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浙江工业大学毕业设计（论文）题 目 开放式材料分拣实训系统的研制 学生姓名 项含波 学 院 浙江工业大学成教学院 专业班级 0电气自动化技术 完成时间 2009 年元月15日 46开放式材料分拣实训系统的研制（指导老师：黄清锋）摘要本文介绍了开放式材料分拣实训系统的研制工程，具体描述了实训系统组成，控制原理及教学中的实训应用事例。本文讲述的开放式材料分拣实训系统采用台式结构，主控系统采用三菱FX2N型PLC，内置电源，具备井式供料装置，传送带由直流电机驱动。配有气动方面部件有：减压阀、空气滤清器、气压指示表、5个气缸等；电气部件有：5个电磁阀、电感传感器、OMRON颜色传感器、电容传感器、光电传感器、旋转编码器等。可与单片机、工控机连接，作为被控对象使用。该实训系统能模拟完成快速准确的分类，将这些商品运送到指定地点（如指定的货架、加工区域、出货站台等），能在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运货物运输更快捷，便利。开放式材料分拣实训系统可由学生自行完成系统各部件的组装，接线，软件编程，系统调整等训练。基本功能：1） 分拣出金属于非金属（3种）2） 分拣某一颜色块（4种以上）3） 分拣出金属中某一颜色块（4种以上）4） 分拣出非金属中某一颜色块（4种以上）5） 用逻辑编写方式分拣物目录前言1一、实训系统的概论2二、系统组成2三、控制原理及其特点4（一）直流电机的原理和选择5（二）传感器的工作原理和选择6（三）传感器的调试方法8（四）编码器的工作原理和选择8（五）气动系统的工作原理9（六）PLC的介绍与工作过程10（七）PLC的工作原理与选用14（八）其他控制15四、可完成的实训项目16五、实训示例：机电一体化设备组装与调试技能实训16（一）设计任务16（二）设计调试要求17（三）实训示例解答17六、使用注意事项22七 结束语24致谢25参考文献26附录127前言本实训系统原型取自工业现场，并进行了改进，充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计。只需改变程序即可将此系统应用于不同工业自动化生产线现场的取物、搬运工作，特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人进行作业，从而将减轻工人的劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益。它完全适应机电类相关课程的一体化教学需要，与生产实际结合，形象直观。基于开放式的结构，操作上手快，容易掌握所学知识。学生认为，与同类教仪公司生产的实验设备相比，在实训过程中，此系统强调了自行设计能力，思维得到了极大地开拓，不再局限于固定的实验模式，真正做到了动手与动脑相结合，同时也极大地提高了学习兴趣，教学质量显著提高。经实践证明，本系统完全能应用于可变换生产品种的中小批量自动化生产线上，具有较大的推广价值。一、实训系统的概论分拣作业是一项非常繁重的工作，特别是对于零售业来说，零售业来说订货品种多、批量少，配送的劳动量日益增加，若无新技术的支撑将会导致作业率下降。物料分拣采用可编程控制器PLC进行控制，能连续、大批量地分拣货物分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点收场地原因影响不大。开放式材料分拣实训系统是依据机电一体化教学而开发的，它是一个将PLC、气动技术有机结合成一体的教学实训系统，涵盖了可编程控制技术、气动技术、位置控制、电气传动技术等，是机电一体化的典型代表产品之一，能模拟实现不同材料的自动分拣和归类功能，可配置监控软件由上位计算机监控，并可针对不同生产要求修改系统控制流程。本实训系统可给我们学生开展控制系统的位置控制、PLC编程等实训并满足对机械制造及其自动化、自动化、电气自动化、电气工程等专业的机电传动、运动控制、气动系统、机电一体化技术、检测与转化技术、PLC可编程控制器等课程开展实训的需要，具有一定的推广价值。二、系统组成1、材料分拣实训系统由实训桌，井式供料装置，传送装置，气动部分及电气控制面板等部分组成。电气控制面板布局图见图2-1。图2-1电气控制面板布局图2、电气部分由空气开关、开关电源、接触器、电磁阀、传感器、旋转编码器，直流电机、按钮及各指示灯等组成。3、气动部分由减压阀、空气滤清器、气压指示表、气缸等组成。4、主控系统采用三菱可编程控制器FX2N-48-MR，输入输出48点，输出形式为晶体管输出。5、主要电气元件清单。