PLC技术应用项目说明书
产品自动分拣计数控制系统的设计
学 院 机械工程学院 专 业 机械电子工程 班 级 2012级机电1班 学生姓名 李 钊 指导老师 王 蕊
2015 年 10 月 30 日
课 程 设 计 任 务 书
兹发给 2012级机电1 班学生 李钊 课程设计任务书，内容如下：
1． 设计题目： 产品自动分拣计数控制系统的设计 2． 应完成的项目：
（1）选题的背景和意义； （2）明确设计任务，拟定总体设计方案（有机械结构的要进行结构设计，三维软件建模）； （3）硬件设计，传感器、PLC（和电机）选型，设计信号采集、转换电路，画出PLC端口分配图、接线控制端子连接图； （4）软件设计，编写控制程序流程图（或重要程序），设计人机界面； （5）课程设计说明书1份。
3． 参考资料以及说明：
（1）金发庆.传感器技术与应用（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2004 （2）钟肇新.可编程控制器原理及应用[M].广州：华南理工大学出版社，2003 （3）常晓玲.电气控制系统与可编程控制器[M].北京：机械工业出版社，2004 （4）盖超会，阳胜峰.三菱PLC与变频器、触摸屏综合培训教程[M].北京：中国电力出版社，2011 （5）濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2013 4． 本设计任务书于2015年10月12日发出，应于2015年10月30日前完成，然后进行答辩。
指导教师 签发 2015 年 10 月 30 日
课程设计评语：
课程设计总成绩：
指导老师签字：
年 月 日
目录
摘 要 .................................................... I 第一章 绪论 ............................................ 1 1.1分拣系统背景 ....................................... 1 1.1.1分拣系统的发展前景 ............................ 1 1.1.2国内外分拣系统的对比 .......................... 2 1.2 研究分拣系统的意义 ................................ 3 1.3分拣系统的工作过程概述 ............................. 4 1.3.1 分拣系统结构图 ............................... 4 1.3.2 分拣系统的控制要求 ........................... 4 第二章 分拣系统的硬件设计 ................................ 6 2.1 PLC及其组件的选型及控制原理 ....................... 6 2.1.1 PLC的型号选择 ................................ 6 2.1.2 I/O模块的选型 ................................ 7 2.2 传感器的选择 ...................................... 9 2.2.1传感器的简介 .................................. 9 2.2.2传感器的选择 ................................. 10 2.3 驱动部分的分析与选择 ............................. 12 2.4 系统执行机构的分析与选择 ......................... 13 2.5 硬件设计及实际模型的建立 ......................... 15 2.6 其他元器件及其选择 ............................... 16 2.7 I/O接口的选择及PLC的接线 ........................ 17 第三章 物料分拣系统软件设计 ............................. 21 3.1 可编程控制器（PLC）的简介 ........................ 21 3.2分拣系统的控制要求及其流程图 ...................... 25 3.3软件设计及编程 .................................... 27 第四章 控制系统的安装接线及运行调试 ...................... 28 4.1 硬件调试 ......................................... 28 4.2 软件调试 ......................................... 28 4.3 整体调试 ......................................... 29 第五章 结论与展望 ....................................... 30 附录 .................................................... 32
摘 要
分拣控制系统在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。是工业控制及现代物流系统的重要组成部分，实现物料同时进行多口多层连续的分拣。在社会各行业如：物流配送中心、邮局、仓库等行业得到广泛应用。
本文在对熟悉了自动及分拣系统的原理的基础上，根据一定的分拣要求，采用了整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化，设计了一个物料传送及分拣系统。此系统以PLC为主控制器，结合传感器技术，气动装置和位置控制等技术，并运用梯形图编程，实现对铁质、铝质和不同颜色的材料的自动分拣。具有自动化程度高、容易控制、运行稳定、分拣精度高的特点，对不同的分拣对象，稍加修改本系统即可实现要求。
关键词：可编程控制器（PLC），传感器，气动控制，物料分
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第一章 绪论
1.1分拣系统背景
自动分拣系统(Automatic sorting system)在配送中心处于十分必要的地位。具有非常高的效率，一般来说每小时所分拣商品的数量达6000-12000箱不等，可以说，自动分拣作为能够提高物流分配、发送效率重要因素之一。也是二战后在许多国家例如日本等国家物流中心所广泛使用的一种自动分拣系统，目前，该系统已广泛的应用于发达国家的大中型物流中心。
