1、 . . . 目錄 摘要. .3第1章 前言. .51.1 PLC的特點與定義. . 5 第2章 自動分揀與物料傳輸系統. .82.1 YL-335A的各單元組成與功能.8 2.2自動分揀與物料傳輸系統.10 2.2.1自動分揀與物料傳輸系統的意義.102.2.2 分揀單元的結構功能與工作原理11 2.2.3 分揀單元的電氣接線.15 2.2.4分揀單元的氣動回路.16第3章 S2-700PLC通信.173.1、西門子PPI通訊概述.17第4章分揀系統的PLC編程與控制.214.1 PLC的I/O接線與組態.214.2西門子MM420變頻器.234.2.1西門子MM420變頻器.234.2.2

2、 MM420變頻器操作面板與參數設置.234.3.、分揀單元的編程要點.26第5章 結論.28致.30參考文獻.附錄.摘 要從二十世紀20年代開始，隨著汽車、滾動軸承、小型電動機和縫紉機等工業發展，機械制造中開始出現自動線，最早出現的是組合機床自動線。在此之前，首先是在汽車工業中出現了流水生產線和半自動生產線，隨后發展成為自動線。第二次世界大戰后，在工業發達國家的機械制造業中，自動線的數目出現了急劇增加。采用自動線進行生產的產品應有足夠大的產量；產品設計和工藝應先進、穩定、可靠，并在較長時間保持基本不變。在大批、大量生產中采用自動線能提高勞動生產率，穩定和提高產品質量，改善勞動條件，縮減生產占

3、地面積，降低生產成本，縮短生產周期，保證生產均衡性，有顯著的經濟效益。YL-335A是由供料單元、加工單元、裝配單元、分揀單元和輸送單元組成。分揀單元是YL-335A中的最末單元，完成對上一單元送來的已加工、裝配的工件進行分揀，使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。當輸送站送來的工件放到傳送帶上并為入料口光點傳感器檢測到時，即啟動變頻器，工件開始進入分揀區進行分揀。材料分揀裝置是模擬自動化工業生產過程的微縮模型，它使用了PLC控制、傳感器、位置控制、電氣傳動和氣動等技術，可以實現不同材料的自動分選和歸類功能，并可配置監控軟件由上位機監控。該裝置采用臺式結構，配有S7-200型CPU、傳感器（

4、光電式、電感式、顏色、磁感應式）、旋轉編碼器、交流電動機、輸送帶、氣缸、電磁閥、直流電源、空氣過濾減壓器、編程練習面板等，是典型的機電一體化教學實驗裝置。裝置由料塊倉庫、電動輸送帶、自動分選部件和控制器組成。料塊倉庫是一個手動入庫自動出庫的裝置。使用時可將料塊放入倉庫中，當光電傳感器感測到料塊時系統開始運行，即啟動輸送帶并由出庫氣缸將庫最底層料塊推入輸送帶。電動輸送帶是由交流電機驅動的皮帶式水平輸送裝置。它將料塊勻速平穩的送至自動分選部件。自動分選部件由物料傳感器、旋轉編碼器、微型直線氣缸與滑道組成。當傳感器檢測到相應料塊時，對應的氣缸將其推入應去的滑道；當料塊的材料或顏色為非分選要求時，經旋

5、轉編碼器計量后對應的氣缸將其推入應去的滑道。控制器采用SIEMENS S7-200型PLC，該系統動作簡便、線路設計合理、具有較強的抗干擾能力，保證了系統運行的可靠性、降低了威脅率，提高了工作效率。它接受倉庫傳感器、各料塊傳感器、旋轉編碼器、氣缸位置傳感器的信號，根據要求分別控制輸送帶電機和各電磁換向閥。由于PLC控制受環境的限制，在使用過程中會受到各種干擾，影響系統的可靠性，因此必須采用各種抗干擾措施，以提高控制系統的可靠性。關鍵詞自動生產線 自動分揀與物料傳輸 S7-200 型PLC控制永光第1章 前言1.1 PLC的特點與定義PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝

6、置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC與其有關的外圍設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其部存儲程序，執行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程，據統計