名称型号数量厂家备注空气开关DZ47 C1650HZ230V2德力西集团PLC模块FX2N-48MR1三菱电机自动化公司直流稳压电源150WDC24V输出1鸿海科技开发有限公司旋转编码器E6A2-CW5C1欧姆龙株式会社按钮开关LAY7系列3德力西集团指示灯LD11系列3德力西集团直流电机55ZYN0011无锡市洪湖磁电机厂中间继电器HH54P-FLAC220V1富士三、控制原理及其特点图3-1 材料分拣装置的结构示意图如图3-1所示.它采用台式结构,内置电源,有直流电机、电磁阀、旋转编码器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件,可与各类气源相连接.选用颜色识别传感器及对不同材料敏感的电容式和电感式传感器,分别固定在网板上,且允许重新安装传感器排列位置或选择网板图，材料分拣装置结构示意图不同区域安装.材料分拣装置能实现如下4种基本功能.(1)分拣出金属与非金属.(2)分拣某一颜色块.(3)分拣出金属中某一颜色块（4）非金属中某一颜色块.其工作过程是开启电源,直流电机运行并驱动传输带,下料传感器检测下料槽内是否有物料.若无物料,延时后自动停止并等待上料;当下料槽内有物料时,系统自动运行.首先,下料传感器发送信号给PLC,并转送给推汽缸.经过一定时间,下料汽缸依次将物料推至传输带.当物料由传输带传输时,光电编码器发脉冲开始进行计数,电机运行,实现定位控制.当电感传感器检测到物料为金属物料时,发出反馈信号给PLC,由PLC控制推汽缸4动作,将物料推到卸料斗.当推汽缸电磁阀运行到限位时,电磁阀复位,恢复原状态.此时,电机重新工作驱动传输带到下一位置.同理,可通过相应传感器分拣相应的物料.本实训系统最基本的要求就是能够实现根据物体的材料或颜色分拣物体。 （一）直流电机的原理和选择图32表示直流电机模型。磁场由在空间上静止的磁极N、S建立，磁极间的空间位置装置一能转动的电枢，在它的上面绕有元件alcd，元件的两端与换向器、相连，换向器与静止的电刷A、B滑动接触，通过电刷与外电路相连。图3-2 直流电机模型 当外力使电枢以速度。顺时针方向旋转时，根据右手定则，元件中的电势方向由a到d，故电刷A的极性为“一”，电刷B的极性为“十”；当电枢转过180时，元件的两个有效边位置互相调换，此时元件中电势方向由d到a，但电刷的极性未变，由此可见，当电枢在磁场中连续旋转时，元件中的电势虽然每转过一对磁极方向改变一次，但由于换向器的作用，电刷A、B间的电势却是一个方向不变的脉动电势。这就是直流发电机的工作原理。 当电机的电刷A、B上外加直流电压，保持A“一”、B“+” 时，在图41(a)位置，元件中的电流由d流向a，根据左手定则电枢受到顺时针方向的力矩而转动；当电枢转过180时，元件中电流由a流向d，见图41(b)，电流方向改变了，但电磁转矩的方向未变，保持电枢始终向一个方向旋转，这就是直流电动机工作原理。本系统选用55ZYN001直流电机。参数如下型 号电压(VDC)空载数据额定数据L电流(mA)转速(r/min)转矩(g.cm)电流(A)转速(r/min)55ZYN0013030018008%12001.214008%74（二）传感器的工作原理和选择1、电感式传感器 由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器，这种电感传感器的线圈匝数和材料导磁系统都是一定的，其电感的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时，就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。电感式传感器的特点：（1）无活动触点，可靠度高，寿命长；（2）分辨率；（3）灵敏度高；（4）线性度高，重复性好；（5）测量范围宽；（6）无输入时有零位输出电压，引起测量误差；（7）对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高；（8）不适用于高频动态测量。电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量的测量。常用电感式传感器有变间隙型，变面积型和螺管插铁型。在实际应用中，这三种电感式传感器多制成差动式，以变提高线性度和减小电磁吸收所造成的附加误差。电感式接近开关属于有开关量输出的位置传感器,用来检测金属物体.它由LC高频振荡器和放大处理电路组成,利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时,使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关,使接近开关振荡能力衰减,内部电路的参数发生变化.由此,可识别出有无金属物体接近,进而控制开关的通或断.