié)構(gòu)組成設(shè)計(jì)傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)線上各工作單元所使用的傳感器都是接近傳感器，它利用傳感器對(duì)所接近的物體具有的敏感特性來(lái)識(shí)別物體的接近，并輸出相應(yīng)開(kāi)關(guān)信號(hào)，因

此，接近傳感器通常也稱為接近開(kāi)關(guān)。接近傳感器有多種檢測(cè)方式，包括利用電磁感應(yīng)引起的檢測(cè)對(duì)象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式、捕捉檢測(cè)體的接近引起的電氣信號(hào)的容量變化的方式、利用磁石和引導(dǎo)開(kāi)關(guān)的方式、利用光電效應(yīng)和光電轉(zhuǎn)換器件作為檢測(cè)元件等等。YL-335B所使用的是磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)（或稱磁性開(kāi)關(guān)）、電感式接近開(kāi)關(guān)、漫反射光電開(kāi)關(guān)和光纖型光電傳感器等。磁性開(kāi)關(guān)YL-335B所使用的氣缸都是帶磁性開(kāi)關(guān)的氣缸。這些氣缸的缸筒采用導(dǎo)磁性弱、隔磁性強(qiáng)的材料，如硬鋁、不銹鋼等。在非磁性體的活塞上安裝一個(gè)永久磁鐵的磁環(huán)，這樣就提供了一個(gè)反映氣缸活塞位置的磁場(chǎng)。而安裝在氣缸外側(cè)的磁性開(kāi)關(guān)則是用來(lái)檢測(cè)氣缸活塞位置，即檢測(cè)活塞的運(yùn)動(dòng)行程的。有觸點(diǎn)式的磁性開(kāi)關(guān)用舌簧開(kāi)關(guān)作磁場(chǎng)檢測(cè)元件。舌簧開(kāi)關(guān)成型于合成樹(shù)脂塊內(nèi)，并且一般還有動(dòng)作指示燈、過(guò)電壓保護(hù)電路也塑封在內(nèi)。圖2-10所示是帶磁性開(kāi)關(guān)氣缸的工作原理圖。當(dāng)氣缸中隨活塞移動(dòng)的磁環(huán)靠近開(kāi)關(guān)時(shí)，舌簧開(kāi)關(guān)的兩根簧片被磁化而相互吸引，觸點(diǎn)閉合；當(dāng)磁環(huán)移開(kāi)開(kāi)關(guān)后，簧片失磁，觸1.動(dòng)作指示燈;開(kāi)關(guān)外殼；5、活塞1.動(dòng)作指示燈;開(kāi)關(guān)外殼；5、活塞八缸筒2、保護(hù)電路.導(dǎo)線6.磁環(huán)〔永久磁鐵〕8.舌簧開(kāi)關(guān)圖3-1帶磁性開(kāi)關(guān)氣缸的工作原理圖在磁性開(kāi)關(guān)上設(shè)置的LED顯示用于顯示其信號(hào)狀態(tài)，供調(diào)試時(shí)使用。磁性開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“1”，LED亮；磁性開(kāi)關(guān)不動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“0”，LED不亮。磁性開(kāi)關(guān)的安裝位置可以調(diào)整，調(diào)整方法是松開(kāi)它的緊固定位螺栓，讓磁性開(kāi)關(guān)順著氣缸滑動(dòng)，到達(dá)指定位置后，再旋緊固定螺栓。磁性開(kāi)關(guān)有藍(lán)色和棕色2根引出線，使用時(shí)藍(lán)色引出線應(yīng)連接到PLC輸入公共端，棕色引出線應(yīng)連接到

棕色線藍(lán)色線0PLC輸入端。磁性開(kāi)關(guān)的內(nèi)部電路如圖3-2棕色線藍(lán)色線0II23?U ?I I［、行■舌簧開(kāi)關(guān)ILj 圖3-2磁性開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路光電式接近開(kāi)關(guān)“光電傳感器”是利用光的各種性質(zhì)，檢測(cè)物體的有無(wú)和表面狀態(tài)的變化等的傳感器。其中輸出形式為開(kāi)關(guān)量的傳感器為光電式接近開(kāi)關(guān)。光電式接近開(kāi)關(guān)主要由光發(fā)射器和光接收器構(gòu)成。如果光發(fā)射器發(fā)射的光線因檢測(cè)物體不同而被遮掩或反射，到達(dá)光接收器的量將會(huì)發(fā)生變化。光接收器的敏感元件將檢測(cè)出這種變化，并轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)，輸出電信號(hào)傳送到PLC中。大多接近開(kāi)關(guān)使用可視光（主要為紅色，也用綠色、藍(lán)色來(lái)判斷顏色）和紅外光。按照接收器接收光的方式的不同，光電式接近開(kāi)關(guān)可分為對(duì)射式、反射式和漫射式3種.電感式接近開(kāi)關(guān)電感式接近開(kāi)關(guān)是利用電渦流效應(yīng)制造的傳感器。電渦流效應(yīng)是指，當(dāng)金屬物體處于一個(gè)交變的磁場(chǎng)中，在金屬內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生交變的電渦流，該渦流又會(huì)反作用于產(chǎn)生它的磁場(chǎng)這樣一種物理效應(yīng)。如果這個(gè)交變的磁場(chǎng)是由一個(gè)電感線圈產(chǎn)生的，則這個(gè)電感線圈中的電流就會(huì)發(fā)生變化，用于平衡渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。利用這一原理，以高頻振蕩器（LC振蕩器）中的電感線圈作為檢測(cè)元件，當(dāng)被測(cè)金屬物體接近電感線圈時(shí)產(chǎn)生了渦流效應(yīng)，引起振蕩器振幅或頻率的變化，由傳感器的信號(hào)調(diào)理電路（包括檢波、放大、整形、輸出等電路）將該變化轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)量輸出，從而達(dá)到檢測(cè)目的。電感式接近傳感器工作原理框圖如圖3—3所示。被測(cè)物體檢測(cè)線瞬圖3-3電感式傳感器原理框圖振蕩電路調(diào)理電路被測(cè)物體檢測(cè)線瞬圖3-3電感式傳感器原理框圖振蕩電路調(diào)理電路接近開(kāi)關(guān)的選用和安裝中，必須認(rèn)真考慮檢測(cè)距離、設(shè)定距離.旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，將輸出把軸上的機(jī)械、幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字信號(hào)的傳感器，主要用于速度或位置（角度）的檢測(cè)。典型的旋轉(zhuǎn)編碼器是由光柵盤和光電檢測(cè)裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開(kāi)通若干個(gè)長(zhǎng)方形狹縫。由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)，其原理示意圖如圖3-4所示；通過(guò)計(jì)算每秒旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。味沐輸出圖3-4味沐輸出圖3-4旋轉(zhuǎn)編碼器原理示意圖一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生脈沖的方式的不同，可以分為增量式、絕對(duì)式以及復(fù)合式三大類。自動(dòng)線上常采用的是增量式旋轉(zhuǎn)編碼器。增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差90，用于辯向：當(dāng)A相脈沖超前B相時(shí)為正轉(zhuǎn)方向，而當(dāng)B相脈沖超前A相時(shí)則為反轉(zhuǎn)方向。Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。如圖3-5所示。YL-335B分揀單元使用了這種具有A、B兩相90°相位差的通用型旋轉(zhuǎn)編碼器，用于計(jì)算工件在傳送帶上的位置。編碼器直接連接到傳送帶主動(dòng)軸上。該旋轉(zhuǎn)編