7、，可編程控制器是工業自動化裝置中應用最多的一種設備。專家認為，可編程控制器將成為今后工業控制的主要手段和重要的基礎設備之一，PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業生產的三大支柱。 PLC是在繼電器控制邏輯基礎上，與3C(Computer,Control,Communication)技術相結合，不斷發展完善的。目前已從小規模單機順序控制，發展到包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領域。 自動化系統中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產現場的各單機設備上，雖然它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環境中，但PLC是專門為工業生產環境而設計的控制裝置，在設

8、計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強的適應惡劣工業環境的能力、運行穩定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業環境使用。 高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。PLC以其可靠性高，抗干擾能力強系統的設計、建

9、造工作量小，維護方便，容易改造配套齊全，功能完善，適用性強等聞名。在PLC日益成為工廠自動化基本技術平臺的時代，如何選用一部適用的PLC以達到真正需要，而又能符合經濟效益，是一項重要課題。PLC本身強調的特色是：體積小、功能高、性能強、操作簡便、程序設計簡易、模塊擴充有彈性、聯機容易等。針對上述特色說明，選擇符合功能需求與經濟效益的PLC系統 ，本文選用的是西門子SIEMENSS2-700 系統。21世紀，PLC會有更大的發展。從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現；從產品規模上看，會進一步向超小型與超大型方向

10、發展；從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產多品種產品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現少數幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現國際通用的編程語言；從網絡的發展情況來看，可編程控制器和其它工業控制計算機組網構成大型的控制系統是可編程控制器技術的發展方向。目前的計算機集散控制系統DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應用。伴隨著計算機網絡的發展，可編程控制器作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業與工業以外的眾多領域發揮越來越

11、大的作用。第2章 自動分揀與物料傳輸系統2.1 YL-335A的各單元組成與功能（1）供料單元的結構、功能與工作原理供料單元YL-335A的起始單元，在整個系統中，起著向系統中其他單元提供物料的作用。具體功能是：按照需要將放置在料倉中的待加工工件（原料）自動地推到工作臺上，以便輸送單元的機械手將其抓取，輸送到其他單元上。供料單元主要結構組成為：工件推出與支撐，工件漏斗，閥組，端子排組件，PLC，急停按鈕和啟動/停止按鈕，走線槽，底版等。（2） 加工單元的結構、功能與工作原理加工單元的功能是把待加工工件從物料臺移送到加工區域沖壓汽缸的正下方完成對工件的沖壓加工，然后把加工好的工件重新送回物料臺的

12、過程。加工單元主要結構組成為：物料臺與滑動機構，加工（沖壓）機構，電磁閥組，接線端口，PLC模塊，急停按鈕和啟動/停止按鈕，底版等（3） 裝配單元的結構、功能與工作原理裝配單元是將該生產線中分散的兩個物料進行裝配的過程。主要是通過對自身物料倉庫的物料按生產需要進行分配，并使用機械手將起插入來自加工單元的物料中心孔的過程由于裝配單元不僅要完成對粉分散的物料的裝配過程，而且配有自身的物料倉庫，因此它的結構組成包括：簡易物料倉庫，物料分配機構，被分配物料位置半換結構，機械手，半成品工件的定位機構，氣動系統與其閥組，信號采集與其自動控制系統，以與用于電器連接的端子排組件，整條生產線狀態指示的信號燈和用

13、于其他結構安裝的鋁型材支架與底版，傳感器安裝支架等其他附件。（4） 分揀單元的結構與控制分揀單元是YL-335A中的最末單元，完成對上一單元送來的已加工、裝配的工件進行分揀，使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。本文介紹的就是基于PLC控制的自動分揀與物料傳輸系統的設計。（5） 輸送單元的結構與控制輸送單元是YL-335A系統中最為重要同時也是最為繁重的工作單元。該單元主要完成驅動它抓取機械手裝置精確定位到指定單元的物料臺，在物料臺抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點然后放下功能。同時，該單元PPI網絡系統中擔任著主站的角色，它接收來自按鈕/指示燈模塊的系統主令信號，讀取網絡上各從站的狀態