关于自动分拣系统的作业流程的描述如下：物流中心吸收供应商送来的各种商品，并且在最短时间内这把上述商品卸下,然后根据商品的种类、供应商和发送地点来准确分类，并将上述商品送到指定目的地，同时，如果供应商通知物流中心按自己所要求的配送指示发送货物时，分拣系统能够在最短的时间内，从高层货存架存储系统中准确的找到要出库的商品及其所在位置，并按所需要求出库。从不同储位上取出的不同数量的商品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送。
1.1.1分拣系统的发展前景
最初的分拣系统是完全基于人力的作业系统, 通过人工搜索、承运货物完成货物的提取。在这个系统中,书面文档生产和发现,如手动处理浪费了巨大的人力资源,效率很低,显然不能满足现代物流的速度、精度要求高的特点。
随着科学技术的飞速发展,分拣系统开始运用各种各样的自动化设备,计算机控制技术和信息技术成为信息传递和处理的重要手段。虽然在大部分分拣系统中有些作业环节到目前为止需要有人工的参与,但作业强度越来越小。完全由机械完成分拣作业的自动分拣系统也与之而生。机械化、自动化、智能化成为现代分拣系统的主要特点与发展趋势。
现代物流配送中,高科技的应用为作业效率和质量的提高提供了坚实的技术保证。现代化的分拣系统逐渐成为物流机械化系统、信息系统以及管理组织系统的有机组合。物流机械化系统主要是各种物流设备的有效组合和配置,信息系统是分拣信息和控制信息等流动的载体,管理组织系统负责设备、人员的调度,控制系
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统总体的运作模式。计算机控制技术、信息技术以及物流自动化机械成为现代分拣系统的重要组成部分。
1.1.2国内外分拣系统的对比
应用现状及趋势
纵观国内外分拣系统的应用情况可以发现,国外的物流配送中心倾向于采用自动化程度很高的分拣系统。而在我国,由于物流业起步晚,分拣系统中人工作业的比例也较高。
国外自动分拣系统的广泛使用
以美国、日本及欧洲为代表的发达国家,在分拣系统的应用上体现出自动化程度越来越高的特点。代表美国、日本和欧洲发达国家的应用分类系统反映的特点,自动化程度越来越高。自动分拣系统已成为发达国家大中型物流中心、配送中心或一个配送中心是不可或缺的一部分。
自动分拣系统是二战后在美国,日本和其他国家的一个广泛应用于大中型物流中心分拣系统,参照邮局排序字母自动化经验配置。一般包括控制装置、分类装置、传动装置和分拣道口,它们通过计算机网络联结在一起,配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个完整的分拣系统。其主要特点为: 能连续、大量的来给货物分类,分类错误率极低,基本实现无人操作排序。自动分拣系统中人员的使用仅局限于进货时的接货、系统的控制、系统的经营、管理与维护等,这恰好达到了国外企业的下列要求：减少人员使用、减轻员工劳动强度、提高人员使用效率，所以受到了他们的广泛重视。
就国外进行配送业务的行业或企业来说,自动拣选系统已广泛应用在医药制造业和其他行业,比如日本,资生堂,如大木有限公司。自动排序作为关键设备在自动分拣系统,因为它可以达到每小时5000 - 5000例排序的效率,也广泛用于日本和欧洲,日本,连锁经营企业(如西友、高岛屋等)和众议院JiBian(大和,佐川等等)是广泛使用的自动分选机;在日本唱片中心,CD及录像带的新出版品也利用高端的机器人自动分拣机拣货。
目前常用自动分拣系统
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世界知名的自动化物流系统集成商德国德马泰克开发的自动分拣系统及相关系统；范德兰德；丹麦的克瑞斯普兰（德国伯曼机械）的全自动分拣系统；深圳市天和双力物流自动化设备有限公司的自动分拣系统；康大基业电子标签拣货系统；上海邮政通用技术设备公司的交叉带式分拣机控制系统；壹比多系列电子分拣系统等等。
1.2 研究分拣系统的意义
1、可以连续的,大批量的货物进行分类。由于使用自动用于大规模生产流水线、自动分拣系统不受气候、时间、身体条件的限制,如可以连续运行,同时由于数量的自动分拣系统单位时间排序,排序能力排序系统自动人工分拣系统能够连续运行100小时以上,每小时7000件包装商品,分类,比如使用人工分拣150件/小时左右,同时分拣工人无法工作8小时连续在这种劳动强度。
2、 分类错误率极低。自动分类系统的分类误差的大小主要取决于准确的信息输入订单,反过来取决于分类信息输入系统,如果使用手动键盘输入或语音识别方法,出错率超过3%,如使用条码扫描输入,除非条码印刷本身有错误,或者你不会出错。因此,目前自动分拣系统主要使用条形码技术来识别商品。3、基本实现无人整理活动的外国自动分拣系统的目的之一是为了减少人员的使用,降低了工人的劳动强度,提高使用效率的员工,因此自动分拣系统能减少人员,使用基本是无人驾驶的。整理活动本身并不需要使用人员,人员使用限于以下工作:
（1）、送货车辆到达结束自动分拣线进货,由工人来提货。 （2）、通过人工控制操作系统的分类。
（3）、排序,通过人工整理排在最后的负载、装载货物。 （4）、自动分拣系统,管理和维护业务。
如美国一家公司配送中心占地面积约100000平方米,每天近400000项排序,仅使用400名左右员工，这其中部分人员都在从事上述（1）、（3）、（4）项工作，自动分拣线作到了无人化作业
对于分拣系统应用前景，主要着眼于分拣系统的可靠性，优越性，应用领域
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的适用性以及系统的经济效益、成本等方而来考虑。
但是自动分拣系统对商品外包装要求也很高，自动分拣系统只适合于平坦和刚性包装底部的规则排序货物。包装商品,柔软而不均匀的底部的包装,包装,容易变形,容易损坏,长、苗条、超重、超高、不能推翻的商品不能用正常的自动分类机进行排序,所以为了使大部分的货物已经完成了机械自动排序,可以采取两种措施:一是促进标准化的包装,使大部分的商品包装是符合国家标准的统一;二是基于排序的大部分商品的包装功能定制特定的分类机。但是让所有供应商货物符合国家包装是非常困难的,自定义特性分类机,使硬件成本的上升,和它的普遍性是更糟更特殊。所以公司应该根据操作和货物的包装决定建立或建立什么样的自动分拣系统[1]。
1.3分拣系统的工作过程概述
1.3.1 分拣系统结构图
指示灯L1指示灯L2传感器气缸物料电机M铁质铝质红色其他传送带滑槽
图1-1 材料分拣系统的示意图
1.3.2 分拣系统的控制要求
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本课题是基于区分材料材质的不同而设计的材料分拣系统，主要是实现对铁质、铝质和不同颜色的材料的自动分拣，具体控制过程为：
（1）接通电源，按下启动开关SB1，系统进入启动状态，指示灯绿灯L2亮。 （2）系统启动后，下料传感器SQ1(光电传感装置)检测到料槽无材料或各气缸未复位时，传送带须继续运行一个行程10S后自动停机,指示灯红灯L1亮。
（3）系统启动后，下料传感器(光电传感装置)检测到料槽有材料，出料气缸每隔2S动作一次，动作时间维持为1S，将待测材料推到传送带上，待测物体开始在传送带上运行，并对其进行计数。