碼器的三相脈沖采用NPN型集電極開(kāi)路輸出，分辨率500線，工作電源DC12?24V。本工作單元沒(méi)有使用Z相脈沖，A、B兩相輸出端直接連接到PLC（S7-224XPAC/DC/RLY主單元）的高速計(jì)數(shù)器輸入端。圖3-5增量式編碼器輸出的三組方波脈沖計(jì)算工件在傳送帶上的位置時(shí)，需確定每?jī)蓚€(gè)脈沖之間的距離即脈沖當(dāng)量。分揀單元主動(dòng)軸的直徑為d=43mm,則減速電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周，皮帶上工件移動(dòng)距離L=nd=3.14X43=136.35mm。故脈沖當(dāng)量p為p=L/500心0.273mm。按如圖3—6所示的安裝尺寸，當(dāng)工件從下料口中心線移至傳感器中心時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器約發(fā)出430個(gè)脈沖；移至第一個(gè)推桿中心點(diǎn)時(shí)，約發(fā)出614個(gè)脈沖；移至第二個(gè)推桿中心點(diǎn)時(shí)，約發(fā)出963個(gè)脈沖；移至第二個(gè)推桿中心點(diǎn)時(shí)，約發(fā)出1284個(gè)脈沖。圖3-6傳送帶位置計(jì)算用圖應(yīng)該指出的是，上述脈沖當(dāng)量的計(jì)算只是理論上的推算。實(shí)際上各種誤差因素不可避免，例如傳送帶主動(dòng)軸直徑（包括皮帶厚度）的測(cè)量誤差，傳送帶的安裝偏差、張緊度，分揀單元整體在工作臺(tái)面上定位偏差等等，都將影響理論計(jì)算值。因此理論計(jì)算值只能作為估算值。脈沖當(dāng)量的誤差所引起的累積誤差會(huì)隨著工件在傳送帶上運(yùn)動(dòng)距離的增大而迅速增加，甚至達(dá)到不可容忍的地步。因而在分揀單元安裝調(diào)試時(shí)，除了要仔細(xì)調(diào)整盡量減少安裝偏差外，尚須現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試脈沖當(dāng)量值。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試脈沖當(dāng)量的方法，如何對(duì)輸入到PLC的脈沖進(jìn)行高速計(jì)數(shù)，以計(jì)算工件在傳送帶上的位置，將結(jié)合本項(xiàng)目的工作任務(wù)，在PLC編程思路中作介紹。3.2西門子MM420變頻器簡(jiǎn)介MM420變頻器的安裝和接線西門子MM420（MICROMASTER420）是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器系列。該系列有多種型號(hào)。YL-335B選用的MM420訂貨號(hào)為6SE6420-2UD17-5AA1,外形如圖3—10所示。該變頻器額定參數(shù)為：電源電壓：380V?480丫，三相交流額定輸出功率：0.75KW額定輸入電流：2.4A額定輸出電流：2.1A外形尺寸：A型操作面板：基本操作板（BOP）1.MM420變頻器的安裝和拆卸在使用中，MM420變頻器通常安裝在配電箱內(nèi)的DIN導(dǎo)軌上。安裝的步驟：①用導(dǎo)軌的上閂銷把變頻器固定到導(dǎo)軌的安裝位置上。②向?qū)к壣习磯鹤冾l器，直到導(dǎo)軌的下閂銷嵌入到位。從導(dǎo)軌上拆卸變頻器的步驟：取下。為了松開(kāi)變頻器的釋放機(jī)構(gòu)，將螺絲刀插入釋放機(jī)構(gòu)中。向下施加壓力，導(dǎo)軌的下閂銷就會(huì)松開(kāi)。將變頻器從導(dǎo)軌上

2.MM420變頻器的接線打開(kāi)變頻器的蓋子后，接線端子在變頻器機(jī)殼下蓋板內(nèi)，就可以連接電源和電動(dòng)機(jī)的接線端子。(1)頻器主電路的接線YL-335B分揀單元變頻器主電路電源由配電箱通過(guò)自動(dòng)開(kāi)關(guān)(斷路器)QF單獨(dú)提供一路三相電源，連接到圖5-13的電源接線端子，電動(dòng)機(jī)接線端子引出線則連接到電動(dòng)機(jī)。注意接地線PE必須連接到變頻器接地端子，并連接到交流電動(dòng)機(jī)的外殼。(2)頻器控制電路的接線見(jiàn)圖3-7圖3-7MM420變頻器方框圖MM420變頻器的BOP操作面板圖3-15所示是基本操作面板(BOP)的外形。利用BOP可以改變變頻器的各個(gè)參數(shù)。BOP具有7段顯示的五位數(shù)字，可以顯示參數(shù)的序號(hào)和數(shù)值，報(bào)警和故

障信息，以及設(shè)定值和實(shí)際值。參數(shù)的信息不能用BOP存儲(chǔ)。參數(shù)如圖3-1基本操作面板（BOP）備有8個(gè)按鈕，表3-8列出了這些按鈕的功能。顯示微粗功能助能的說(shuō)明即1「0000狀態(tài)顯示LCT顯示變頻器當(dāng)前的設(shè)定值啟動(dòng)變蜘器按此犍起動(dòng)變甚揩.蛀省值運(yùn)行時(shí)此便是被封鎖的.為了使此犍的乘偉有我，腳設(shè)定P0700=l停止變顆器OFF1;按此便，變畫(huà)者將按選定的斜坡下降蓬率成速停車，缺省值運(yùn)行時(shí)此混被封鉞：為了允許此恒操作”向設(shè)定P07W=LOFFL按此鍵兩次七或一次一但時(shí)間做長(zhǎng)1電動(dòng)機(jī)輪在慣性作用下自由停車.此功能總是“性能”的.改變電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)方向按此詵可以改變電動(dòng)機(jī)的提動(dòng)方向，電動(dòng)加為反向葉，用貨號(hào)表示或用閃爍的小數(shù)點(diǎn)表示.,聯(lián)省伯運(yùn)行時(shí)此鍵是被封頓的，為了便此僧的操作有敕兩設(shè)定P07O0=1電動(dòng)機(jī)jUr在變顛焉無(wú)輸出的情況下按此酒.將使電動(dòng)血起動(dòng).并按頸設(shè)定的點(diǎn)動(dòng)版率運(yùn)行、釋放此樹(shù)時(shí),變接腓停車.如果變我器/電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行，按此犍格不皿作用.功能比肘用于瀏覽輔助信息.變頻游運(yùn)行過(guò)程中.在顯示任何一個(gè)參聶時(shí)按下比便井保撲小動(dòng)2秒鐘，將顯示以下參數(shù)值〔在變領(lǐng)器運(yùn)行中從任何一個(gè)參數(shù)開(kāi)始，1.直而叵路電原（■用d表不二單位：V）2,輸出電儂3,輸出顆率（Hz）4垃出電用（用磁示一單位U:5.由田005注定的聶也（:如果P0005選史顯示「述春數(shù)中的任何一個(gè)⑶4或5）,這里短不再顯示）.連續(xù)名次按下此犍將輪流顯示以上參數(shù).蹤轉(zhuǎn)功能在顯本任何一個(gè)參數(shù)行雙江或咫礪OM施酎間接下此鍵，粗立即挑轉(zhuǎn)到rOOO仇如果需娶的言，爆可以挾者慘改其它的尊數(shù)，.跳轉(zhuǎn)到rMQ后，按此健整返回原東的顯示意涼閑參數(shù)按此便即可訪問(wèn)善數(shù).增加數(shù)值按此地即可增加面板上顯示的簪數(shù)數(shù)值.減少數(shù)值哪里即8：淳2琳按鈕功能谷歌數(shù)曲?MM420變頻器的參數(shù)1、參數(shù)號(hào)和參數(shù)名稱參數(shù)號(hào)是指該參數(shù)的編號(hào)。參數(shù)號(hào)用0000到9999的4位數(shù)字表示。在參數(shù)號(hào)的前面冠以一個(gè)小寫字母“r”時(shí)，表示該參數(shù)是“只讀”的參數(shù)。其它所有參數(shù)號(hào)的前面都冠以一個(gè)大寫字母“P”。這些參數(shù)的設(shè)定值可以直接在標(biāo)題欄的“最小值”和“最大值”范圍內(nèi)進(jìn)行修改。［下標(biāo)］表示該參數(shù)是一個(gè)帶下標(biāo)的參數(shù)，并且指定了下標(biāo)的有效序號(hào)。通過(guò)下標(biāo)，可以對(duì)同一參數(shù)的用途進(jìn)行擴(kuò)展，或?qū)Σ煌目刂茖?duì)象，自動(dòng)改變所顯示的或所設(shè)定的參數(shù)。2、參數(shù)設(shè)置方法用BOP可以修改和設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，使變頻器具有期望的特性，例如，斜坡時(shí)間，最小和最大頻率等。選擇的參數(shù)號(hào)和設(shè)定的參數(shù)值在五位數(shù)字的LCD上顯示。更改參數(shù)的數(shù)值的步驟可大致歸納為：①查找所選定的參數(shù)號(hào)；②進(jìn)入?yún)?shù)值訪問(wèn)級(jí)，修改參數(shù)值；③確認(rèn)并存儲(chǔ)修改好的參數(shù)值。圖5-14說(shuō)明如何改變參數(shù)P0004的數(shù)值。按照?qǐng)D中說(shuō)明的類似方法，可以用‘BOP’設(shè)定常用的參數(shù)。