14、信息，加以綜合后向各從站發送空話子要求，協調整個系統的工作。輸送單元由抓取機械手裝置，步進電動機傳動組件、PLC模塊、按鈕/指示燈模塊和接線端子排等部件組成。2.2自動分揀與物料傳輸系統2.2.1. 自動分揀與物料傳輸系統的功能與意義材料自動分揀系統對于生產過程中需要重復分揀某些特征明顯物料的工作的效率提高有重要的現實意義。在提高分揀速度的同時，又能保證分揀質量和實現對整個分揀系統的監控。本設計材料自動分揀系統所使用的材料分揀裝置是一個模擬自動化工業生產過程的微縮模型，它使用了PLC、傳感器、位置控制、電氣傳動和氣動等技術，可以實現不同材料的自動分揀和歸類功能，并可配置監控軟件由上位計算機監控

15、。材料自動分揀系統能連續、大批量地分揀貨物由于采用流水線自動作業方式，自動分揀系統不受氣候、時間、人的體力等的限制，可以連續運行，同時由于自動分揀系統單位時間分揀件數多，因此自動分揀系統的可以彌補人力分揀在重復分揀方面的低效率工作。分揀誤差率極低自動分揀系統的分揀誤差率大小主要取決于所輸入分揀信息的準確性大小，這又取決于分揀信息的輸入機制，如果采用人工鍵盤或語音識別方式輸入，則誤差率在3%以上，如采用傳感器信息輸入，除非物料本身的特征有差錯，否則不會出錯。因此，本設計計劃使用傳感器甄別物料外部顏色特征作為信息輸入機制。分揀作業基本實無人化建立自動分揀系統的目的之一就是為了減少人員的使用，減輕工

16、員的勞動強度，提高人員的使用效率，因此自動分揀系統能最大限度地減少人員的使用，基本做到無人化。分揀作業本身并不需要使用人員，人員的使用僅局限于在上位機上對整個控制系統進行監控和針對不同生產要求修改系統控制流程。 利用可編程控制器(PLC),設計成本低、效率高的材料自動分揀裝置。以PLC為主控制器,結合氣動裝置、傳感技術、位置控制等技術,現場控制產品的自動分揀。系統具有自動化程度高、運行穩定、精度高、易控制的特點,可根據不同對象,稍加修改本系統即可實現不同對象要求2.2.2 分揀單元的結構功能與工作原理 1. 分揀單元的功能 分揀單元主要是完成對上一單元送來的已加工、裝配的工件進行分揀，使不同顏

17、色的工件從不同的料槽分流的功能。當輸送站送來的工件放到傳送帶上并為入料口光點傳感器檢測到時，即啟動變頻器，工件開始進入分揀區進行分揀。如圖6-1是所示分揀單元實物的全貌2. 分揀單元的結構組成分揀單元的結構如圖 6-2所示。其主要結構組成為：傳送和分揀結構，傳送機構，變頻器模塊，電磁閥組，接線斷口，PLC模塊，底版等（1） 傳送和分揀機構傳送和分揀機構如圖6-3所示。傳誦已經加工、裝配好的工件，在光纖傳感器檢測到并進行分揀。它主要由傳送帶、料抖、物料槽、推料（分揀）氣缸、漫射式光電傳感器、磁感應接近式傳感器組成傳送帶是把機械手傳送過來加工好的工件進行傳輸送至分揀區。料抖是用糾偏機械手輸送過來的

18、工件。兩件物料槽分別用于存放加工好的黑色和白色的工件。傳送和分揀的工作原理；本站的功能是完成從裝配站送來已經裝配好的工件進行分揀。當輸送站送來的工件放到傳送帶并為入料口漫射式光電傳感器檢測到時，將信號傳輸PLC，通過PLC，的程序使啟動變頻器，電機運轉驅動傳送帶工作，把工件帶進分揀區，如果進入分揀區工件為白色，則檢測白色物料的光纖傳感器動作，作為一號槽推料氣缸啟動信號，將白色料推到一號料槽，如果進入分揀區工件為黑色，則檢測黑色物料的光纖傳感器動作，作為二號槽推料氣缸啟動信號，將黑色料推到二號料槽里。自動生產線的加工結束。在每個料槽的對面都有推料（分揀）氣缸，把分揀出來的工件推到對號的料槽中，在