（4）当电感传感器SA检测到铁质材料时，且其对应的接近开关SQ2感应到材料接近，铁出料气缸将待测物体推下，并对其进行计数。
（5）当电容检测传感器SB检测到材料为铝质时，且其对应的接近开关SQ3感应到材料接近，铝出料气缸动作将被检测到的材料推下，并对其进行计数。
（6）当颜色检测传感器SC检测到材料为红色时，且其对应的接近开关SQ4感应到材料接近，红色出料气缸动作将待测物体推下，并对其进行计数。
（7）剩余材料在传送带上继续传送，当最后滑槽对应的接近开关感应到材料接近，其出料气缸动作将被检测到的材料推下，并对其进行计数。
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第二章 分拣系统的硬件设计
2.1 PLC及其组件的选型及控制原理
2.1.1 PLC的型号选择
对PLC型号选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比，选择时应考虑以下几点。
（1）PLC的硬件功能
开关量控制的基本功能是PLC的开关量控制系统,主要需要考虑是否最大数量的开关PLC的I / O点可以满足系统要求。
一些系统有特殊要求对PLC的功能,如通信、网络、PID闭环控制,响应速度快,高速计数和运动控制、模块化PLC应该考虑是否有相应的特殊功能模块。一些积分PLC集成有高速计数器,高速脉冲输出,模拟电位器来调整,和脉冲捕获、实时时钟和中断功能。对模拟输入/输出系统、PLC需要考虑最大的模拟I / O是否可以满足要求,模块的分辨率和转换时间，以及平均每点的价格。
本系统不需要跨范围使用PLC对某些功能或信号也没有特殊的速度要求，不需要选用具有高速I/O理功能的PLC。
（2）PLC指令系统的功能
对于小型单台仅需要开关量控制的设备，一般的小型PLC便可以满足要求。如果系统要求PLC完成某些特殊的功能，应考虑PLC指令系统是否有相应的指令来支持。
此系统只需用开关量控制，选用一般小型PLC即可 （3）PLC物理结构的选择
根据物理结构，可以将PLC分为整体式和模块式，集成PLC每个I / O点的平均价格是便宜的,一般采用PLC模块类型,在小控制系统。但方便灵活、模块化PLC功能扩展I / O点,如比率多少输出,输入点和点,和类型的I / O模块块,特殊的I / O模块的使用选择的是更大的比积分PLC,判断故障范围改变了在维护模块,也很方便,因此更复杂,要求更高的一般选择模块化PLC系统。考虑此系统控制比较简单，应用于小批量的生产线故此选择整体试PLC的结构形式较为合适。
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（4）确定输入/输出（I/O）点数
应该确定哪些信号需要输入给PLC，哪些负载由PLC驱动，是开关量还是模拟量，是直流量还是交流量，以及电压的等级；是否有特殊要求，例如快速响应等，并建立相应的表格。如果系统不同部分相互距离很远，可以考虑使用远程I/O。
根据系统中的控制要求PLC点数：实际输入点15点，实际输出点8点， 4）输入信号的类型及电压等级
开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流／直流输入三种种类。选择时主要根据输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时间较短，也可以直接和接近开关、光电开关和其他电子输入设备连接;交流输入模块可靠性好,适合油雾、灰尘的条件下使用。
开关量输入模块的输入信号和电压等级有:直流5 V、12 V、24 V,48 V,60 V等;交流,110 V,220 V,等等。在选择时应根据输入装置和输入模块之间的距离来考虑。一般5 V、12 V、24V近距离传输的场合,例如5 v的输入模块最远不得超过10米。远高模块应选用输入电压水平[2]。
本系统传输距离较近可选择24Ｖ直流输入。
2.1.2 I/O模块的选型
PLC的型号选好后，根据I/O表和可以供选择的I/O模块的类型，确定I/O模块的型号和块数。选择I/O模块时，I/O点数一般应留有一定的余量，以备今后系统改进或者扩充时使用。
（1）开关量输入模块的选择
开关量输入模块的输入电压为AC220V DC24V可一般。直流输入电路延迟时间较短,可以直接和接近开关、光电开关和其他电子输入设备连接。交流输入模式适合于Zaiyou油雾、灰尘的条件下使用,在这些条件下交流输入触点的接触较为可靠。
1）输入接线方式
开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式。
汇点式的开关量输入模块和所有输入点共享一个公共端(COM);和数据包类型
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开关输入模块输入点分成几组,每组(几个输入点)有公共边,团体之间是分开的。分组的开关输入模块和一个结点更高的价格,如果你不需要单独的输入信号之间,一般选择转运站。所以本系统考虑价格便宜问题，且输入信号之间不需要分隔，选用汇点式较合适。
2）输入门槛电平
为了提高系统的可靠性,必须考虑输入的大小阈值水平。阈值水平越高,抗干扰能力强,传输距离越远,具体可以参考指令PLC。
（2）开关量输出模块的选择
开关输出模块是低电压转换为驱动在PLC外部开关信号输出装置,实现PLC信号内部和外部电气隔离。在选择时应该考虑以下几个方面:
继电器型输出模块的工作电压范围广，触点的导通压降小，承受瞬时过电压和瞬时过电流的能力较强，但是速度动作较慢，触点寿命（动作次数）有一定的限制。如果系统的输出信号变化不是很频繁，建议优先选用继电器型的。
输出方式
开关输出模块有继电器输出,晶闸管输出和晶体管输出三种方式。
继电器输出是便宜的,可以用来驱动交流负载,可用于直流负载,电压应用到广泛的大小、传导电压降小,同时有更好的能力去承受暂态过电压和过电流,它属于接触单元,缓慢的速度(驱动电感负载,接触行动频率必须小于1 hz),短寿命和可靠性较差,只适合于频繁的开启和关闭。
对于经常打开和关闭负载,应选择晶闸管输出或输出晶体管,他们属于非接触式组件。但晶闸管输出只能用于交流负载,和晶体管输出只能用于直流负载。本系统为中小型生产线自动控制系统，需要考虑价格相对要便宜，而本系统对动作速度要求不高，所以选择继电器输出作为输出方式。
2）输出接线方式
开关输出模块主要包括数据包类型,和单独的两个连接的方式。
输出分组类型是几个点作为一个群体,一个组织有一个公众方面,两组之间是分开的,外部输出设备可以用来驱动不同的力,是输出为每个输出点有公共边,孤
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立的输出点。选择时主要取决于类型的PLC输出设备的电源和电压等级和多少。一般分两个包类型的PLC输出和输出。系统输出选项包类型。
3）驱动能力