參數(shù)P0004（參數(shù)過(guò)濾器）的作用是根據(jù)所選定的一組功能，對(duì)參數(shù)進(jìn)行過(guò)濾（或篩選），并集中對(duì)過(guò)濾出的一組參數(shù)進(jìn)行訪問(wèn)，從而可以更方便地進(jìn)行調(diào)試。P0004可能的設(shè)定值如表3—9所示，缺省的設(shè)定值=0。表3-9參數(shù)P0004的設(shè)定值設(shè)定值所指定參數(shù)組意義設(shè)定值所指定參數(shù)組意義0全部參數(shù)12驅(qū)動(dòng)裝置的特征2變頻器參數(shù)13電動(dòng)機(jī)的控制3電動(dòng)機(jī)參數(shù)207命令，：進(jìn)制I/O21報(bào)警/警告/監(jiān)控8模-數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)-模轉(zhuǎn)換22工藝參量控制器（例如PID）10設(shè)定值通道/RFG（斜坡函數(shù)發(fā)生器）假設(shè)參數(shù)P0004設(shè)定值=0,需要把設(shè)定值改為3。MM420變頻器的參數(shù)訪問(wèn)MM420變頻器有數(shù)千個(gè)參數(shù)，為了能快速訪問(wèn)指定的參數(shù)，MM420采用把參數(shù)分類，屏蔽（過(guò)濾）不需要訪問(wèn)的類別的方法實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)這種過(guò)濾功能的有如下幾個(gè)參數(shù)：（1）上面所述的參數(shù)P0004就是實(shí)現(xiàn)這種參數(shù)過(guò)濾功能的重要參數(shù)。當(dāng)完成了P0004的設(shè)定以后再進(jìn)行參數(shù)查找時(shí)，在LCD上只能看到P0004設(shè)定值所指定類別的參數(shù)。（2）參數(shù)P0010是調(diào)試參數(shù)過(guò)濾器，對(duì)與調(diào)試相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行過(guò)濾，只篩選出那些與特定功能組有關(guān)的參數(shù)。P0010的可能設(shè)定值為：0（準(zhǔn)備），1（快速調(diào)試），2（變頻器），29（下載），30（工廠的缺省設(shè)定值）；缺省設(shè)定值為0。（3）參數(shù)P0003用于定義用戶訪問(wèn)參數(shù)組的等級(jí)，設(shè)置范圍為1?4,其中：“1”標(biāo)準(zhǔn)級(jí)：可以訪問(wèn)最經(jīng)常使用的參數(shù)。“2”擴(kuò)展級(jí)：允許擴(kuò)展訪問(wèn)參數(shù)的范圍，例如變頻器的I/O功能。“3”專家級(jí)：只供專家使用。“4”維修級(jí)：只供授權(quán)的維修人員使用一具有密碼保護(hù)。該參數(shù)缺省設(shè)置為等級(jí)1（標(biāo)準(zhǔn)級(jí)），對(duì)于大多數(shù)簡(jiǎn)單的應(yīng)用對(duì)象，采用標(biāo)準(zhǔn)級(jí)就可以滿足要求了。用戶可以修改設(shè)置值，但建議不要設(shè)置為等級(jí)4（維修級(jí)），用BOP或AOP操作板看不到第4訪問(wèn)級(jí)的參數(shù)。3.3西門子S7-200型PLC介紹可編程控制器（ProgrammableController）,簡(jiǎn)不亞匕匚PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來(lái)取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。可編程控制器具有能力強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的主要手段和重要的自動(dòng)化控制分揀單元。由于PLC在不斷發(fā)展，因此，對(duì)它進(jìn)行確切的定義是比較困難的。美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）經(jīng)過(guò)四年的調(diào)查工作，于1980年正式將可編程序控制器命名為PC（ProgrammableController）,但為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)PC（PersonalComputer）相區(qū)別，常將可編程序控制器簡(jiǎn)稱為PLC,并給PLC作了定義：可編程序控制器是一種帶有指令存儲(chǔ)器、數(shù)字的或模擬的輸入/輸出接口，以位運(yùn)算為主，能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等功能，用于控制機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制裝置。1982年，國(guó)際電工委員會(huì)（InternationalElectricalCommittee,IEC）頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)草案第一稿，1985年提交了第2稿，并在1987年的第3稿中對(duì)PLC作了如下的定義：-PL（是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)的外圍分揀單元，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。上述的定義表明，PLC是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置，是以微處理器為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，用面向控制過(guò)程、面向用戶的“自然語(yǔ)言編程的一種簡(jiǎn)單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。S7-200系列可編程控制器德國(guó)的西門子(SIEMENS)公司是歐洲最大的電子和電氣分揀單元制造商，生產(chǎn)的SIMATIC可編程序控制器在歐洲處于領(lǐng)先地位。其第一代可編程序控制器是于1975年投放市場(chǎng)的SIMATICS3系列控制系統(tǒng)。1979年微處理器技術(shù)被應(yīng)用到可編程序控制器中后，產(chǎn)生了SIMATICS5系列，隨后在20世紀(jì)末又推出了S7系列產(chǎn)品。在2000年以前，西門子在中國(guó)市場(chǎng)的PLC產(chǎn)品主要是大中型PLC，日本的小型PLC占據(jù)了中國(guó)的大部分市場(chǎng)份額。最近幾年來(lái)的小型PLC市場(chǎng)上S7-200PLC成了主流產(chǎn)品。CPU模塊從CPU模塊的功能來(lái)看，SIMATICS7-200系列小型可編程序控制器的發(fā)展，大致經(jīng)歷了兩代：第一代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU21X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU站：CPU212，CPU214，CPU215和CPU216，對(duì)第一代PLC產(chǎn)品不再作具體介紹。第二代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU22X，是在21世紀(jì)初投放市場(chǎng)的，速度快，具有較強(qiáng)的通信能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU站：CPU221，CPU222、CPU224和CPU226，除CPU221之外，其他都可加擴(kuò)展模塊。PLC選型PLC的選擇包括機(jī)型的選擇、CPU的選擇、1/0模塊的選擇、通訊模塊選擇等。柔性制造生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)教學(xué)平臺(tái)主要選用西門子PLCS7-200系列。主要根據(jù)如下：(l)西門子PLC目前應(yīng)用比較成熟，技術(shù)上有保證，且有豐富的成功經(jīng)驗(yàn)可以鑒戒，利于縮短系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的周期，降低成本。⑵選用該機(jī)型可以滿足柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線工藝控制要求。⑶易于聯(lián)網(wǎng)通信，配合上位計(jì)算機(jī)后容易形成一個(gè)多級(jí)的分布式控制系統(tǒng)，擴(kuò)展比較容易。