19、兩個推料（分揀）氣缸，把分揀出的工件推到對號的料槽中，在兩個推料（分揀）氣缸的前限位置分別裝有磁感應式接近開關，在PLC的自動自動控制下可根據該信號來判別分揀汽缸當前所處位置。當推料（分揀）氣缸將物料推出時磁感應接近開關動作輸出信號為“1”，反之，輸出信號為“0”具體作用方法和原理為：圖3-5是一個雙動氣缸節流閥的連接和調節原理示意圖，當調節節流閥A時，是調整氣缸的伸出速度，而當調節節流閥B時，是調整氣缸的縮回速度。從圖3-4可以看到，氣缸兩端分別有縮回限位和伸出限位兩個極限位置，這兩個極限位置都分別裝有一個磁感應開關，如圖3-6所示。磁感應接近開關的基本工作原理是：當磁性物質接近傳感器時，傳

20、感器便會動作，并輸出傳感器信號，若在氣缸的活塞（或活塞桿）上安裝磁性物質，在氣缸缸筒外面的兩端位置分別各自安裝一個磁感應式接近開關，就可以用這兩個傳感器分別標識氣缸運動的兩個極限位置。當氣缸的活塞運動到哪一端時，哪一端的磁感應式接近開關就動作并發出點信號。在PLC的自動控制中，可以利用該信號判斷推料與頂缸的運動狀態或所處的位置，以確定工件是否被推出或氣缸是否返回。在傳感器上設置有LED顯示用于顯示傳感器信號狀態，供調試時使用。傳感器動作時，輸出信號“1”，LED亮，傳感器不動作時，輸出信號“0”LED不亮。傳感器（也叫做磁性開關）的安裝位置可以調整，調整是松開磁性開關的緊定螺釘，讓磁性開關在氣

21、缸的滑軌里滑動，到達指定位置后，再緊定螺釘。為了準確且平穩的把工件從滑槽中間推出，需要仔細的調整兩個分揀汽缸的位置和汽缸活塞桿的伸出速度，具體方法: 汽缸的作用氣口都安裝了限出型汽缸截流閥。限出型汽缸截流閥的作用是調節汽缸的動作速度。截流閥上帶有氣管的快速接頭，只要將合適外徑的氣管往快速接頭上一插就可以將管連接好了，使用十分方便。在傳送帶入料口位置裝有漫射式光電傳感器，用以檢測是否有工件輸送過來進行分揀。有工件時，漫射式光電傳感器將信號傳輸給PLC，用戶PLC程序輸出啟動變頻器信號，從而驅動三相減速電動機啟動，將工件輸送至分揀區。具體工作原理為：漫射式接近開關利用光照射到被測物體上后反射回來的

22、光線而工作的，由于物體反射的光線為發散的，故稱為漫射式接近開關。它的光發射器與光接收器處于同一位置，且優化結構。在工作時，光發射器始終發射檢測光，若接近開關前方一定距離沒有物體，則沒有光反射到接收器，接近開關處于常態而不動作，反之若接近開關的一定距離出現物體，只要反射回來的光強度足夠，則接收器收到足夠的漫射光使接近開關動作而改變輸出的狀態。在傳送帶上方分別有兩個光纖傳感器如圖6-4所示，光纖傳感器由光纖檢測頭和光纖放大器兩部分組成，放大器和光纖檢測頭是分離的兩部分，光纖檢測頭的尾端部分分成為兩條光纖，使用時分別插入放大器的兩個光纖孔。光纖傳感器也是光電傳感器的一種，相對于傳統電量型傳感器（熱電

23、偶、熱電阻、壓阻式、振弦式、磁電式），光纖傳感器具有以下優點：抗電磁干擾、可工作于惡劣環境，傳輸距離遠，使用壽命長，此外，由于光纖頭具有較小的體積，所以可以安裝在很小空間的地方。光纖式光電接近式開關的放大器靈敏度調節圍較大，當光纖傳感器靈敏度調得較小時，反射性較差的黑色物體，光電探測器就無法接收到反射信號，而反射性較好的白色物體，就可以接收到反射信號。反之，若調高光纖傳感器靈敏度，則即使對反射性較差的黑色物體，光電探測器也可以接收到反射信號。從而可以通過調節靈敏度來判別黑白兩種物體，將兩種物料分開，從而完成自動分揀工序。（2） 傳動機構傳動機構如圖6-5所示。采用的三相減速電動機，用于拖動傳送