输出电流的开关输出模块(驱动)必须大于额定电流的PLC外部输出设备。用户应根据实际的输出设备的电流大小来选择输出模块输出电流。如果实际的输出设备较大,当前输出模块不能直接驱动,可以增加放大在中间。
综合对比三菱FX系列（包括FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N等）、西门子系列、OMRON系列中I/O点数为32点各型号的PLC的价格、性能、实用场合等各方面，本系统可选择PLC型号为：FX2N—32MR，合计总数32点—16点输入，DC24V，16点继电器输出；尺寸（mm）：220×87×90，其性能、价格都优于其他PLC。
FX2N系列是FX系列PLC家族中最先进的系列，它能最大范围地包容了标准特点，程式执行更快，全面补充通讯功能，适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为工厂自动化控制应用提供最大的灵活性和控制能力。
2.2 传感器的选择
2.2.1传感器的简介
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“可以把具体的测量信息(如物理、化学的内容,生物质等)转换为信号设备可根据一定的规则或设备。传感器是一种完整的检测设备(或系统),可以感觉测量信息,并可以检测感觉信息,按一定规律改变成为电信号输出,或其他形式的信息需要满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求[3]。是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器生物体感官的工程模拟量；反之，感觉,可以被视为一种自然的生物传感器。
所谓的“可用信号”,是指促进运输,方便处理信号。目前,电子信号最符合要求的运输方便,易于加工。因此,也可以把传感器是狭隘的定义为:外面的世界非电量信息转化为电信号输出设备或装置。
传感器一般由变换元件、敏感元件和其他辅助元件组成。随着传感器集成技术的发展，把传感器的信号调理与转换电路安装在传感器的壳体内或者与敏感元
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件集成在同一芯片上将会是未来的发展趋势。因此，信号调理电路以及所需辅助电源都应作为传感器组成的一部分，如图2所示
辅助电源被测量敏感元件非电量变换元件电参量信号调理与转换电路电量
图2-1 传感器的组成示意图
敏感元件——是用来感受被测量，输出与被测量成确定关系的其他量的元件，例如波纹管和膜片，可以把被测压力变成位移量。若敏感元件能直接输出电量（如热电偶），就兼为传感元件。另外还有一些新型传感器，如压阻式和谐振式压力传感器等，其敏感元件和传感器是一体的。
变换元件——又称传感元件，是传感器的重要组成元件。直接感受被测量（一般为非电量）且输出与被测量成确定关系的电量，如热敏电阻和热电偶。传感元件也可以间接感受被测量，只感受与被测量成确定关系的其他非电量。一般情况下使用的都是这种传感元件。
信号调理与转换电路——把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用信号的电路。信号调理与转换电路根据传感元件类型的不同有很多种类，常用的电路有放大器、电桥、阻抗变换器和振动器等。
传感器根据使用要求的不同，可以做的很简单，也可以做的很复杂；可以使带反馈的闭环系统，也可以是不带反馈的开环系统。因此，传感器的组成将依不同的情况而有所差异[4]。
2.2.2传感器的选择
传感器是将被检测对象的各种物理变化量变为电信号的一种变换器。主要用于检测系统本身与作业对象、作业环境的状态，为有效地控制系统的动作提供信
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息。
根据本论文设计的要求，经分析可知：需要对位置检测装置、视觉传感器进行选用。位置检测装置用来检测气缸动作是否到位，视觉传感器是用来完成对不同物料的识别。
（1）位置检测装置
在本设计中，应有相应的位置检测装置检测当气缸执行动作时是否到位。常用的位置检测装置是行程开关。行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器、。动作时，由挡块与行程开关的滚轮碰撞，使触头接通或断开，用来控制运动部件的运动方向、行程大小及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。行程开关的品种规格很多，有机械式和电子式两种。按其操作结构可分为直动、滚轮直动、杠杆单、双轮等。选用行程开关时，应结合不同使用场合，满足各方面的要求等来进行选择。
在本设计中采用直线接触式磁感应开关检测气缸回位动作是否到位，当运动到指定位置时，碰到行程开关，终结上一个动作，准备执行下一个动作。
（2）视觉传感器
视觉传感器的作用就是最大程度模仿人的眼睛，能够对不同的物体进行识别，本系统采用材质传感器和颜色传感器，对物料进行分拣。
电容传感器也属于具有开关量输出的位置传感器，是一个具有可变参数的电容量。多数场合下，电容由两个金属平行极板组成的，并且以空气为介质。是一个接近开关。电容传感器的测量头构成电容器的一个板,另一个是板待测物的本身。当对象移动到接近开关、接近开关的对象和介电常数的变化,和测量头相连的电路状态也相应地改变。因此,可以控制开关是开启和关闭。在本设计里面电容传感器用于检测铝质材料。
电感式传感器属于有开关量输出的位置传感器，是利用电磁感应原理，将被测的物理量如位移、压力、流量、振动等转换成线圈的自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出，实现由非电量到电量转
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换的装置。用来检测金属物体。它由LC高频振荡器和放大电路,使用金属物体可以产生电磁振荡诱导在接近头部,使对象在涡。涡流产生的反应在接近开关,接近开关振荡容量衰减、内部参数变化的电路。总之,电感式传感器可以找出存在的金属物体接近,和控制开关打开或关闭。在这种设计使用设备来检测铁材料[5]。
根据不同物料有不同的颜色，可以对同一种颜色的物料进行拣出。颜色传感器也属于具有开关量输出的位置传感器。它是在Si等多数光电二极管之前，分别放置R（红）、G（绿）、B（蓝）三种颜色的彩色滤光器，通过处理各自的输出信号并识别彩色的方法。材料分拣系统采用颜色传感器主要是用来识别红色与绿色的材料。
目前，用于颜色识别传感器有两种基本类型:(1)颜色代码传感器,它使用一个白炽光源或单色LED光源;(2)RGB(红、绿、蓝)颜色传感器,检测对象的反射比的三个主要的颜色,以便识别物体色。许多这样的设备被温暖的反射式、梁式、纤维类型、包装在各种金属和聚碳酸酯住房,典型的输出是:NPN型和PNP型、继电器。