本系统选用M18X1X40电感传感器.2、电容传感器 电容式传感器可用来测量直线位移、角位移、振动振幅，尤其适合测量高频振动振幅、精密轴系回转精度、加速度等机械量。电容器传感器的优点是结构简单,价格便宜，灵敏度高,过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等。变极距型的适用于较小位移的测量，量程在0.01m至数百微米、精度可达0.01m、分辨率可达0.001m。变面积型的能测量较大的位移，量程为零点几毫米至数百毫米之间、线性优于0.5%、分辨率为0.010.001m。电容式角度和角位移传感器的动态范围为至几十度，分辨率约0.1，零位稳定性可达角秒级，广泛用于精密测角，如用于高精度陀螺和摆式加速度计。电容式测振幅传感器可测峰值为050m、频率为102kHz，灵敏度高于0.01m，非线性误差小于0.05m。电容式传感器还可用来测量压力、压差、液位、料面、成分含量(如油、粮食中的含水量)、非金属材料的涂层、油膜等的厚度，测量电介质的湿度、密度、厚度等等，在自动检测和控制系统中也常常用来作为位置信号发生器。差动电容式压力传感器测量范围可达50MPa，精度为0.25%0.5%。电容式传感器厚度测量范围为几百微米，分辨率可达0.01m。电容传感器也属于具有开关量输出的位置传感器,是一种接近式开关.它的测量头通常是构成电容器的一个极板,而另一个极板是待测物体的本身.当物体移向接近开关时,物体和接近开关的介电常数发生变化,使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化.由此,便可控制开关的接通和关断.本装置中电容传感器是用于检测非金属物料,选用E2K-X8ME1电容传感器.3、颜色传感器 选用OMRON公司生产的,型号为E3S-VS1E4颜色传感器.此传感器为RGB(红绿蓝)颜色传感器,可检测目标物体对三基色的反射比率,从而鉴别物体颜色。4、光电传感器 光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小（A），称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。 光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+）Icbo（很小），比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=（1+）Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。（三）传感器的调试方法 1、通电状态下，在颜色传感器下方的传送带上，放置带有某一颜色料块，调节传感器上的电位器，观察窗口中红黄（或绿）指示灯，当两灯恰同时发光时，该灵敏点即为料块颜色检出点。（注：顺时针旋转检测色温向低端移动，否则反之）。2、在电感传感器下方的传送带上，放置铁质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铁质材料的检出点。3、在电容传感器下方的传送带上，放置铝质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铝质材料的检出点。4、在光电传感器下方的传送带上，放置三种不同的颜色的产品，白色的金属、红色的塑料和黑色的塑料。根据工件颜色反射的的不同可以区分出白色和红色，以及没有反射的黑色，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对颜色材料的检出点。（四）编码器的工作原理和选择旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。增量型编码器(旋转型)工作原理：由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。绝对型编码器（旋转型）工作原理：绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。旋转编码器是与步进电机连接在一起,在本系统中可用来作为控制系统的计数器并提供脉冲输入.它转化为位移量,可对传输带上的物料进行位置控制.传送至相应的传感器时,发出信号到PLC,以进行分拣,也可用来控制步进电机的转速.本系统选用E6A2-CW5C旋转编码器.（五）气动系统的工作原理气动系统是整个材料分拣系统重要的组成部分。主要工作过程是：当料槽传感器感应到有料时就将其推入传送带，传送带即开始动作。然后经各传感器的感应推入相应的通道而完成整个分拣过程。为了确保系统可靠性，在最后预留一传感器当料块的材料或颜色为非分拣要求时将其推入通道。