24、帶從而輸送物料。它主要由電機支架、電動機、聯軸器等組成。三相電機是傳動的主要部分，電動機轉速的快慢主要由變頻器來控制（變頻器具體操作見6.2.2）其作用是帶動傳送帶從而輸送物料。電機支架用于固定電動機。聯軸器由于把電動機的軸和傳送帶主動輪的軸連接起來，從而構成一個傳動機構。在安裝和調整時，要注意電動機的軸要和輸送帶主動輪的軸必須要保持在同一直線上。（3） 電磁閥分揀單元的電磁閥組只使用了兩個由二位五通的帶手控開關的單電電磁閥，它們安裝在匯流板上。這兩個閥分別對白料推動汽缸和黑料推動汽缸的氣路進行控制，以改變各自的動作狀態。入圖6-6所示。所采用的電磁閥所帶手動開關有鎖定（LOCK）和開啟（PU

25、SH）2種位置，在進行設備調試時，使手動開關處于開啟位置，可以使用手動開關對閥進行控制，從而實現對相應氣路的控制，以改變推料缸等執行機構的控制，達到調試的目的。分揀單元的兩個電磁閥安裝時要注意，一是安裝位置，應使得工件從滑槽中間推出，二是要安裝水平，或稍微略向下否則推出時導致工件翻轉。2.2.3分揀單元的電氣接線分揀單元與前述幾個單元電氣接線方法有所不同，該單元的變頻器模塊是安裝在抽屜式模塊的放置臺上的。因此，該單元PLC輸出到變頻器控制端子的控制線，須首先通過接線端口連接到實訓臺面上的接線端子排上，然后用安全導線插接到變頻器模塊上。同樣，變頻器的驅動輸出也必須首先用安全導線插接到實訓臺面上的

26、接線端子排插孔側，再由接線端子排連接到三相交流電動機。分揀單元的接線端口則與其他單元相仿，附表1是本單元的端子接線圖。2.2.4 氣動控制回路本單元氣動控制回路的工作原理如附表2所示。圖中1A和2A1分別為分揀一氣缸和分揀二氣缸。1B1為安裝在分揀一氣缸的前極限工作位置的磁感應接近開關，2B1為安裝在分揀二氣缸的前極限工作位置的磁感應接近開關。1Y1和2Y1分別為分揀一氣缸和分揀二氣缸的電磁閥的電磁控制端。第3章、S2-700PLC通信與PLC生成3.1、西門子PPI通訊概述PPI協議是S7-200CPU最基本的通訊方式，通過原來自身的端口（PORTO或PORT1）就可以實現通訊，是S7-20

27、0默認的通訊方式。PPI是一種主一從協議通訊，主一從站在一個令牌網中，主站發送要求到從站器件，從站器件響應；從站器件不發信息，只是等待主站的要求并對要求做出響應。如果在用戶程序中使用PPI主站模式，就可以在主站程序中網絡讀寫指令來讀寫從站信息。而從站從站程序沒有必要使用網絡讀寫指令。 2、PLC實現PPI的通訊實例（1）、對網絡上每一臺PLC，設置其系統中的通訊端口參數，對用作PPI通訊的端口（PPI/RS485），指定地址（站號）和波特率。設置后把系統塊下載到該PLC。具體操作如下： 運行個人電腦上的STEP7V4.0(SP5)程序，打開設置端口界面，利用PPI/RS485編程電纜單獨地把輸

28、送單元CPU系統模塊設置分揀單元CPU端口0為5號站，波特率為187.5。分別把系統塊下載到相應的CPU中。 （2）、利用網絡接頭和網絡線把各臺PLC中用作PPI通信的端口0連接，所使用的網絡接頭中，5#站用的是標準網絡連接器（訂貨號：6ES7 972-0BA12-OXA0）,1#站用的是帶編程接口的連接器（訂貨號：6ES7 972-OBB12-OXA0）,該編程口通過RS-232/PPI多站電纜或USB/PPI多主站電纜與個人計算機連接。 然后利用STEP V4.0軟件和PPI/RS485編程電纜搜索出PPI網絡的5號站點。 （3）、PPI網絡中主站（輸送站）PLC程序中，必須在第一個掃描周