⑷兩路高速脈沖輸出能夠滿足加工工作站的步進(jìn)電機(jī)控制。分揀單元PLC選用S7-224XPAC/DC/RLY主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。選用S7-224XP主單元的原因是，當(dāng)變頻器的頻率設(shè)定值由HMI指定時(shí)，該頻率設(shè)定值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，需要由PLC通過(guò)D/A變換方式向變頻器輸入模擬量的頻率指令，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度連續(xù)調(diào)整。S7-224XP主單元集成有2路模擬量輸入，1路模擬量輸出，有兩個(gè)RS-485通信口。4分揀單元的PLC控制及編程工作任務(wù).分揀單元的工作目標(biāo)是完成對(duì)白色芯金屬工件、白色芯塑料工件和黑色芯的金屬或塑料工件進(jìn)行分揀。為了在分揀時(shí)準(zhǔn)確推出工件，要求使用旋轉(zhuǎn)編碼器作定位檢測(cè)。并且工件材料和芯體顏色屬性應(yīng)在推料氣缸前的適應(yīng)位置被檢測(cè)出來(lái)。.分揀單元上電和氣源接通后，若工作單元的三個(gè)氣缸均處于縮回位置，則“正常工作”指示燈HL1常亮，表示分揀單元已準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以1Hz頻率閃爍。.若分揀單元已準(zhǔn)備好，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)，“分揀單元運(yùn)行”指示燈HL2常亮。當(dāng)傳送帶入料口人工放下已裝配的工件時(shí)，變頻器立即啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)以頻率固定為30Hz的速度，把工件帶往分揀區(qū)。如果工件為白色芯金屬件，則該工件對(duì)到達(dá)1號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到1號(hào)槽中；如果工件為白色芯塑料，則該工件對(duì)到達(dá)2號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到2號(hào)槽中；如果工件為黑色芯，則該工件對(duì)到達(dá)3號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到3號(hào)槽中。工件被推出滑槽后，該工作單元的一個(gè)工作周期結(jié)束。僅當(dāng)工件被推出滑槽后，才能再次向傳送帶下料。如果在運(yùn)行期間按下停止按鈕，該工作單元在本工作周期結(jié)束后停止運(yùn)行。

PLC的I/O接線根據(jù)工作任務(wù)要求，分揀單元機(jī)械裝配和傳感器安裝如圖4—1所示。安裝光纖傳感器金屬傳感器光電傳感器別工件材料和芯體顏色屬性的傳感器只須安器支架上的電感式傳感器分揀單元匚圖4-1揀單元機(jī)械安裝效果圖則的接線端口信號(hào)端子的分配如表4—1所示。由于用于判安裝光纖傳感器金屬傳感器光電傳感器別工件材料和芯體顏色屬性的傳感器只須安器支架上的電感式傳感器分揀單元匚圖4-1揀單元機(jī)械安裝效果圖則的接線端口信號(hào)端子的分配如表4—1所示。由于用于判和一個(gè)光纖傳感器，故光纖傳感器2可不使用。表4-1分揀單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配輸入端口中間層 輸出端口中間層端子號(hào)設(shè)備特；信號(hào)線端子號(hào)設(shè)備符號(hào)信號(hào)線2DECODE旋轉(zhuǎn)編碼器B相21Y推桿1電磁閥3旋轉(zhuǎn)編碼器A相32Y推桿2電磁閥4旋轉(zhuǎn)編碼器Z相5SCI進(jìn)料口工件檢測(cè)出3Y推桿3電磁閥6SC2電感式傳感器7SC3光纖傳感器L89101B推桿1推出到位112B推桿2推出到位123B推桿3推出到位12#?1洋端子沒(méi)有連接 5#?14#端子沒(méi)有連接分揀單元PLC選用S7-224XPAC/DC/RLY主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。選用S7-224XP主單元的原因是，當(dāng)變頻器的頻率設(shè)定值由HMI指定時(shí)，該頻率設(shè)定值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，需要由PLC通過(guò)D/A變換方式向變頻器輸入模擬量的頻率指令，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度連續(xù)調(diào)整。S7-224XP主單元集成有2路模擬量輸入，1路模擬量輸出，有兩個(gè)RS-485通信口。可滿足D/A變換的編程要求（見(jiàn)項(xiàng)目六）。本項(xiàng)目工作任務(wù)僅要求以30Hz的固定頻率驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，只須用固定頻率方式控制變頻器即可。本例中，選用MM420的端子“5”（DIN1）作電機(jī)啟動(dòng)和頻率控制，PLC的信號(hào)表見(jiàn)表4—3,I/O接線原理圖如圖4—3所示。表4-2分揀單元PLC的I/O信號(hào)表輸入信號(hào)輸出信號(hào)序號(hào)PLC輸入點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)來(lái)源序號(hào)PLC輸出點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)輸出目標(biāo)110.0旋轉(zhuǎn)編碼器B相裝置側(cè)1Q0.0電機(jī)啟動(dòng)變頻器210.1旋轉(zhuǎn)編碼器A相2Q0.1310.2旋轉(zhuǎn)編碼器Z相3Q0.2410.3進(jìn)料口工件檢測(cè)4510.4電感式傳感器5Q0.3610.5光纖傳感器16Q0.4710.67%.5810.7推桿1推出到位8Q0.6911.0推桿2推出到位9Q0.7HL1按鈕/指示燈模塊1011.1推桿3推出到位10Q1.0HL21111.2啟動(dòng)按鈕按鈕，指示燈模塊1211.3停止按鈕1311.41411.5單站/全線為了實(shí)現(xiàn)固定頻率輸出，變頻器的參數(shù)應(yīng)如下設(shè)置：?命令源P0700=2（外部I/O）,選擇頻率設(shè)定的信號(hào)源參數(shù)P1000=3（固定頻率）;?DIN1功能參數(shù)P0701=16（直接選擇+ON命令），P1001=30Hz；?斜坡上升時(shí)間參數(shù)P1120設(shè)定為1秒，斜坡下降時(shí)間參數(shù)P1121設(shè)定為0.2秒。（注：由于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率很小，此參數(shù)設(shè)定不會(huì)引起變頻器過(guò)電壓跳閘）GV本制字浸清直接GV本制字浸清直接NX420熹猊司電的國(guó)n示燈果Q鎮(zhèn)軍例度）徜拉■控創(chuàng) 啟/鼻捏制什黃色螺色超色電器配電仃■I￥■鼾1L40D即iQO.2Q0.3￡L404ws輪33L如i7Qi.Oqi1盅LLS7-2DD-224XPCNAC/OCMY3HK010|ID2103.fl10.5IQlA10.7n4ll1Il￡naII.4Il.SML+施轉(zhuǎn)疆西君入口工件檢測(cè)2霓二件工件熊包這肖II??3t停止啟動(dòng)弧劃堂續(xù)外部■洗電靠推桿到位檢測(cè)圖4-3分揀單元PLC的1/0接線原理圖4.3分揀單元的編程要點(diǎn)4.3.1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(guò)STEP7-Micro/WIN編程軟件進(jìn)行引導(dǎo)式編程。不論那一種方法，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S7-224XPAC/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4—4所示。表4-4S7-200PLC的HSC0?HSC5輸入地址和計(jì)數(shù)模式模式中斷描述輸入點(diǎn)HSCO10.010.110.2HSC110.610.711.011.1HSC211.211.311.411.5HSC310.1HSC410.310.410.5HSC510.40而有內(nèi)部方1句控制的單相計(jì)數(shù)徜時(shí)釗?