为了便于PCL控制程序的编写，综合公司企业的经济效益及其各种情况，在本设计中，选择RGB颜色传感器作为识别物料颜色的装置，继电器输出方式，使得PLC控制系统简单化，控制系统更容易实现[4~6] 。
2.3 驱动部分的分析与选择
系统的驱动系统是驱动执行机构运动的传动装置，其驱动系统根据动力源的不同，分为气压、液压、电气、机械、气液联合和电液联合等多种方式。目前主要采用的有气压、液压、电气这三种驱动方式。
气压驱动，价格低廉、结构简单、功率体积比高、无污染及抗干扰性强、在工业机械手中应用较多。另一方面，气动技术作为一种“廉价的自动化技术”,由于不断提高性能的组件,降低生产成本,广泛应用于现代工业生产领域。在现代设备和自动化生产线,几乎所有配备气动系统。气动机械手技术已经成为能够满足许多行业生产实践要求的一种重要使用工具。
液压驱动，功率重量比大，可实现频繁平稳的变速和换向，容易实现过载保护，可自行润滑，使用寿命长。但也存在其油液容易泄露污染环境，需要配备油
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源，成本较高，工作噪声较大。
电气驱动，控制精度高，驱动力较大，响应快，信号检测、传递、处理方便。但是由于电气驱动方式价格昂贵，限制了电气驱动在一些场合的应用。因此，人们寻求其他一些经济适用的驱动方式。
表2-1给出了各种控制方式的比较：
表2-1 各种控制方式的比较
项目 系统结构 安装自由度 输出力 定位精度 动作速度 响应速度 清洁度 稍大 一般 大 慢 清洁 大 一般 稍大 快 可能会产生污染 维护 简单 相对于气动来说复杂 价格 技术要求 控制自由度 危险性 几乎没有问题 注意着火 一般没有问题 没有特殊问题 一般 较低 大 稍高 较高 大 使用专门技术 高 最高 中 一般 较低 小 简单 小 很高 大 快 清洁 不太大 高 小 中 较清洁 气压传动 简单 大 液压传动 复杂 大 电气传动 复杂 中 机械传送 较复杂 小 通过以上三种驱动方式的比较以及对本设计的参考选用气动驱动的方式，不仅能够满足了本设计的要求，而且节约了成本[7~9] 。
2.4 系统执行机构的分析与选择
机械手的执行结构是机械手赖以实现各种运动的实体。执行机构的布局类型直接影响到机械手的工作性能。在气压传动系统中，组成气动回路是为了驱动用
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于各种不同目的机械装置，其最重要的三个控制内容是：力的大小、运动的方向和运动的速度。与生产装置相连接的各种类型的气缸，靠压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀分别实现对三个内容的控制，利用它们组成了各种气动控制回路。现在各种控制系统中用于分拣物料的执行机构主要有以下几种：
（1）机械手夹持式
夹持式手部的结构与人手类似，是工业机械广泛应用的一种手部形式。它主要由手指、传动机构、驱动机构组成。其又可分为内撑式、外夹式和内外夹持式，区别在于夹持工件的部位不同，手爪动作方向相反。夹持式手部设计时应注意以下事项：①手指应有一定的开闭范围；②手指应具有适当的夹紧力；③要保证工件在手指内的定位精度；④结构紧凑，重量轻，效率高；⑤通用性和可换性。[10]
（2）气吸式
气吸式手部又称为真空吸盘式手部，它是通过吸盘内产生真空或负压，利用压差而将工件吸附，是工业机械手常用的一种吸持工件的装置。它由吸盘、吸盘架及进排气系统组成，具有结构简单、质量轻、不易损伤工件、使用方便可靠等优点；但要求工件上与吸盘接触的部位光滑平整、清洁、被吸附工件材质致密，没有透气空隙。主要适应于板材、薄壁零件、陶瓷搪瓷制品、玻璃制品、纸张及塑料等表面光滑工件的抓取。
气吸式又可分为：负压吸盘：真空式、喷气式、自挤式空气吸盘；磁力吸盘：永磁吸盘、电磁吸盘。真空式吸附型它是利用真空泵抽出吸附头的空气而形成真空，故称真空式。喷气式吸附的工作原理是当压缩空气高速进入喷嘴时，由于管路的开始段截面积是逐渐收缩的，所以气流速度逐渐增大，在吸气口处形成负压。吸附头与吸气口连同，故形成真空，以吸住工件。自挤式空气吸盘是将软质吸盘按压在工件的表面，挤出吸盘内的空气、从而造成真空、吸住工件。磁吸式手是利用工件的导磁性，利用永久磁铁或电磁铁通电后产生的磁力来吸附材料工件。
3）气缸式
气缸输出直线往复式气缸是气动执行元件之一。目前最常选用的是标准气缸，其结构和参数都已系列化、标准化、通用化。水平伸缩气缸选用单活塞杆双作用
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气缸。单活塞杆双作用气缸一般由缸筒、前后缸盖、活塞、活塞杆、密封件和紧固件等组成。其工作原理：对于前伸/回缩气缸，当左侧无杆腔进气，右侧有杆腔排气时活塞杆前伸，反之，活塞杆回缩；对于上升/下降气缸，当上侧无杆腔进气，下侧有杆腔排气时，活塞杆下降，反之活塞杆上升。
当气缸动作时动作限位开关断开，气缸快速弹出，此时先导式电磁阀复位，当气压太大时而气缸没有复位时气缸复位限位开关感应动作从而关闭先导式电磁阀从而起到保护气缸的作用。气缸式的执行机构动作比较稳定，易于维修，控制过程简单，所以该材料分拣系统执行机构选择气缸推动式[11]
2.5 硬件设计及实际模型的建立
物料分拣系统的PLC控制用于对相关材料的自动化分拣，其硬件结构框图如图3所示。
下料传感器 A/D 转换 可电机及下料气缸 编气缸1 气缸控气缸2 压缩制气缸3 器 接近开关 PLC 气缸4 机 电感传感器 程电容传感器 颜色传感器
图2-2 系统的硬件结构框图
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根据材料分拣系统的结构框图，可得出其结构示意图如图4所示。按下启动按钮后，电动机M运行，绿灯L2亮，传送带运转，表示可以进物料。材料经传感器对其进行识别，检测其分别为铁质、铝质、红色，其相对应的气缸进行动作，将材料推入滑槽内，若不是上述的几种材料，则最后剩余的气缸动作，将其推入滑槽内，以完成对其的分拣。
指示灯L1指示灯L2传感器气缸物料电机M铁质铝质红色其他传送带滑槽
图2-3 材料分拣系统的示意图
2.6 其他元器件及其选择
料槽是材料手动入库而自动出库的装置，它底部有一个光电传感器。在使用时先人为地在料槽中放入材料，当光电传感器检测到料块时，系统开始运行。当系统运行时，传送带启动，出料气缸将料库内底层材料推入传送带。传送带是由单向感应电机驱动的皮带式输送装置。
控制按钮是一种短时接通或断开小电流电路的电器。它不直接控制主电路的通断，而在控制电路中发出“指令”去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路。
常见的控制按钮有LA系列和LAY1系列。LA系列按钮的额定电压为交流500V、额定电流为5A；LAY1系列按钮的额定电压为交流380V、直流220V，额定电流为5A。按钮帽有红、绿、黄、白等颜色，一般红色用作停止按钮，绿色用作启动按
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钮。