29、期，用特殊存儲器SMB30指定其主站屬性，從而使能其主站模式。SMB30是S7-200 PLC PORT-0自由通信的控制字節，各位表達的意義如表 4-1 表3-1 SMB 各位表達的意義Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0PPdbbbmmpp：校驗選擇d：每個字符的數據位mm：協議選擇00=不校驗0=8位00=PPI/從站模式01=偶校驗1=7位01=自由口模式10=不校驗10=PPI/主站模式11=奇校驗11=保留（未用）bbb：自由口波特率 （單位：波特）000=38400011=4800110=115.2k001=19200100=2400111=57.6k

30、010=9600101=1200 （4）、編寫主站網絡讀寫程序段在編寫主站的網絡讀寫程序前，應先規劃好下面數據： 1 主站向各從站發送數據長度（字節數） 2 發送數據位于主站何處。 3 數據發送到從站何處。 4 主站從各站接收到數據的長度（字節數）。 5 主站從從站的何處讀取數據。 6 接收到的數據放在主站何處。以上數據，應根據系統工作要求，信息交換量統一籌劃。考慮YL335A中間站PLC所需要交換的信息流量不大，主站向各從站發送的數據只是主令信號，從站獲取的也只是個從站的狀態信息，發送和接收的數據均1個字（2個字節）已經足夠，規劃的數據如表3-2所示 表3-2 網絡讀寫數據規劃實例送 站1#

31、（主站）供 料 站2#（從站）加 工 站3#（從站）裝 配 站4#（從站）分揀 站5#（從站）發送數據的長度2字節2字節2字節2字節從主站何處發送VB100VB100VB100VB100發往從站何處VB100VB100VB100VB100接收數據的長度2字節2字節2字節2字節數據來自從站何處VB200VB200VB200VB200數據存到主站何處VB220VB230VB240VB250網絡讀寫指令可以向遠程站發送或接收16字節的信息，在CPU捏同時最多可以有8條指令被激活第4章 分揀單元的PLC編程與控制4.1 PLC的I/O接線與組態本單元中，傳感器信號占用5個輸入點，留出的2個點是提供給急

32、停按鈕和啟/停按鈕做本地主令信號，共需7點輸入；輸出點數為4個，其中2個輸出點提供給變頻器使用，選用西門子S7-222AC/DC/RLY主單元，共8個點輸入和6個點繼電器輸出，分揀單元的I/O接線原理圖如附表3所示如果用戶想增加變頻器的控制點數，可重新組態，更改輸出端子的接線，即把Q0.4和Q0.5分配給分揀氣缸電磁閥，而把Q0.Q0.2分配給變頻器的5、6、7號控制端子用在使用工控軟件中，我們經常提到組態一詞，組態英文是“Configuration”，其意義究竟是什么呢？簡單的講，組態就是用應用軟件中提供的工具、方法，完成工程中某一具體任務的過程。與硬件生產相對照，組態與組裝類似。如要組裝一

33、臺電腦，事先提供了各種型號的主板、機箱、電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅等，我們的工作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。當然軟件中的組態要比硬件的組裝有更大的發揮空間，因為它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每個 “部件” 都很靈活，因為軟部件都有部屬性，通過改變屬性可以改變其規格（如大小、性狀、顏色等）。在組態概念出現之前，要實現某一任務，都是通過編寫程序（如使用BASIC , C , FORTRAN等）來實現的。編寫程序不但工作量大、周期長，而且容易犯錯誤，不能保證工期。組態軟件的出現，解決了這個問題。對于過去需要幾個月的工作，通過組態幾天就可以完成。組態軟件是有專業性的。一種組態軟件只

34、能適合某種領域的應用。組態的概念最早出現在工業計算機控制中。如DCS(集散控制系統)組態，PLC（可編程控制器）梯形圖組態。人機界面生成軟件就叫工控組態軟件。其實在其他行業也有組態的概念，人們只是不這么叫而已。如AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件(PowerPoint)都存在相似的操作，即用軟件提供的工具來形成自己的作品，并以數據文件保存作品，而不是執行程序。組態形成的數據只有其制造工具或其他專用工具才能識別。但是不同之處在于，工業控制中形成的組態結果是用在實時監控的。組態工具的解釋引擎，要根據這些組態結果實時運行。從表面上看，組態工具的運行程序就是執行自己特定的任務。雖然說組態就是