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8增時(shí)鐘減時(shí)鐘復(fù)位啟動(dòng)9A/B相正交計(jì)數(shù)器時(shí)鐘a時(shí)鐘B10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(wú)外部復(fù)位和啟動(dòng)信號(hào)），由表5-11容易確定，所采用的計(jì)數(shù)模式為模式9,選用的計(jì)數(shù)器為HSC0，B相脈沖從I0.0輸入，A相脈沖從I0.1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”的圖4-5子程序HSC_INIT清單子程序。其程序清單如圖4—5所示4.3子程序。其程序清單如圖4—5所示4.3.2旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖當(dāng)量的測(cè)試。;除bit7=1,允許執(zhí)行HS匚“使能”指令外,;其余均為口.;SMD3g—現(xiàn)行計(jì)數(shù)值（2字，連續(xù)4字節(jié)）;SMD42;SMD42—計(jì)數(shù)預(yù)置值（2字，連續(xù)4字節(jié)）;配置氏口為模式9，CV=O,PV=O,增計(jì)數(shù);開(kāi)放中斷;啟動(dòng)計(jì)數(shù)器N）調(diào)用此子程序，即完成高速計(jì)數(shù)根據(jù)傳送帶主動(dòng)軸直徑計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖當(dāng)量，其結(jié)果只是一個(gè)近似值。在分揀單元安裝調(diào)試時(shí)，除了要仔細(xì)調(diào)整盡量減少安裝偏差外，尚須現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試脈沖當(dāng)量值。一種測(cè)試方法的步驟如下：.分揀單元安裝調(diào)試時(shí)，必須仔細(xì)調(diào)整電動(dòng)機(jī)與主動(dòng)軸聯(lián)軸的同心度和傳送皮帶的張緊度。調(diào)節(jié)張緊度的兩個(gè)調(diào)節(jié)螺栓應(yīng)平衡調(diào)節(jié)，避免皮帶運(yùn)行時(shí)跑偏。傳送帶張緊度以電動(dòng)機(jī)在輸入頻率為1Hz時(shí)能順利啟動(dòng)，低于1Hz時(shí)難以啟動(dòng)為宜。測(cè)試時(shí)可把變頻器設(shè)置為在BOP操作板進(jìn)行操作（啟動(dòng)/停止和頻率調(diào)節(jié)）的運(yùn)行模式，即設(shè)定參數(shù)P0700=1（使能BOP操作板上的起動(dòng)/停止按鈕），P1000=1（使能電動(dòng)電位計(jì)的設(shè)定值）。.安裝調(diào)整結(jié)束后，變頻器參數(shù)設(shè)置為：P0700=2（指定命令源為“由端子排輸入”），P0701=16（確定數(shù)字輸入口小1為“直接選擇+ON”命令）P1000=3（頻率設(shè)定值的選擇為固定頻率），P1001=25Hz（DIN1的頻率設(shè)定值）.在PC機(jī)上用STEP7-Micro/WIN編程軟件編寫PLC程序。主程序清單見(jiàn)下圖 圖4-6 脈沖當(dāng)量現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試主程序運(yùn)行PLC程序，并置于監(jiān)控方式。在傳送帶進(jìn)料口中心處放下工件后，按啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)運(yùn)行。工件被傳送到一段較長(zhǎng)的距離后，按下停止按鈕停止運(yùn)行。觀察STEP7-Micro/WIN軟件監(jiān)控界面上VD0的讀數(shù)，將此值填寫到表4—7的“高速計(jì)數(shù)脈沖數(shù)”一欄中。然后在傳送帶上測(cè)量工件移動(dòng)的距離，把測(cè)量值填寫到表中“工件移動(dòng)距離”一欄中；計(jì)算高速計(jì)數(shù)脈沖數(shù)/4的值，填寫到“編碼器脈沖數(shù)”一欄中，則脈沖當(dāng)量〃計(jì)算值二工件移動(dòng)距離/編碼器脈沖數(shù)，填寫到相應(yīng)欄目中。表4-7脈沖當(dāng)量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)容序鏟、工件移動(dòng)距離（測(cè)量值）高速計(jì)數(shù)脈沖數(shù)（測(cè)試值）編碼器脈沖數(shù)（計(jì)算值）脈沖當(dāng)量P（計(jì)算值）第一次357.8556513910.2571第一次358556813920.2571第三次360.5^57713940.2586重新把工件放到進(jìn)料口中心處，按下啟動(dòng)按鈕即進(jìn)行第二次測(cè)試。進(jìn)行三次測(cè)試后，求出脈沖當(dāng)量U平均值為：M=卬1+M2+p3）/3=0.2576。按安裝尺寸重新計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器到各位置應(yīng)發(fā)出的脈沖數(shù)：當(dāng)工件從下料口中心線移至傳感器中心時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出456個(gè)脈沖；移至第一個(gè)推桿中心點(diǎn)時(shí)，發(fā)出650個(gè)脈沖；移至第二個(gè)推桿中心點(diǎn)時(shí)，約發(fā)出1021個(gè)脈沖；移至第三個(gè)推桿中心點(diǎn)時(shí)，約發(fā)出1361個(gè)脈沖。上述數(shù)據(jù)4倍頻后，就是高速計(jì)數(shù)器HC0經(jīng)過(guò)值。在本項(xiàng)工作任務(wù)中，編程高速計(jì)數(shù)器的目的，是根據(jù)HC0當(dāng)前值確定工件位置，與存儲(chǔ)到指定的變量存儲(chǔ)器的特定位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以確定程序的流向。特定位置數(shù)據(jù)是：進(jìn)料口到傳感器位置的脈沖數(shù)為1824,存儲(chǔ)在VD10單元中（雙整數(shù)）；進(jìn)料口到推桿1位置的脈沖數(shù)為2600，存儲(chǔ)在VD14單元中；進(jìn)料口到推桿2位置的脈沖數(shù)為4084,存儲(chǔ)在VD18單元中；進(jìn)料口到推桿3位置的脈沖數(shù)為5444,存儲(chǔ)在VD22單元中。可以使用數(shù)據(jù)塊來(lái)對(duì)上述V存儲(chǔ)器賦值，在STEP7-Micro/WIN界面項(xiàng)目指令樹(shù)中，選擇數(shù)據(jù)塊一用戶定義1；在所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)頁(yè)界面上逐行鍵入丫存儲(chǔ)器起始地址、數(shù)據(jù)值及其注釋（可選），允許用逗號(hào)、制表符或空格作地址和數(shù)據(jù)的分隔符號(hào)。注意：特定位置數(shù)據(jù)均從進(jìn)料口開(kāi)始計(jì)算，因此，每當(dāng)待分揀工件下料到進(jìn)料口，電機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，必須對(duì)HC0的當(dāng)前值（存儲(chǔ)在前口38中）進(jìn)行一次清零操作。4.4分揀單元程序結(jié)構(gòu).分揀單元的主要工作過(guò)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，見(jiàn)附錄。.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4—6所示。②當(dāng)工件經(jīng)過(guò)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(jiàn)圖4—7所示。①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。圖4-8分揀控制子程序初始步梯形圖圖4-9在傳感器位置判別工件屬性的梯形圖4.5變頻器輸出的模擬量控制根據(jù)任務(wù)可知，變頻器的速度由PLC模擬量輸出來(lái)調(diào)節(jié)（0-10V）,啟停由外部端子來(lái)控制。