待机控制按钮SB1和停机控制按钮SB2选择LAY1系列控制按钮，电压220V，电流5A。其中待机控制按钮为绿色，停机控制按钮为红色。
调压阀、空气过滤器与气压指示仪表集中于一个模块上，它们接收来自气源的气压并传送到下面的5个气阀中。调节调压阀降压，使其输出压力与每台气动设备和装置所需要的压力一致，并保持该压力的稳定。空气过滤器作用是滤除压缩空气中的水分、油滴以及杂质微粒等危害，以达到系统要求的净化程度。油雾器是一种特殊的注油装置，以压缩空气为动力，将润滑油喷成雾状并混合于压缩空气中，并随空气进入需要润滑的部件，达到润滑的目的，使压缩空气具有润滑气动元件的能力。
在自动分选部分中，先导式电磁换向阀由传感器、气缸及导料轨道组成。当传感器检测到相应料块时，对应的先导式电磁换向阀动作驱动气缸动作将其推人应去的滑道。
导料轨道主要作用是当气缸推出材料时导出材料。所使用的执行机构为单向感应电动机，用于带动传输带输送物料前行。内置电源将220交流电转换成24伏的直流电供给各个传感器与气阀以及转接板上的各个指示灯，同时也为单向感应电动机提供稳定的220伏电压。
控制器采用三菱FX2N---32MR型PLC。它接受料槽光电传感器、各材料传感器、先导式电磁换向阀、感应电动机、气缸位置传感器的信号，根据要求分别控制输送带电机和各电磁阀动作。
电机作为执行机构用于带动传输带输送材料进行分拣，本系统中电机需减速运行，选用一般的带式电机即可。
本设计中共设置了三个检测材料的传感器，同时预留了一个空余的气阀与气缸用来添加其它的传感器。用户可以根据自己的需求选择相应的传感器安装即可。 2.7 I/O接口的选择及PLC的接线
结合系统进行PLC的输入/输出点分配及系统控制接线和变频参数的设定。根据材料分拣系统的工作过程由可知，系统的控制有输入信号15个，均为开关量。
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输出信号有8个，其中一个控制电动机，两个控制指示灯，剩下的控制气阀，也都是开关量。
如表2-2给出系统中主要的元器件清单：
表2-2 主要元器件清单
序号 1 2 3 4 名称 PLC 静音空气压缩机 气阀 气缸 型号 FX2N-32MR FB-0.048/7 SVK0120 SCDJB10-45S 数量 1 1 5 5 备注 品牌或 公司 5 磁感应开关 D-C73 5 6 7 接近开关 CAT2-12GM E3R-5DE4 BLJ18A4-8-Z/B1Z E2K-X81ME1 E3S-VS1E4 5 1 1 1 1 光电开关 电感式接传7 感器 8 电容式传感器 9 颜色传感器 10 电动机 YN60-6 1 11 11 内置电源 滑槽 MD35-34 1 4 16输入，16输出， 继电器三菱 输出形式 噪音低、性能稳定、工作安全韩国SANWO 可靠,功率0.55KW 先导式电磁换向阀, 交流：110v,220v（50hz） 直流：韩国SANWO 24V 产品与气阀的型号相配套，推韩国SANWO 动物料进行分拣 额定电压：DC24V AC110V额定电流：DC：5～40mA AC: 易电国际集5～20mA 团 气缸回位限位开关 静电容量式接近开关 易电国际集判断物料是否到位 团 判断有无物料 欧姆龙 额定电压：DC：6～36V 百斯特 额定电流：300mA 静电容量型近接开关 额定电压：DC12～24V(DC10～欧姆龙 30V) 额定电压：DC：12～24V额定欧姆龙 电流：400mA 感应电动机减速电机性能参LINIX 数 功率：6W 电压：110V 频温岭市永久率：50HZ 电流：0.20A 额定电子器械厂 转速：1440r/min 输入电压：AC220伏 ±15% DADONG 输出电压：DC24伏 青岛锐诚德铝合金 仓储物流设 18
12 传送带 1 备有限公司 根据分拣系统的需要配置I/O对应功能，如表2-3所示。
表2-3 分拣系统I/O口配置
三菱PLC(I/O) X00 X01 X02 X03 输 入 部 分 X04 X05 X06 X07 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X17 Y00 Y01 输 出 部 分 Y02 Y03 Y04 Y05 Y06 Y07 分拣系统接口(I/O) SB1 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SA SB SC SN SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SB2 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 M LD1 LD2 备注 启动按钮 下料物料接近开关 铁质物料接近开关 铝质物料接近开关 红色物料接近开关 电感传感器 电容传感器 颜色传感器 判断下料有无（光电传感器） 上料气缸回位限位开关 铁质物料气缸回位限位开关 铝质物料气缸回位限位开关 红色物料气缸回位限位开关 其他物料气缸回位限位开关 停止按钮 上料先导式电磁换向阀 铁质物料先导式电磁换向阀 铝质物料先导式电磁换向阀 红色物料先导式电磁换向阀 其他物料先导式电磁换向阀 传送带 红色指示灯 绿色指示灯 19
物料分拣系统接线图如图2-4所示
SB1SQ1SQ2SQ3SQ4SASBSCSNSW1SW2SW3SW4SW5SB2X00X01X02X03X04X05X06X07X10X11X12X13X14X15Y00YV1Y01YV2PY02YV3Y03YV4LY04YV5Y05KMY06L1CY07L2COM1X17COMCOM2
图2-4 PLC系统外部接线图
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第三章 物料分拣系统软件设计
3.1 可编程控制器（PLC）的简介
PLC(可编程逻辑控制器),是可编程逻辑控制器的缩写。这是一个微处理器为核心,综合计算机技术、电气控制技术、自动控制技术和通信技术和发展起来的一种新型的、通用的自动控制装置,具有以下特点:
(1)高可靠性:产品如三菱、西门子、欧姆龙PLC、平均故障间隔时间大大超过指定的IEC 100000小时,可以用更多的冗余系统,进一步提高了可靠性。
(2)编程方便,易于使用:梯形图语言,证监会、功能块编程语言和各种各样的方式,简单,容易上手。
(3)强大的控制功能,除了基本的逻辑控制、定时、计数和算术运算等功能,还可以实现位置控制、PID控制、过程控制、数字控制等功能,但也为远程控制。
(4)扩展机和外部连接非常方便:控制设备可能由PLC网络模块连接在一起,实现有效的信息资源共享交换。
在自动控制系统,可编程逻辑控制器中扮演着中心角色。可编程逻辑控制器在美国于1969年,经过30多年的发展,现在已经成为最重要、最可靠、最广泛应用的工业控制微机。可编程逻辑控制器的CPU(中央处理器)、内存、输入/输出模块、可编程器件和功率的5个主要组件,结构如图3-1。
