物料运输检测系统的设计与实现

1、物料运输检测系统的设计与实现 摘要: 物料运输系统是物流中重要的组成部分，它是不直接进行人工干预的情况下对货物进行自动存取。它是现代工业社会发展的高新技术产物，对加快物流流通、降低成本有着重要的意义。 近年来，随着消费水平的提高，越来越多的商家认识到物流运输系统的改善与合理性对商家的发展非常重要，而对于一些小型超市往往要对货物进行分类存放，并建立货物相关信息，时时跟踪，便于对货存信息的掌握，如果仅靠人工，这样比较耗时，不便于商家的发展。 本课题针对以上问题主要对货物分类存取控制系统进行了设计:最先是人工建立一个货物信息库。在存货物时，利用条码扫描将货物的信息传入计算机中，并整理将对应的指令传给

2、PLC。然后PLC按指令控制气压系统、步进电机的运动，将货物存放到指定位置;在取货时，控制思路和存货是大致一样，从而实现对货物的分类和存取的功能。在整个过程都满足货物先存先取得原则。关键词: PLC、条码扫描器、步进电机、气压系统、传感器、物料运输Abstract: Materia1 transport system is an important component of 1ogistics, it is not direct humanintervention in the case of automatic access to the goods. It is a modern indu

3、strial society,the development of high-tech products，to accelerate the f1ow of 1ogistics and cost of greatsignif icance. In recent years, with consumption 1evels, more and more businesses realize the improvementof 1ogistics and transport systems and reasonable development of the business is very imp

4、or tant,but for some sma11 supermarkets often have to c1assify the goods stored, and the establishmentof related goods information, always fo11ow, easy to stock information on the master, if only ,by manua1, so that is time-consuming and not easy to business deve lopment. The main subject of the abo

5、ve prob1ems of the c1assification system for acess contro1design: the first is the artificia1 establishment of a goods information database. Goods instorage, the use of bar code scanning incoming goods information in the computer, and f inishinginstructions wi11 be passedto the. orresponding PLC. An

6、d PLC control1ed pneumati system .according to instructions, the stepper motor movement, the goods stored in the specified1ocation; in the pickup, the contro1 and inventory is rough1y the same idea, in order to achievethe classification of goods and access functions. Are met throughout the process t

7、o obtainfirst princip1e of pre-existing goods. Keywords: PLC, bar code. scanner, stepper motors, Pressure system, sensors目录第一章绪论31.1引言31.2题的目的和意义41.3总体方案41.4本文研究内容 5第二章物料运输控制系统的原理72.1 PLC简介72.2 EAN码及条码扫描仪9第三章 硬件设计10 3.1 物料分拣系统工艺控制要求10 3.2控制系统硬件设计12 3.2.1 电路的设计12 3.2.1.1电路设计12 3.2.2 PLC的选择12 3.2.2.1

8、PLC的分类12 3.2.2.2 PLC种类及型号选择13 3.2.3 传感器的选择14 3.2.3.1 传感器的简介14 3.2.3.2传感器的选择15第四章 控制系统软件设计17 4.1软件设计17 4.1.1 控制系统I/O分配17 4.1.2 PLC外部接线图19 4.1.3 软件设计19 4.1.4 程序逻辑测试27结 论28参考文献29致谢30第一章绪论1.1引言 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller简称 PLC,它是20世纪70年代以来，在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方

9、便以及体积小、重量轻等优点，国外已广泛应用于自动控制的各个领域。与继电-接触器系统相比系统更加可靠;易于在现场变更程序;便于使用、维护、维修;能直接推动电磁阀、接触器与其相关的执行机构;能向中央数据处理系统直接传输数据等。采用可编程控制器来实现物料运输中步进电机的控制从而实现对货物送到指定位子,这可以在一-定程度上减少物料运输人力资源，也可加货物存取的效率。拓展PLC在自动化行业的应用领域，具有一定的经济和理论意义。1.2题的目的和意义 物料运输系统是物流中重要的组成部分，它是不直接进行人工干预的情况下对货物进行自动存取。它是现代工业社会发展的高新技术产物，对加快物流流通、降低成本有着重要的意