因此在項(xiàng)目五的任務(wù)基礎(chǔ)上，變頻器的參數(shù)要作相應(yīng)得調(diào)整，要調(diào)整的參數(shù)設(shè)置如下表4-10：表4-10變頻器參數(shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)參數(shù)名稱默認(rèn)值設(shè)置值設(shè)置值含義P701數(shù)字輸入1的功能11接通正轉(zhuǎn)/斷開(kāi)停車命令P1000頻率設(shè)定值的選擇22模擬設(shè)定值CPU224XPCN有一路模擬量輸出，信號(hào)格式有電壓和電流兩種。電壓信號(hào)范圍是0--10V，電流信號(hào)是0--20MA，在PLC中對(duì)應(yīng)的數(shù)字量滿量程都是0--32000。如果使用輸出電壓模擬量則接PLC的M、V端，電流模擬量則接M、I端。這里采用電壓信號(hào)，見(jiàn)分揀站原理圖所示。如何把觸摸屏給定的頻率轉(zhuǎn)化為模擬量輸出？變頻器頻率和PLC模擬量輸出電壓成正比關(guān)系，模擬量輸出是數(shù)字量通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換而來(lái)，模擬量和數(shù)字量也成正比關(guān)系，因此頻率和數(shù)字量是成正比關(guān)系，如下圖4-11。由圖可知，只要把觸摸屏給定的頻率X640作為模擬輸出就可。該部分程序參考如下圖4-12所示。

圖4-11頻率和數(shù)字量關(guān)系圖4-12模擬量處理程序5.組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)MCGS組態(tài)軟件概述組態(tài)控制技術(shù)是一種計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，采用組態(tài)技術(shù)構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上除采用工業(yè)PC機(jī)外，系統(tǒng)大量采用各種成熟通用的I/O接口設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，基本不再需要單獨(dú)進(jìn)行具體電路設(shè)計(jì)，這樣提高了工控系統(tǒng)的可靠性。MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem)是一套由北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司開(kāi)發(fā)的基于亞1加0亞5平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運(yùn)行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000等操作系統(tǒng)。MCGS為用戶提供了解決實(shí)際工程問(wèn)題的完整方案和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫(huà)顯示、趨勢(shì)曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。使用MCGS，用戶無(wú)須具備計(jì)算機(jī)編程的知識(shí)，就可以在短時(shí)間內(nèi)輕而易舉地完成一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定，功能全面，維護(hù)量小并且具備專業(yè)水準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作。MCGS具有操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)各種現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成MCGS5.5軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運(yùn)行，并進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。圖5-1MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.5-1ThestructureofMCGSconfigurationsoftwareMCGS組態(tài)軟件(以下簡(jiǎn)稱MCGS)由MCGS組態(tài)環(huán)境”和MCGS運(yùn)行環(huán)境”兩個(gè)系統(tǒng)組成。兩部分互相獨(dú)立，又緊密相關(guān)。

組態(tài)環(huán)境報(bào)警組設(shè)計(jì)報(bào)表 J 連接設(shè)備構(gòu)建動(dòng)畫(huà)I流程控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)多任務(wù)多線程運(yùn)行環(huán)境組態(tài)軟件核心報(bào)警輸出現(xiàn)場(chǎng)控制組態(tài)環(huán)境報(bào)警組設(shè)計(jì)報(bào)表 J 連接設(shè)備構(gòu)建動(dòng)畫(huà)I流程控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)多任務(wù)多線程運(yùn)行環(huán)境組態(tài)軟件核心報(bào)警輸出現(xiàn)場(chǎng)控制動(dòng)畫(huà)顯示報(bào)表打印 ? 設(shè)備輸出實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)圖5-2MCGS組態(tài)軟件組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系Fig.5-2TherelationshipofMCGSconfigurationandrunenvironmentMCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境，由可執(zhí)行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。用戶在MCGS組態(tài)環(huán)境中完成動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫控制流程、編制工程打印報(bào)表等全部組態(tài)工作后，生成擴(kuò)展名為.mcg的工程文件，又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)，其有CGS運(yùn)行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為工程。MCGS運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，由可執(zhí)行程序McgsRun.exe支持，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。在運(yùn)行環(huán)境中完成對(duì)工程的控制工作。MCGS組態(tài)軟件五大組成部分MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。TPC7062Ks人機(jī)界面分揀單元采用了昆侖通態(tài)研發(fā)的人機(jī)界面TPC7062KS。是一款在實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)WindowsCE環(huán)境中運(yùn)行，MCGS嵌入式組態(tài)軟件組態(tài)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用了7英寸高亮度TFT液晶顯示屏（分辨率800X480）,四線電阻式觸摸屏（分辨率4096X4096）,色彩達(dá)64K彩色。CPU主板：ARM結(jié)構(gòu)嵌入式低功耗CPU為核心，主頻400MHz,64M存儲(chǔ)空間。TPC7062KS人機(jī)界面的電源進(jìn)線、各種通訊接口均在其背面進(jìn)行。TPC7062KS觸摸屏與個(gè)人計(jì)算機(jī)的連接在YL-335B上，TPC7062KS觸摸屏是通過(guò)USB2口與個(gè)人計(jì)算機(jī)連接的，連接之前，個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)先安裝MCGS組態(tài)軟件。當(dāng)需要在MCGS組態(tài)軟件上把資料下載到HMI時(shí)，只要在下載配置里，選擇“連接運(yùn)行”，單擊“工程下載”即可進(jìn)行下載。