整个气动系统的图3-3如下所示：图3-3 材料分拣系统中的气动部分原理图（六）PLC的介绍与工作过程PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，是在程序控制器、1位微处理机控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器。从广义上讲，PLC是一种计算机系统，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的输入/输出接口，具有更适用于控制要求的编程语言，具有更适应于工业环境的抗干扰性能。因此，PLC是一种工业控制用的专用计算机，它的实际组成与一般微型计算机系统基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。 1、PLC的组成PLC的硬件系统由主机系统、输入/输出扩展环节及外部设备组成（1）主机系统图3-4 PLC结构示意图（2）输入/输出扩展环节 输入/输出扩展环节是PLC输入输出单元的扩展部件，当用户所需的输入/输出点数或类型超出主机的输入/输出单元所允许的点数或类型时，可以通过加接输入/输出扩展环节来解决。输入/输出扩展环节与主机的输入/输出扩展接口相连，有两种类型：简单型和智能型。简单型的输入/输出扩展环节本身不带中央处理单元，对外部现场信号的输入/输出处理过程完全由主机的中央处理单元管理，依赖于主机的程序扫描过程。通常，它通过并行接口与主机通信，并安装在主机旁边，在小型PLC的输入/输出扩展时常被采用。智能型的输入/输出扩展环节本身带有中央处理单元，它对生产过程现场信号的输入/输出处理由本身所带的中央处理单元管理，而不依赖于主机的程序扫描过程。通常，它采用串行通信接口与主机通信，可以远离主机安装，多用于大中型PLC的输入/输出扩展。(3)外部设备 1) 编程器它是编制、调试PLC用户程序的外部设备，是人机交互的窗口。通过编程器可以把新的用户程序输入到PLC的RAM中，或者对RAM中已有程序进行编辑。通过编程器还可以对PLC的工作状态进行监视和跟踪，这对调试和试运行用户程序是非常有用的。编程器分为简易型和智能型两类。简易型的编程器只能联机编程，且往往需要将梯形图转化为机器语言助记符(指令表)后，才能输入。它一般由简易键盘和发光二极管或其他显示器件组成。智能型的编程器又称图形编程器，它可以联机编程，也可以脱机编程，具有LCD或CRT图形显示功能，可以直接输入梯形图和通过屏幕进行人机对话。2) 彩色图形显示器大中型PLC通常配接彩色图形显示器，用以显示模拟生产过程的流程图、实时过程参数、趋势参数及报警参数等过程信息，使得现场控制情况一目了然。 3) 打印机PLC也可以配接打印机等外部设备，用以打印记录过程参数、系统参数以及报警事故记录表等。 PLC除了硬件系统外，还需要软件系统的支持，它们相辅相成，缺一不可，共同构成PLC。PLC的软件系统由系统程序(又称系统软件)和用户程序(又称应用软件)两大部分组成。2、PLC的特点PLC能如此迅速发展的原因，除了工业自动化的客观需要外，还有许多独特的优点。它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。其主要特点如下： (1) 编程方法简单易学 梯形图是可编程序控制器使用最多的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似。梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。梯形图语言实际上是一种面向用户的高级语言，可编程序控制器在执行梯形图程序时，应先用解释程序将它“翻译”成汇编语言后再去执行。(2)功能强，性能价格比高 一台小型可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器系统相比，它具有很高的性能价格比。可编程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制与集中管理。(3)硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 可编程序控制器产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。可编程序控制器有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。(4)可靠性高，抗干扰能力强 传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。可编程序控制器用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/101/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。