10、义。 近年来，随着消费水平的提高，越来越多的商家认识到物流运输系统的改善与合理性对商家的发展非常重要，而对于一些小型超市往往要对货物进行分类存放，并建立货物相关信息，时时跟踪，便于对货存信息的掌握，如果仅靠人工，这样比较耗时，不便于商家的发展。 随着微处理器、步进电机可再宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反转控制及制动等，这是步进电机最突出的优点。 目前比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。但采用单片机控|制，不仅要设计复杂的控制程序和IO接口电路，实现比较麻烦，而且对现场适应性差，可靠性不高。基于PLC控制步进电机具有设计简单，实现方便，定位精度高参数

11、设定灵活|等优点。因此用PLC来控制步进电机也是实现的控制系统中应用非常广泛,非常有实用价值。1.3总体方案1.3.1 系统的总体方案 本系统主要是将条码扫描、PLC、步进电机、气压系统等有机结合建立成小型的物料运输系统，实现对货物的分类和存取的功能。系统布局如图1-1。 气压缸主要是在货物分道是实现助推的作用，为了减少PLC的I/O口，我采用了气压缸并联的形式在货物到后,三缸同时动作，气压压系统回路如图1-2，此回路实现了工进快退的功能。1.3.2系统的特点 本系统的柔性很强，只要改变相应货物条码信息，就可以完成不同程度的分类;在步进电机的控制方面，基于步进电机的优势，也使得系统的优势显著，

12、本系统性价比比较好，对中小型超市十分的适合1.4本文研究内容 物料运输是当今物料运输行业中重要的环节，本文通过对物料运输系统的分析，做了了个利用条码识别货物信息，用PLC控制的对货物分类的物料运输系统。本文研究内容主要介绍PLC控制的应用及背景。物料运输控制系统原理主要介绍了 Plc控制、计算机、条码识别器三者的功能。料运输系统硬件设计主要介绍系统硬件的选型和控制电路的设计。物料运输系统程序设计主要介绍物料运输系统的程序设计。 第二章物料运输控制系统的原理2.1 PLC简介2.1.1 PLC的概述及发展 PLC = Programmable Logic Controller可 编程逻辑控制器，

13、一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序,执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。 早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC) 它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所

14、以将可编程序控制器简称PLC,plc自1966 年美国数据设备公司(DEC)研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。 PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，其发展如下: 起源:1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求。1969年，美国数字设备公司研制出了第- -台可编程控制器PDP-14，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是第一代可编程序控制器，称Programmable,是世界上公认的第- -台PLC。 1969年，美国研制出世界第- -台PDP-14 1971年，日本研制出

15、第一台DCS-8 20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期，年增长率-直保持为30-40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领

16、域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、 诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。 FX2N具有丰富的元件资源，有3072点辅助继电器。提供了多种特殊功能模块，可实现过程控制位置控制。有多种RS-232C/RS- -422/RS-485串行通信模块或功能扩展板支持网络通信。FX2N具有较强的数学指令集，使用32位处理浮点数。具有方根和三角几何指令满足数学功能要求很高数据处理。2.1.3 PLC的应用领域

17、目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 1.开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 2.模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量( Analog)和数字量(Digital) 之间的A/D转换及D/A

18、转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 3.运动控制 PlC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 4.过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID 调节是一一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PI

19、D模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID 处理一- 般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 2.2 EAN码及条码扫描仪 2.2.1 EAN码介绍 EAN码由前缀码、厂商识别码、商品项目代码和校验码组成。前缀码是国际EAN组织标识各会员组织的代码，我国为690-695;厂商代码是EAN编码组织在EAN分配的前 缀码的基础上分配给厂商的代码;商品项目代码由厂商自行编码;校验码为了校验代码的正确性。在编制商品项目代码时，厂商必须遵守商品编码的基本原则:对同一商品项目的商品必须编制相同的商品项目代码;对不同的商品项目必须编制不同的商品项目