TPC7062KS觸摸屏與S7-200PLC的連接在YL-335B中，觸摸屏通過(guò)COM口直接與輸送站的PLC(PORT1)的編程口連接。所使用的通訊線采用西門子PC-PPI電纜，PC-PPI電纜把RS232轉(zhuǎn)為RS485。PC-PPI電纜9針母頭插在屏側(cè)，9針公頭插在PLC側(cè)。為了實(shí)現(xiàn)正常通訊，除了正確進(jìn)行硬件連接，尚須對(duì)觸摸屏的串行口0屬性進(jìn)行設(shè)置，這將在設(shè)備窗口組態(tài)中實(shí)現(xiàn)，設(shè)置方法將在后面的工作任務(wù)中詳細(xì)說(shuō)明。5.4分揀單元組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)備的工作目標(biāo)、上電和氣源接通后的初始位置，具體的分揀要求，均與原工作任務(wù)相同，啟停操作和工作狀態(tài)指示，不通過(guò)按鈕指示燈盒操作指示，而是在觸摸屏上實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，分揀站的I/O接線原理如圖5-3所示。當(dāng)傳送帶入料口人工放下已裝配的工件時(shí)，變頻器立即啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)以觸摸屏給定的速度，把工件帶往分揀區(qū)。頻率在40—50HZ可調(diào)節(jié)。各料槽工件累計(jì)數(shù)據(jù)在觸摸屏上給以顯示，且數(shù)據(jù)在觸摸屏上可以清零。根據(jù)以上要求完成人機(jī)界面組態(tài)和分揀程序的編寫。I3￥I3￥Vs電.周疆示燈果Q蛆軍鞋度）稠拉?拄創(chuàng) 啟/鼻花幅UV推科1由1縣相CV黃色螺色Hft電制配電仃-O+加VIDIH】⑻(6)KLLUSAC22OV1IV■A+鼾「ngo卯+加VIDIH】⑻(6)KLLUSAC22OV1IV■A+鼾「ngo卯iQO.28月EL4)04ws<X>a3L407Qi.O411宙1LtS7-2DD-224XPCNAC/bCMY3Nm4X01ID2IQ310.410.510.BIO.Tn4工一II2n3|ri.?U.SML+本劑中阻蕭鑫裝IttiiOSB謂斷層DECODERTT

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樽國(guó)電M我轉(zhuǎn)疆碼君An工件檢窩的二件度篇工件旗色惶酒It2?31停止啟劭技死弧劃全續(xù)外部苴海電源推桿當(dāng)位推第圖5-3分揀站原理圖分揀單元人機(jī)界面組態(tài)概況分揀站畫(huà)面效果圖如圖5-4所示。圖5-4分揀站界面畫(huà)面中包含了如下方面的內(nèi)容:狀態(tài)指示：?jiǎn)螜C(jī)/全線、運(yùn)行、停止；切換旋鈕：?jiǎn)螜C(jī)全線切換；按鈕：?jiǎn)?dòng)、停止、清零累計(jì)按鈕；數(shù)據(jù)輸入：變頻器輸入頻率設(shè)置；數(shù)據(jù)輸出顯示：白芯金屬工件累計(jì)、白芯塑料工件累計(jì)、黑色芯體工件累計(jì);矩形框。下面列出了觸摸屏組態(tài)畫(huà)面各元件對(duì)應(yīng)PLC地址，如下表表5-5觸摸屏組態(tài)畫(huà)面各元件對(duì)應(yīng)PLC地址l- n —■,■vr—元件類別名稱輸入地址輸出地址備注位狀態(tài)切換開(kāi)關(guān)單機(jī)/全線切換MO.1MO.1位狀態(tài)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)按鈕M0.2停止按鈕M0.3潔零累計(jì)按鈕M0.4位狀態(tài)指示燈單機(jī)/全線指示燈MO.1MO.1運(yùn)行指示燈M0.0停止指示燈M0.0數(shù)值輸入元件變頻器頻率給定VW1002VW1002最小值40,最大值50數(shù)值輸出元件白芯金屬工件累計(jì)VW70白芯聚料工件累計(jì)VW72想色芯體工件累計(jì)VW745.4.2分揀單元人機(jī)界面組態(tài)步驟和方法.創(chuàng)建工程TPC類型中如果找不到“"TPC7062Ks”的話，則請(qǐng)選擇“TPC7062K”，工程名稱為“335B-分揀站”。2、定義數(shù)據(jù)對(duì)象定義數(shù)據(jù)對(duì)象，所有的數(shù)據(jù)對(duì)象如下表5-6列出數(shù)據(jù)名稱數(shù)據(jù)類型注釋；運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)關(guān)型［單機(jī)全線切換開(kāi)關(guān)型啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)型停止按鈕開(kāi)關(guān)型清零累計(jì)按鈕開(kāi)美型變頻器頻率給定數(shù)值型白芯金屬工件累計(jì)數(shù)值型白芯塑料匚件累計(jì)數(shù)值型黑色芯體匚件累計(jì)數(shù)值型下面以數(shù)據(jù)對(duì)象“運(yùn)行狀態(tài)”為例，介紹定義數(shù)據(jù)對(duì)象的步驟：⑴單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口頁(yè)。⑵單擊“新增對(duì)象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對(duì)象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“Datal"、“Data2"、“Data3”等(多次點(diǎn)擊該按鈕，則可增加多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象)。⑶選中對(duì)象，按“對(duì)象屬性”按鈕，或雙擊選中對(duì)象，則打開(kāi)“數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置”窗口。⑷將對(duì)象名稱改為：運(yùn)行狀態(tài)；對(duì)象類型選擇：開(kāi)關(guān)型；單擊“確認(rèn)”。按照此步驟，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。.定義數(shù)據(jù)對(duì)象根據(jù)前面給出的表，定義數(shù)據(jù)對(duì)象，所有的數(shù)據(jù)對(duì)象如下表5—7列出。表5-7觸摸屏組態(tài)畫(huà)面各元件對(duì)應(yīng)PLC地址數(shù)據(jù)名稱數(shù)據(jù)類型注釋運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)關(guān)型單機(jī)全線切換開(kāi)關(guān)型啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)型停止按鈕開(kāi)關(guān)型清零累計(jì)按鈕開(kāi)關(guān)型變頻器頻率給定數(shù)值型白芯金屬工件累計(jì)數(shù)值型白芯塑料工件累計(jì)數(shù)值型黑色芯體工件累計(jì)數(shù)值型下面以數(shù)據(jù)對(duì)象“運(yùn)行狀態(tài)”為例，介紹定義數(shù)據(jù)對(duì)象的步驟：(1)單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口頁(yè)。(2)單擊“新增對(duì)象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對(duì)象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“Datal"、“Data2"、"Data3”等(多次點(diǎn)擊該按鈕，則可增加多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象)。(3)選中對(duì)象，按“對(duì)象屬性”按鈕，或雙擊選中對(duì)象，則打開(kāi)“數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置”窗口。(4)將對(duì)象名稱改為：運(yùn)行狀態(tài)；對(duì)象類型選擇：開(kāi)關(guān)型；單擊“確認(rèn)”。按照此步驟，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。.設(shè)備連接為了能夠使觸摸屏和PLC通訊連接上，須把定義好的數(shù)據(jù)對(duì)象和PLC內(nèi)部變量進(jìn)行連接，具體操作步驟如下：（1）在“設(shè)備窗口”中雙擊“設(shè)備窗口”圖標(biāo)進(jìn)入。