35、不需要編寫程序就能完成特定的應用。但是為了提供一些靈活性，組態軟件也提供了編程手段，一般都是置編譯系統，提供類BASIC語言，有的甚至支持VB。 在當今工控領域，一些常用的大型組態軟件主要有：WinCC，iFix，Intouch，組態王，力控等4.2西門子MM420變頻器4.2.1西門子MM420變頻器西門子MM420變頻器（MICROMASTER420）是用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列，該系列有多種型號，從單相電源電壓，額定功率120W到三相電源電壓，額定功率11KW可供用戶選擇。本單元系統選用的MM420是訂貨號為6SE6420-2UD17-5AA1，額定參數：電源電壓：380V4

36、80V，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外型尺寸：A型操作面版：（BOP）變頻器安裝在模塊盒中，所有電氣引出線均引出到模塊面版的的安全導線插孔處，以確保接線操作的安全。MM420變頻器方框圖如圖6-11所示。4.2.2 MM420變頻器的BOP操作面版與參數設置1、利用BOP可以改變頻器的各個參數。BOP具有7段顯示的五位數字，可以顯示參數的序號和數值，報警和故障信息，以與設定值和實際值。參數的信息不能BOP存儲。參數號是指該參數的編號。參數號用0000到9999的4位數字表示。在參數號的前面冠以一個小寫字母“r“時，表示該參數是“只讀”的參數。其

37、他所有的參數號的前面都冠以一個大寫字母“P”。這些參數的設定值可以在標題欄的“最小值”和“最大值”圍進行修改。下標表示該參數是一個帶下標的參數，并且指定了下標的有效序號。2、常用參數的設置附表1給出了本單元系統上常用到的變頻器參數設置值，如果設置更多的參數，請參考MM420用戶手冊。3、常用參數的設置說明（更詳細參數設置說明的請參照MM420用戶書冊）（1）參數P003用于定義用戶訪問參數組的等級，設置圍為04，其中：1 標準級： 可以訪問的最經常使用的參數2 擴展級： 允許訪問參數的圍，例如變頻器I/O功能3 專家級： 只供專家使用4 維修級： 只供授權的維修人員使用具有密碼保護該參數缺省設

38、置為等級1（標準），本單元系統裝備中預設置為等級3（專家級）目的是允許用戶可訪問1、2級的參數，并對復雜的功能進行編程，用戶可以修改設置值，但建議不要設置為等級4（維修級）（2）參數P0010是調試參數過濾器，對與調試相關的參數進行過濾，只篩選出那些與特定功能有關的參數，P0010的可能設置值為：0（準備）1（快速調試）2（變頻器）29（下載）30（工廠的缺省設定值）；缺省設定值為0。當選擇P0010=1時，進行快速；若選擇P0010=30，則進行把所有參數復位為工廠的缺省設定值的操作。應注意的是，在變頻器投入運行之前應將本參數復位為0。（3）變頻器復位為工廠的缺省設定值的步驟：為了把變頻器的

39、全部參數復位為工廠的缺省設定值，應按照下面的數值設定參數：設定P0010=30,設定P0970=1。這時便開始參數的復位。變頻器將自動地把他的所有參數復位為他們各自的缺省值。如果用戶在參數調試過程中遇到問題毛并且希望重新開始調試，實踐證明這種復位方法是非常有用的。復位為工廠的時間大約為60秒鐘。 參數P0004（參數過濾器）的作用是根據所選定的一組功能，隊參數驚醒過濾（或篩選），并集中隊過濾的一組進行訪問。可能的設定值有：0 全部參數2 變頻器參數3 電動機參數7 命令，二進制I/O8 ADC (模-數轉換)和DAC (數-模轉化)10 設定值通道/RFG（斜坡函數發生器）12驅動裝置的特征1

40、3電動機的控制20通訊21報警 / 警告 / 監控22工藝參量控制（例如PID）利用P0004的參數過濾功能，可以方便地進行調試。例如，在設定數字輸入端子的功能 （P0701、P0702、P0703）時然后在去搜索 P0701等則快捷得多。4.3、分揀單元的編程要點 (1)、在YL-355的加工過程中，提供啟動/停止和急停按鈕各一個作為該單元的主令信號。與供料單元同樣，如果有啟動和停止2種主令信號，只能由軟件編程實現。實現方法：采用RS485串行通信的網絡控制方案，系統的主令信號均到輸送站到PLC（主站）的按鈕/指示燈模塊發出，經輸送站PLC程序處理后，把要求存儲到其發送緩沖區，通過調用NET