20、代码。保证商品项目与其标识代码- -对应，即一一个商品项目只有一个代码，一个代码只标识-一个商品项目.我国的通用商品条码与其等效。我们日常购买的商品包装上所印的条码一般就是EAN码。2.2.2条码扫描器MS-890特点: Microscan是一-家专注于精确的数据采集与控制解决方案，为众多行业的自动化与OEM客户提供服务的全球技术领先公司。其产品是高精度的仪器。从高速条码读取这-类业务直到通过机器视觉进行高精度定向、安放和坐标检查，Microscan产品都可靠地执行复杂的数据采集任务。Microscan 在80年代初就以发明第一款激光二极管条码扫描器以及发明二维数据矩阵符号,在自动识别(Aut

21、o ID)产业掀起了一-场革命。时至今日, Microscan继续在条码读取和机器视觉领域进行新产品开发，仍然是公认的技术领先者。 2.2.3 MS-890的应用领域 条码扫描器广泛应用于商业POS收银系统、快递仓储物流、图书服装医药、银行保险通讯等多个领域的需求。键盘接口, USB接口和RS232接口三种接口可供选择。产品标配包括扫描枪主机，USB数据线，手册以及白色支架，快递公司仓储物流仓库盘点超市卖场图书服饰店等,只要有条码的地方就有镭码存在。 而正因MS-890扫描范围广，其广泛应用在轻工业到重工业升降机或传送带。第三章 硬件设计3.1 物料分拣系统工艺控制要求物料运输检测控制系统的组

22、成如图2-1所示，系统工艺控制要求如下。对于金属工件能根据工件大、中、小分类，并按大、中、小分拣至不同的分装箱内，同时对不同类型的工件进行计数。本系统还将对不同材料进行分拣，对于非金属材料则通过传送带向后传送，并进行非金属材料的数量统计。能实现4段传送带的运转，停止的顺序控制。 图3-1 物料运输检测控制系统控制工艺流程图如图3-2所示，启动后，供料传送带启动并开始供料，当物料为金属物料时，首先判断物料尺寸大小，传送带传送物料并分别对大中小物料进行计数，物料到位，通过气缸将物料推出，然后停止传送带；当物料为非金属时，直接将物料传送出去，并对非金属物料进行计数。YYYNNNYYY计数到位启动物料

23、传送带1输送结束物料尺寸大物料尺寸小传送带输送传送带输送传送带输送计数计数计数到位到位到位推出停传送带2物料尺寸大传送带输送NNYN大大大大非金属工件计数推出停传送带2推出停传送带2N如图3-2 分拣系统流程图3.2控制系统硬件设计3.2.1 电路的设计它采用台式结构，内置电源，进电机、汽缸、光电传感器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件，可与各类气源相连接。3.2.1.1电路设计传送带采用普通电机进行控制，KM1、KM2、KM3、KM、KM4、KM5由PLC进行直接控制，五个电机控制相同，其一主电路图如图2-3所示图2-3 电机控制主电路图3个气缸则有气缸压缩机进行供气，由KM6、KM7、K

24、M8直接进行控制。输入电压：AC200240V（带保护地三芯插座）3.2.2 PLC的选择3.2.2.1 PLC的分类目前，在我国PLC的分类还没有一个统一的标准。根据性能和应用范围可将其进行如下分类。1、按性能分类根据PLC的I/O点数、用户程序存储器容量和控制功能的不同，可将其分为小型、中型和大型二类。小型PLC又称低档PLC，它的I/O点数小于128点，用户程序存储器容量小于4K字，功能简单，以开关量控制为主，可实现条件控制、顺序控制、定时记数控制。适用于单机或小规模生产过程。中型PLC又称中档PLC，它的I/O点数在128512点之间，用户程序存储器容量为4K8K字，功能比较丰富、兼有