（2）點(diǎn)擊工具條中的“工具箱”圖標(biāo)喏!，打開(kāi)“設(shè)備工具箱”。（3）在可選設(shè)備列表中，雙擊“通用串口父設(shè)備”，然后雙擊“西門子_S7200PPI”在下方出現(xiàn)“通用串口父設(shè)備”，“西門子_S7200PPI”，（4）雙擊“通用串口父設(shè)備”，進(jìn)入通用串口父設(shè)備的基本屬性設(shè)置，見(jiàn)下圖5-8。所示通用串口設(shè)備界面，作如下設(shè)置：a串口端口號(hào)（1?255）設(shè)置為：0-COM1；b通訊波特率設(shè)置為：8-19200；c數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式設(shè)置為：2-偶校驗(yàn)；d其它設(shè)置為默認(rèn)。圖5-8通用串口設(shè)備界面（5）雙擊“西門子_S7200PPI”，進(jìn)入設(shè)備編輯窗口，如下見(jiàn)圖6-8所示。默認(rèn)右窗口自動(dòng)生產(chǎn)通道名稱I000.0—1000.7，可以單擊“刪除全部通道”按鈕給以刪除。(6)接下進(jìn)行變量的連接，這里以“運(yùn)行狀態(tài)”變量進(jìn)行連為例說(shuō)明。單擊“增加設(shè)備通道”按鈕，如圖5-9所示窗口5-9添加設(shè)備通道界面參數(shù)設(shè)置如下：a通道類型：M寄存器；b數(shù)據(jù)類型：通道的第00位；c通道地址：0；d通道個(gè)數(shù)：1；e讀寫方式：只讀。單擊“確認(rèn)”按鈕，完成基本屬性設(shè)置。雙擊“只讀M000.0”通道對(duì)應(yīng)的連接變量，從數(shù)據(jù)中心選擇變量：“運(yùn)行狀態(tài)”。用同樣的方法，增加其它通道，連接變量，完成單擊“確認(rèn)”按鈕。.畫(huà)面和元件的制作(1)新建畫(huà)面以及屬性設(shè)置①在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口0”。選中“窗口0”,單擊“窗口屬性”，進(jìn)入用戶窗口屬性設(shè)置。②將窗口名稱改為：分揀畫(huà)面；窗口標(biāo)題改為：分揀畫(huà)面。③單擊“窗口背景”，在“其它顏色”中選擇所需的顏色。⑵制作文字框圖：以標(biāo)題文字的制作為例說(shuō)明。①單擊工具條中的“工具箱”燙■按鈕，打開(kāi)繪圖工具箱。②選擇“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕內(nèi)，鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字”形，在窗口頂端中心位置拖拽鼠標(biāo)，根據(jù)需要拉出一個(gè)大小適合的矩形。③在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“分揀站界面”，接回車鍵或在窗口任意位置用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下，文字輸入完畢。④選中文字框，作如下設(shè)置：A點(diǎn)擊工具條上的密（填充色）按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：白色；b點(diǎn)擊工具條上的啰（線色）按鈕，設(shè)置文字框的邊線顏色為：沒(méi)有邊線；C點(diǎn)擊工具條上的口（字符字體）按鈕，設(shè)置文字字體為：華文細(xì)黑；字型為:粗體；大小為：二號(hào)；d點(diǎn)擊工具條上的國(guó)（字符顏色）按鈕，將文字顏色設(shè)為：藏青色。⑤其它文字框的屬性設(shè)置如下：a背景顏色：同畫(huà)面背景顏色；b邊線顏色：沒(méi)有邊線；c文字字體為：華文細(xì)黑；字型為：常規(guī)；字體大小為：二號(hào)；⑶制作狀態(tài)指示燈。以“單機(jī)/全線”指示燈為例說(shuō)明：①單擊繪圖工具箱中的（插入元件）圖標(biāo)，彈出對(duì)象元件管理對(duì)話框，選擇指示燈6，按“確認(rèn)”按鈕。雙擊指示燈。②數(shù)據(jù)對(duì)象中，單擊右角的“？”按鈕，從數(shù)據(jù)中心選擇“單機(jī)全線切換”變量。③動(dòng)畫(huà)連接中，單擊“填充顏色”，右邊出現(xiàn)，“歸”按鈕，見(jiàn)圖5-10所示。④單擊“1_1”按鈕。見(jiàn)圖5—11所示。堀性設(shè)置獷麻顯性埴充勘魚(yú)|圖5-11標(biāo)簽動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置界面⑤“屬性設(shè)置”頁(yè)中，填充顏色：白色；⑥“填充顏色”頁(yè)中，分段點(diǎn)0對(duì)應(yīng)顏色：白色；分段點(diǎn)1對(duì)應(yīng)顏色：淺綠色。單擊“確認(rèn)”按鈕完成。⑷制作切換旋鈕單擊繪圖工具箱中的白（插入元件）圖標(biāo)，彈出對(duì)象元件管理對(duì)話框，選擇開(kāi)關(guān)6,按“確認(rèn)”按鈕。雙擊旋鈕，在數(shù)據(jù)對(duì)象頁(yè)的按鈕輸入和可見(jiàn)度連接數(shù)據(jù)對(duì)象“單機(jī)全線切換”。⑸制作按鈕。以啟動(dòng)按鈕為例，給以說(shuō)明：①單擊繪圖工具箱中“二”圖標(biāo)，在窗口中拖出一個(gè)大小合適的按鈕，雙擊按鈕，屬性設(shè)置如下：②“基本屬性”頁(yè)中，無(wú)論是彈起還是按下?tīng)顟B(tài)，文本都設(shè)置為啟動(dòng)按鈕；“彈起功能”屬性為字體設(shè)置宋體，字體大小設(shè)置為五號(hào)，背景顏色設(shè)置為淺綠色；“按下功能”為：字體大小設(shè)置為小五號(hào)，其它同彈起功能。③“操作屬性”頁(yè)中，彈起功能：數(shù)據(jù)對(duì)象操作清0,啟動(dòng)按鈕；按下功能：數(shù)據(jù)對(duì)象操作置1,啟動(dòng)按鈕。④其它默認(rèn)。單擊“確認(rèn)”按鈕完成。⑹數(shù)值輸入框①選中“工具箱”中的“輸入框”.圖標(biāo)，拖動(dòng)鼠標(biāo)，繪制1個(gè)輸入框。②雙擊1輸入框圖標(biāo)，進(jìn)行屬性設(shè)置。只需要設(shè)置操作屬性：數(shù)據(jù)對(duì)象名稱：最高頻率設(shè)置；a使用單位：Hz；b最小值：40；c最大值：50；d小數(shù)點(diǎn)位：0。⑺數(shù)據(jù)顯示,以白色金屬料累計(jì)數(shù)據(jù)顯示為例：①選中“工具箱”中的A圖標(biāo)，拖動(dòng)鼠標(biāo)，繪制1個(gè)顯示框。②雙擊顯示框，出現(xiàn)對(duì)話框，在輸入輸出連接域中，選中“顯示輸出”選項(xiàng)，在組態(tài)屬性設(shè)置窗口中則會(huì)出現(xiàn)“顯示輸出”標(biāo)簽。③單擊“顯示輸出”標(biāo)簽，設(shè)置顯示輸出屬性。參數(shù)設(shè)置如下：a表達(dá)式：白色金屬料累計(jì)；b單位：個(gè)；c輸出值類型：數(shù)值量輸出；d輸出格式：十進(jìn)制；e整數(shù)位數(shù)：0；f小數(shù)位數(shù)：0。④單擊“確認(rèn)”，制作完畢⑻制作矩形框單擊工具箱中的口圖標(biāo)，在窗口的左上方拖出一個(gè)大小適合的矩形，雙擊矩形，出現(xiàn)如圖6-22所示的窗口，屬性設(shè)置如下：a點(diǎn)擊工具條上的密（填充色）按鈕，設(shè)置矩形框的背景顏色為：沒(méi)有填充；b點(diǎn)擊工具條上的啰（線色）按鈕，設(shè)置矩形框的邊線顏色為：白色；c其它默認(rèn)。單擊“確認(rèn)”按鈕完成。5.工程的下載總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)大學(xué)生總結(jié)自己在大學(xué)的三年里究竟學(xué)到了些什么的最好的辦法，用心把它做好是每一個(gè)即將畢業(yè)的大學(xué)生的責(zé)任，也是對(duì)自己的能力與水平的一個(gè)挑戰(zhàn)。同時(shí)也為自己的大學(xué)生活畫(huà)上一個(gè)圓滿的句號(hào)。因此我必須用心的把它做的盡可能的完好。畢竟，它和平時(shí)的課程設(shè)計(jì)不一樣。歷時(shí)近一個(gè)半月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，雖說(shuō)時(shí)間并不是很長(zhǎng)，但也就是在這極短的時(shí)間內(nèi)，我在PLC方面有了一個(gè)很大的提高，學(xué)到了很多東西。本系統(tǒng)是在