41、_EXE子程序，向各站發送控制要求，實現各站的復位、啟動、停止等等操作。本單元的急停按鈕是當本單元出現緊急情況下提供的局部急停信號，一旦發生本單元所有機構應立即停止運行，直接到急停解除為止；同時，急停狀態信號應回饋到系統，以便與協調處理。 (2)、現在的PLC的輸出端子接線中，分配Q0.4和Q0.5給變頻器的5、6號控制端子。若要求電動機轉速可分級調整，則應調整變頻器的P701和P702參數，而參數P1001和P1002則按轉速要求設定固有頻率值。與此同時，應編制相應的PLC程序。 例：要求電動機機能實現高、中、低三種轉速的調整，高速時運行頻率為40HZ，中速運行頻率為25HZ，低速時運行頻率

42、為15HZ.則步驟如下：1 調整頻率參數在BOP操作面板上修改P0004，使P0004=7,選擇命令組。修改P0701(數字輸入1的功能)，使得P0701=16，設為固定頻率設定值（直接選擇+ON）修改P0702（數字輸入2的功能），使P0702=16,設定為固定頻率設定值（直接選擇+ON）再修改P0004，使得P0004=10，選擇設定值通道。修改P1001（固定頻率1），使P1001=25修改P1002（固定頻率2），使P1001=15 2 相應的PLC程序要求：當要求調整為中速時，使Q0.4 ON, Q0.5 OFF,輸出頻率為25HZ。當要求調整為低速時，使Q0.4 ON, Q0.5

43、ON,輸出頻率為15HZ。當要求調整為高速時，使Q0.4 ON, Q0.5 ON,這時變頻器輸出頻率為固定頻1率1或者固定頻率2之和，即40HZ。 (3)、分揀單元需要完成在傳送帶上把不同顏色的工件從不同的滑槽分流出去的功能，為了使工件能夠準確的推出，光纖傳感器靈敏度的調整、變頻器參數(運轉頻率、斜坡下降時間等)的設置以與軟件編程中定時器設定值的設置等，應相應配合。分揀站主要程序與梯形圖見附表2和附表3.第五章 結論 材料自動分揀系統對于生產過程中需要重復分揀某些特征明顯物料的工作的效率提高有重要的現實意義。在提高分揀速度的同時，又能保證分揀質量和實現對整個分揀系統的監控。本設計材料自動分揀系

44、統所使用的材料分揀裝置是一個模擬自動化工業生產過程的微縮模型，它使用了PLC、傳感器、位置控制、電氣傳動和氣動等技術，可以實現不同材料的自動分揀和歸類功能，并可配置監控軟件由上位計算機監控。材料自動分揀系統能連續、大批量地分揀貨物由于采用流水線自動作業方式，自動分揀系統不受氣候、時間、人的體力等的限制，可以連續運行，同時由于自動分揀系統單位時間分揀件數多，因此自動分揀系統的可以彌補人力分揀在重復分揀方面的低效率工作。分揀誤差率極低自動分揀系統的分揀誤差率大小主要取決于所輸入分揀信息的準確性大小，這又取決于分揀信息的輸入機制，如果采用人工鍵盤或語音識別方式輸入，則誤差率在3%以上，如采用傳感器信息輸入，除非物料本身的特征有差錯，否則不會出錯。因此，本設計計劃使用傳感器甄別物料外部顏色特征作為信息輸入機制。分揀作業基本實無人化建立自動分揀系統的目的之一就是為了減少人員的使用，減輕工員的勞動強度，提高人員的使用效率，因此自動分揀系統能最大限度地減少人員的使用，基本做到無人化。分揀作業本身并不需要使用人員，人員的使用僅局限于在上位機上對整個控制系統進行監控和針對不同生產要求修改系統控制流程。 利用可編程控制器(PLC),設計成本低、效率高的材料自動分揀裝置。以PLC為主控制器,結合