25、开关量和模拟量的控制能力，具有浮点数运算、数制转换、中断控制、通信联网和PID调节等功能。适用于小型连续生产过程的复杂逻辑控制和闭环过程控制。大型PLC又称高档PLC，它的I/O点数在512点以上，用户程序存储器容量达到8K字以上，控制功能完善，在中档机的基础上，扩大和增加了函数运算、数据库、监视、记录、打印及中断控制、智能控制、远程控制的功能。适用于大规模的过程控制、集散式控制系统和工厂自动化网络。2、按结构分类根据PLC的构成形式，可将PLC分为整体式和机架式 (模块式)两大类。整体式PLC是将CPU、存储单元、输入输出模块和电源部件集中配置在一个机箱内。这种PLC输入输出点数少、体积小，

26、价格低，便于装入设备内部。小型PLC通常采用这种结构。机架式PLC将各单元做成独立的模块，使用时将这些模块分别插入机架底板的插座上。可根据生产实际的控制要求建立模块，构成不同的控制系统。这种PLC输入输出点数多，配置灵活方便，易于扩展。大中型PLC通常采用这种结构。3、按应用范围分类根据应用范围的不同，可将PLC分为通用型和专用型两类。通用型PLC作为标准工业控制装置可在各个领域使用，而专用型PLC是为了某类控制要求专门设计的PLC，如数控机床专用型、锅炉设备专用型、报警监视专用型等。由于应用的专一性，使其控制质量大大提高FX2N系列PLC是功能齐全的中小型PLC，其控制规模包括16点 /32

27、点/48点/64点/80点/128点PLC，输出具有继电器/晶闸管/晶体管输出内置8KB容量的EEPRROM存储器，CPU运算处理速度0.550.7us/基本指令，可连接I/O扩展模块和特殊功能模块。根据控制系统的控制要求可以了解系统所需要的I/O点数，选择FX2N-48MR-001型PLC。3.2.2.2 PLC种类及型号选择PLC种类较多，主要有西门子、三菱、OMRON、FANAC、东芝等，但能配套生产，大、中、小、微型均有配套且目前用得最广泛的的主要是西门子、三菱、OMRON的PLC。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，综合对比三菱FX系列（包括FX0S、F

28、X1S、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：FX2N32MR，合计总数32点16点输入，DC24V，16点继电器输出；尺寸（mm）：2208790，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。FX2N系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2N系列具备如下特点：最大范

29、围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、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应用提供最大的灵活性和控制能力。该型号PLC有16个输入节点，16个输出节点，能够满足系统要求并留有一定的余量3.2.3 传感器的选择3.2.3.1 传感器的简介国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等

30、要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器是一个完整的测量装置（或系统），能把被测非电量转换为与之有确定关系的有用电量输出，以满足信息的传输处理、记录、显示和控制等要求。3传感器一般由敏感元件、变换元件和其他辅助元件组成。但是随着传感器集成技术的发展，传感器的信号调理与转换电路也会安装在传感器的壳体内或者与敏感元件集成在同一芯片之上。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2-4所示。图3-4 传感器的组成示意图敏感元件感受被测量，并输出与被测量成确定关系的其他量的元件，如膜片和波纹管，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

31、元件了。还有一些新型传感器，如压阻式和谐振式压力传感器、差动变压器式位移传感器等，其敏感元件和传感器就完全是融为一体的。变换元件又称传感元件，是传感器的重要组成元件。它可以直接感受被测量（一般为非电量）且输出与被测量成确定关系的电量，如热电偶和热敏电阻。传感元件也可以不直接感受被测量，而只感受与被测量成确定关系的其他非电量。例如，差动变压器式压力传感器，并不直接感受压力，而只是感受与被测压力成确定关系的衔铁位移量，然后输出电量。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能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