可编程序控制器采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。可编程序控制器已被广大用户公认为是最可靠的工业控制设备之一。(5)系统的设计、安装、调试工作量少 可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。 可编程序控制器的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比继电器系统电路图的设计时间要少得多。 可编程序控制器的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过可编程序控制器上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统要少得多。(6)维修工作量小，维修方便 可编程序控制器的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。可编程序控制器或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据可编程序控制器上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明产生故障的原因，用更换模块的方法迅速地排除故障。(7)体积小，能耗低 对于复杂的控制系统，使用可编程序控制器后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小型可编程序控制器的体积仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/21/10。 可编程序控制器的配线比继电器控制系统的配线少得多，故可以省下大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时，加上开关柜体积的缩小，可以节省大量的费用。3、PLC的工作过程PLC上电后，就在系统程序的监控下，周而复始地按固定顺序对系统内部的各种任务进行查询、判断和执行，这个过程实质上是一个不断循环的顺序扫描过程。一个循环扫描过程称为扫描周期。 PLC采用周期扫描机制，简化了程序设计，提高了系统可靠性。具体表现在：在一个扫描周期内，前面执行的任务结果立即就可被后面将要执行的任务所用；可以通过设定一个监视定时器来监视每个扫描周期的时间是否超过规定值，避免某个任务进入死循环而引起的故障。PLC的工作过程如下图3-5所示：图3-5 PLC的工作过程图PLC在一个扫描周期内基本上要执行以下六个任务：(1) 运行监控任务。(2) 与编程器交换信息任务。(3) 与数字处理器(DPU)交换信息任务。(4) 与外部设备交换信息任务。(5) 执行用户程序任务。(6) 输入/输出信息处理任务。（七）PLC的工作原理与选用PLC的工作原理与计算机的工作原理是基本一致的。它通过执行用户程序来实现控制任务。但是，在时间上，PLC执行的任务是串行的，与继电器逻辑控制系统中控制任务的执行有所不同。 从PLC的工作过程可以看到，整个工作过程是以循环扫描的方式进行的。循环扫描方式是指在程序执行过程的周期中，程序对各个过程输入信号进行采样，对采样的信号进行运算和处理，并把运算结果输出到生产过程的执行机构中。在这个执行周期中，一些输入变量可能有变化，而有些输入变量可能没有发生变化，相应地有些输出变量有变化，有些输出变量没有变化。在PLC中，采用循环扫描的方式，不断地对输入和输出变量进行采样和输出，使得变量满足程序条件时，及时有相应的输出使执行机构动作。这里，与计算机程序执行过程的区别是，在计算机的工作过程中，如果变量的条件没有满足，程序将等待，直到该条件满足。而在PLC中，程序执行时，如果这一个扫描周期变量的条件未满足，程序将继续执行下去，直到下面的某一个扫描周期中，变量的条件满足时，满足条件的运行结果就被执行。采用循环扫描的方式，由于扫描周期的时间很短，只要变量满足条件的时间大于扫描周期，该变量满足条件就能被PLC的程序执行。PLC中断处理的原理与计算机中断处理的原理也是基本一致的，上面已经进行了讨论。可以看到，中断的处理过程是在每个任务结束后进行的，在每个任务执行的过程中，PLC对中断是不响应的，这是与计算机的中断响应有所区别的第一点；在用户程序的任务执行过程中，PLC也需要程序块执行完成后才能执行中断子程序，这是与计算机中立即执行中断子程序的方式有所区别的第二点；中断的优先级处理和输出的区别是与计算机中断处理不同的第三点。产生区别的主要原因是由于PLC采用循环扫描工作方式，在系统软件的编制过程中，对中断处理采用了与计算机不同的处理方法。因此，在应用时要注意它与计算机的不同点，并在编程时加以注意。