按钮 选择开关 限位开关 电源 输入模块 输CPU模块 存储器 出模块 编程器
图3-1 PLC 的构成
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CPU扫描方式工作,每一次扫描完成以下工作[12]:
(1)将现场的开关输入信号和数据读入输入图像和数据寄存器,分别。 (2)阅读详细解释用户程序,相应的控制信号来控制相关的电路、数据访问、传输和处理,并更新所有相关寄存器根据操作的结果。
(3)发送内容的输出图像注册输出模块,以控制外部负载。
PLC的CPU是分时操作的方式处理各种任务。因为高运算速度,从原文的外部输入和输出的关系,这个过程的PLC几乎是瞬时的。PLC用户程序由一个数量的指示,指示一步一步在内存号码顺序。用户程序运行扫描方式。在没有跳转指令,CPU从第一个指令、订单详细执行用户程序,直到最后的用户程序,该程序将返回第一个指令开始新一轮的扫描。
PLC是多次重复上诉扫描周期,实现实时控制的目的。 2的应用领域可编程序逻辑控制器
经过20多年的工业应用程序、PLC特点已经越来越多的为大多数行业的认识和接受,使股价迅速渗透到各个领域的工业控制,从单一到工厂自动化,机器人,柔性制造系统从本地网络等等[13~15]。仔细来分,PLC大致有如下几个应用领域:
(1)开关量的逻辑控制。
PLC取代了传统的继电器控制系统,实现逻辑控制。 (2)运动控制。
PLC可用于对直线运动或圆周运动的控制。PLC的运动控制功能广泛地用于各种机械。
(3) 闭环过程控制。
过程控制是指连续的变化,如温度、压力、流量模拟闭环控制。模拟控制功能的PLC已广泛应用于塑料挤出成型机、加热炉、热处理炉、锅炉设备,广泛应用于轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。
(4)数据处理。现代PLC与数学运算、数据传输、转换、排序和查找表、位操作等功能,可以完成数据采集、分析和处理。数据处理一般用于大型和中型控制系统,如柔性制造系统、过程控制系统等。
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(5)机器人控制。机器人作为一种重要的设备在自动生产线,工业过程已经成为未来的三大支柱工业生产自动化。现在,许多机器人制造公司股价被选择作为机器人控制器来控制各种机械动作。用PLC进一步萎缩,进一步增强功能、PLC应用于机器人控制可能更常见。国外据统计,80%是用于工业控制PLC来完成。对于顺序控制是控制不可或缺的一部分,几乎任何过程控制和生产管理进行分阶段的方式,因此可以PLC。有外国PLC用于自动控制领域占60%,占20%,应用于数据管理用于生产管理(18%),用于人机界面(22%)。可见主导工业控制、PLC、数据处理、生产管理等。现在,计算机仍是主体。
3发展的现状和发展趋势的可编程序逻辑控制器
目前,全世界大约有200,生产PLC制造商的300多个品种。全球PLC交货数量1998年到1456万年,1999年到1620万年,2001年到1778万年。2001年出货量的PLC,根据最终用户分:汽车占23%,粮食加工的16。4%,化学品14。6%,金属和矿业的11。5%,纸浆和纸张占11。3%,其他(23)2%。并随着集成PLC和IPC、DCS、PLC、逐渐成为自动化设备和过程控制系统是最大的市场份额的产品。2000年,PLC控制的销售的市场份额超过50%[9]。在全球PLC制造商,据美国AutomationResearchCorp(弧),公司是世界上领先的制造商的五霸为西门子(西门子)公司,艾伦-布拉德利(A - B)、施耐德(施耐德)、三菱(Mitsubishi)、欧姆龙(Omron),他们的销售额约占全球总销售额的三分之二。从西方
门介绍SIMATIC s7 - 400 PLC的性能可以导致世界一眼:介绍SIMATIC s7 - 400是一个盒式包装模块,可卡,安装在导轨,设立的机构I / O总线,总线电连接,该模块可以更换或当工作或充电插头,拉,可以快速安装和维护、修改方便,主要表现有:
(1)CPU内存容量64 k字节,可以延长到1。个字节。 (2),和字处理速度80 ns - 200 ns。
(3)最大的系统容量可以4 CPU计算在同一时间。
(4)最强大的扩展能力中央控制器s7 - 400可以扩展单元连接到21。 (5)分在每个CPU接口(MPI),可以同时连接编程设备,操作界面系统,等等。
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(6)由于CPU - L2 - DP与分散性能半集成。 (7)连接到计算机和其他西门子产品或系统接口。 (8)与高可靠性、完美的自我诊断和清除故障特征。
公司生产现在也有一定的发展在我们的国家。小型PLC已批量生产;中型PLC现有产品;大型PLC已经开始发展。但国内产品的市场份额还不到10%。和许多仍在充分引进或国内PLC为主与通用的阶段。
一般来说,国内的发展有一定的基础,公司但看,从产品结构、独立开发和生产的进口技术PLC主要属于中间产品,还没有形成主流产品和完整的系列产品。因此,PLC完全在我国产业化仍有很长的路要走。
计算机科学的飞速发展和工业自动化越来越高的需求,可编程控制技术得到了快速发展,其技术和产品改进。才明白PLC随着时代的开关量控制是过去,PLC,不仅因其良好的性能可以满足工业生产的需求广泛,通信技术和信息处理技术,其功能是完美的。在未来,公司将主要在以下两个方向:一个是发展方向的专业和低价格超小型;另一个是方向发展高速多功能和分布式自动化网络。总的发展趋势如下:
(1)可编程控制技术的标准化 (2)CPU处理速度进一步加快 (3)可编程控制技术的智能化 (4)向集成化、通讯化、网络化发展 (5)控制系统分散化
(6) PLC的新进展-软PLC[19~20]
计算机软、硬件技术的迅速发展,推动了自动控制技术又取得了一系列新的进展。目前有许多工业用自动控制产品、机电一体化产品开始转向计算机作为平台的控制模式,这是软PLC。软PLC是实际使用软件实现功能的传统PLC,它是最大的优点是灵活的扩展能力,用户可以选择不同的厂家生产的各种硬件产品,充分利用各自的最好特性的软件,最好的控制系统。同时,与硬件连接也非常方便。有很多I / O卡可以直接连接到软、PLC计算机总线。在硬件和软件两个方面可以达到完美
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结合,工业计算机和PLC的性能、方便扩展和人机通信的性能,是一种发展趋势在未来的PLC。
3.2分拣系统的控制要求及其流程图
本课题是基于区分材料材质的不同而设计的材料分拣系统，主要是实现对铁质、铝质和不同颜色的材料的自动分拣，具体控制过程为：
（1）接通电源，按下启动开关SB1，系统进入启动状态，指示灯绿灯L2亮。 （2）系统启动后，下料传感器SQ1(光电传感装置)检测到料槽无材料或各气缸未复位时，传送带须继续运行一个行程10S后自动停机,指示灯红灯亮。
（3）系统启动后，下料传感器SQ1(光电传感装置)检测到料槽有材料，每隔2S出料气缸动作一次，动作时间维持为1S，将待测材料推到传送带上，待测物体开始在传送带上运行，并对其进行计数。
（4）当电感传感器SA检测到铁质材料时，且其对应的接近开关SQ2感应到材料接近，铁出料气缸将待测物体推下，并对其进行计数。
（5）当电容检测传感器SB检测到材料为铝质时，且其对应的接近开关SQ3感应到材料接近，铝出料气缸动作将被检测到的材料推下，并对其进行计数。
（6）当颜色检测传感器SC检测到材料为红色时，且其对应的接近开关SQ4感应到材料接近，红色出料气缸动作将待测物体推下，并对其进行计数。
（7）剩余材料在传送带上继续传送，当最后滑槽对应的接近开关感应到材料接近，其出料气缸动作将被检测到的材料推下，并对其进行计数。
由分拣控制系统的分拣要求画出控制系统的程序流程图，图3-2所示。
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开始料槽有无物料无自动循环周期开始有否气缸是否复位否周期是否接受是是传送带运行传送带停止运行自动传送，每2S传送一个停止YV1气缸动作传送带停止运行气缸是否复位是传送带运行否检测是否为铁质是气缸YV2动作否检测是否为铝质是气缸YV3动作否检测是否为红色是气缸YV4动作否否检测到物料是气缸YV5动作否气缸YV2复位是否气缸YV3复位是否气缸YV4复位是否气缸YV5复位是
图3-2 分拣系统流程图
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3.3软件设计及编程
根据分拣系统的要求设计出梯形图，梯形图的程序见附录。
当程序设计好之后必须下载到PLC中才可以运行系统，下载时使用的是三菱PLC专用的编程电缆SC—09。电缆的一端是接电脑的RS232串口，一端接在PLC的RS422通讯串口上。当电缆接好之后，打开软件，进入要下载的文件。先转换文件，然后选择菜单栏里的“PLC”选择“传送”-“写入”，便可以下载程序到PLC中。传送程序时，应注意以下问题：
1） 计算机的RS-232端口及PLC之间必须用指定的缆线及转换器连接； 2） 执行完“读入”后，计算机中的程序将被丢失，原有的程序将被读入的程序所替代，PLC模式改变成被设定的模式；
3） 在“写出”时，PLC应停止运行，程序必须在RAM或EE-PROM内存保护关断的情况下写出，然后进行校验[16] 。
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第四章 控制系统的安装接线及运行调试
在PLC软硬件设计完成后，应进行调试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将PLC连接到现场设备之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。另外，一些硬件如传感器等，在使用前，也需事先调试好。
（1）首先将主电路和控制回路按图进行连线，并与实际操作中情况相结合。 （2）经检查无误后方可通电。
（3）在通电后不要急于运行，应先检查各电器设备的连接是否正常，然后进行单一设备的逐个调试。
（4）按照想系统要求进行变频器参数的设置。
（5）按照系统要求进行PLC程序的编写并传入PLC中，进行模拟运行调试，观察输入和输出点是否和要求一致。
（6）对整个系统统一调试，包括安全和运行的稳定性。
4.1 硬件调试
1．电感传感器的调试
在电感传感器将铁的底部输送带,材料块,调整传感器在两个螺母,使传感器上下移动,使上层传感器指示灯发光,高度是传感器对铁质材料的检出点。
2．电容传感器的调试
把铝材料放置在电容传感器的底部输送带上,调整传感器的两个螺母,使传感器上下移动,只是让传感器的指示灯发光,高度是传感器对铝质材料的检出点。
3．颜色传感器的调试
当前通电条件下,在彩色传感器底部的传送带上,放在一个颜色块,调整电位计的传感器,观察窗的红绿色或蓝色指示灯,当两个灯就发光同时,敏感的点是物料块颜色检测。(注意:色温低端移动顺时针转检测,反之亦然)
4.2 软件调试
将所编写的梯形图程序进行编译，通过上下位机的连接电缆把程序下载到PLC中。及时发现和消除程序中的错误，减少系统现场调试的工作量，确保系统在各
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种正常和异常情况时都能作出正确的响应，需要进行离线测试，既不将PLC的输出接到设备上。按照控制要求在指定输入端输入信号，观察输出指示灯的状态，若输出不符合要求，则查找原因，并进行修改。
4.3 整体调试
在软件与硬件都已经准备好之后，开始对系统进行整体调试。这个过程便于我们发现问题与不足。通上电源，观察指示灯，一切正常之后开始加材料。
将设备接入PLC，进行联机调试，看是否满足要求，如果不满足要求，可通过综合调整软件和硬件系统，直到满足要求为止。
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第五章 结论与展望
综全文所述，本文对PLC及组态技术的工作原理、适用领域做出了详细的介绍，本文在对熟悉了自动及分拣系统的原理的基础上，根据一定的分拣要求，采用了整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化，设计了一个物料传送及分拣系统。此系统以PLC为主控制器，结合传感器技术，气动装置和位置控制等技术，并运用梯形图编程，实现对铁质、铝质和不同颜色的材料的自动分拣。具有自动化程度高、容易控制、运行稳定、分拣精度高的特点，对不同的分拣对象，稍加修改本系统即可实现要求。根据材料分拣的实际需求采用PLC设计出了材料分拣系统
设计材料分拣系统之前，查阅了大量的文献和资料，充分了解了自动分拣系统发展的历史，发展现状，应用背景和未来的发展趋势。还研究了传感器技术、位置控制技术、气动技术件的基本知识。
在本设计中，进一步提高气源气压的稳定性，以提高气阀的工作性能，为材料正常进入、弹出传送带打下基础。在硬件上进一步改进挡板、出料轨道、传送带、进料仓，这对提高系统的实用与可靠性具有重大意义。采用步进电机以实现传送带速度的可控制性、提高实现系统的分拣效率。进一步提高传感器的性能，找出一系列可靠的参数，实现系统的稳定。充分分析、研究各种分拣系统地优劣，总结材料分拣系统的综合性能，提出合理化的改进。
本设计是针对材料的材质的区别、分类和拣出所进行的简单设计，该系统通用性强，可靠性好，程序开发简单，可在其基础上对物品分拣的种类与分拣的性能进行拓展及完善，使其适用于需要进行材料分拣的实际生活中的各行各业，实现分拣线无人化作业，提高生产效率。
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附录
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