PLC的输入/输出处理也因PLC采用循环扫描的工作方式而与计算机的处理方式有所区别。即只有在程序扫描到该变量时，才进行采样，而该变量可能在扫描前的某一时刻已经发生了变化。为了及时得到变量的变化信息，可以缩短扫描周期，也可以采用智能输入/输出模块，它有独立的微处理器和存储器，与中央处理单元分别进行处理。由于该材料分拣系统所需的I/O点数只有16个。因此选择一般小型机即可满足控制要求。所以本系统选择的PLC机型为三菱FX2N32MR。（八）其他控制1、空气开关作为系统的电源开关起过载、短路、欠压等保护作用2、开关电源输入工频交流电AC220V-50HZ，输出稳定的直流电源DC 24V给直流电动机。3、系统配有启动、停止、急停等开关按钮，可进行各类电气控制。4、红、黄、绿信号灯用来指示系统运行的各种状态。5、PLC为控制核心，其输入信号有按钮、传感器、限位开关等，输出控制有直流电机、电磁阀、中间继电器和指示灯。四、可完成的实训项目（一）系统接线（二）PLC基本指令练习（三）气动技术的掌握（四）直流电机控制（五）各种传感器及编码器的应用（六）通过PLC编程可实现如下复杂的功能：1、分拣出金属于非金属（3种）2、分拣某一颜色块（4种以上）3、分拣出金属中某一颜色块（4种以上）4、分拣出非金属中某一颜色块（4种以上）五、实训示例：机电一体化设备组装与调试技能实训（一）设计任务、启动条件：料仓中有工件；、初始位置：传送带停止运行，各气缸关闭；、动作顺序：料仓中有工件传送带运行推料缸动作传感器检测工件下料缸动作料仓中无工件，传送带运行10s后停止。根据要求对应你所处的工作站，用工作站的执行元件来进行模拟动作。该站有5个单作用气缸，每个气缸上装有2个磁感应传感器；1个旋转编码器；1个颜色传感器；1个电容传感器；1个电感传感器；5个5/2单控电磁阀；传送带由交流电动机带动；料仓中有工件时要求要检测（1个反射式光电传感器）。、操作要求（1） 设计并连接气动回路图，按规范操作； （2） 根据所开放的硬件资源进行接线,达到功能要求;（3） 按以下要求编写PLC控制程序；将程序下载至PLC中，并调试运行（硬件调试和软件调试）； l 系统上电，上电指示灯(黄)亮； l 若系统不在初始位置，原点/停止指示灯 (红)闪烁；按下复位按钮，系统自动复初始位置；原点/停止指示灯停止闪烁保持常亮； l 按下启动按钮：实现顺序动作；原点/停止指示灯灭，运行指示灯(绿)亮； l 按下停止按钮：系统回初始位置终止；原点/停止指示灯亮，运行指示灯灭；l 在单周期控制方式下：系统执行单循环（在系统原点位置按下启动按钮后，系统实现一个循环的自动运转即推料缸只动作一次），期间运行指示灯闪烁；单循环完毕，原点指示灯亮；l 在自动控制方式下：系统执行多循环（在原点位置按下启动按钮后，开始重复的连续运转；按下停止按钮后，推料缸不动作，系统运行完一个循环后回到原点停止）；l 在按下紧急停止按钮时，操作过程当前步骤中止，原点/停止指示灯闪烁。释放紧急按钮，动作过程必须从初始条件开始重新启动；l 单周期控制与自动控制方式的转换用同一个按钮（提示：长按启动按钮2s切换到单周期控制方式，长按停止按钮2s切换到自动控制方式）。（二）设计调试要求1、气路图、PLC（I/O）接线图；2、输入输出元件与PLC地址对照表；3、梯形图设计；4、将程序输入PLC机；5、调试。（三）实训示例解答 1、气路图、PLC（I/O）接线图； (a)气路图（b）材料分拣PLC硬件接线图2、输入输出元件与PLC地址对照表；输入X0旋转脉冲输出Y01号气缸电磁阀X12号气缸前限位Y12号气缸电磁阀X23号气缸前限位Y23号气缸电磁阀X34号气缸前限位Y34号气缸电磁阀X4推料气缸前限位Y4下料气缸电磁阀X5A传感器Y5直流电机X6B传感器Y6X7C传感器Y7X101号气缸前限位Y10停止指示灯X112号气缸后限位Y11电源指示灯X123号气缸后限位Y12启动指示灯X134号气缸后限位Y13X14推料气缸后限位Y14X15Y15X16下料检测传感器EY16X171号气缸后限位Y17X20X21X22X23D传感器X24停止按钮X25启动按钮X26急停按钮X273、梯形图设计；4、将程序输入PLC机；5、调试； 根据程序中对应的输入输出点分别接到实训系统中的各个接线端中。（1） 直流电机的电源由24V电源提供，MC接本模块端VCC。MR和ML端接PLC或电平转换板端输出端。（2）电磁阀的YV+于电源模块的VCC。YV-端接到PLC或电平转换板的输出端。（3）主机接线方法请参照输入输出分配表和PLC使用手册。用下载线将计算机的COM口与主机的串口相连，打开PLC电源。运行编程软件，打开实训程序，设置好通讯参数后下载程序到PLC中。注：如果遇到PLC连接不上的情况，请打开编程软件中有关通讯端口打设置项目，然后重新下载