32、类，常用的电路有电桥、放大器、振动器和阻抗变换器等。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。3.2.3.2传感器的选择对于金属物料分拣的大、中、小采用3个接近开关进行判断，如图10.1所示。接近开关分别安放于传送带1的上方，并调整好固定高度。2、3、4传送带的启动分别通过安装于传送带前方的光电接近开关进行控制。物料的到位由装设在气缸处的接近开关检测，通过PLC程序控制判断由哪个气缸执行推出并进行计数。采用电感式接近开关，其意图如图2-5所示。这是一种利用涡流感知物体的传感器，它由

33、高平振荡电路、放大电路、整形电路及输出电路组成。振荡器是由绕在铁芯上的线圈而构成的LC振荡电路。振荡器通过传感器的感应面，在其前方产生一个高频交变的电磁场，当外界的金属物体接近这一磁场，并达到感应区时，在金属物体内产生涡流效应，从而导致LC振荡电路震荡减弱或停止振荡，这一振荡变化，被后置电路放大处理并转换为一个具有确定开关的信号从而实现非接触式检测目标。接近开关由于体积小。重复定位精度高、寿命长、抗干扰性好、防尘、防油等特点，被广泛用于各种自动化生产线。传感器的接线方式采用（DC）二线常开（NO）型，如图3-6所示。BrownBlue-+ 图 3-5 电感式接近开关 图 3-6 接近开关连接电

34、路光电开关（观点传感器）是观点接近开关的简称，它是利用被检测物体对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收的光线的强弱或有无对目标物体进行检测。系统采用漫反射式光电开关，它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被测物体经过时，物体将光电开关发射器的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生可开关信号。当检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。对于非金属材料，大、中、小3个接近开关均无检测信号。当工件到达各传送带时，各传送带前方的光电开

35、关动作，启动传送带，实现非金属物料的传送，并通过传送带输出端光电传开关进行计数。第四章 控制系统软件设计4.1软件设计进行控制系统的软件设计前，硬深入了解和分析被控对象的工艺条件和要求，确定I/O设备，分配PLC的I/O点地址，编制I/O分配表，最后根据系统控制要求和控制流程要求进行PLC程序调试。4.1.1 控制系统I/O分配在控制系统中，操作盘的设计如图4-1所示，包括一个启动按钮PB1(X20)和一个停止按钮PB2(X21),以及1、2、3、4段传送带运行指示PL1(Y20)、PL2(Y21)、PL3(Y22)、PL4(Y23)。如图 4-1 操作盘系统的I/O分配如表4-1所示。输入序

36、号输入端子外部元件1X0工件原点位2X1上接近开关3X2中接近开关4X3下接近开关5X42段接近开关6X53段接近开关7X64段接近开关8X7出4段接近开关9X102段到位接近开关10X113段到位接近开关11X124段到位接近开关12X20启动按钮13X21停止按钮输出序号输出端外部元件1Y0供料2Y1传送带13Y2传送带24Y3传送带35Y4传送带46Y5小工件推出7Y6中工件推出8Y7大工件推出9Y20传送带工1作指示10Y21传送带工2作指示11Y22传送带工3作指示12Y23传送带工4作指示I/O分配表图 4-1 系统I/O分配表4.1.2 PLC外部接线图根据系统控制要求和I/O分

37、配表绘制出FX2N型PLC系统接线图如图4-3所示小工件推出传送带4传送带2传送带1X0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X20X21COMY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y20Y21Y22Y23COM工作原点位上接近开关中接近开关下接近开关2段接近开关3段接近开关4段接近开关出4段接近开关2段到位接近开关3段到位接近开关4段到位接近开关启动按钮停止按钮供料传送带3中工件推出大工件推出传送带1工作指示传送带2工作指示传送带3工作指示KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KM8传送带4工作指示如图4-3 FX2N型PLC接线图4.1.3 软件设计这套系统根据控制要求进行软件设计。

38、软件设计的主要工作是完成对物料尺寸大小的判断、传送带的启动和停止控制、物料的推出以及对不同物料进行计数等任务。启动设备的程序。按下启动按钮，X020闭合，M20输出，启动设备；按下停止按钮，则X021断开，M20为0，设备停止。计数执行到设置则M31常闭触电断开，M20为0，设备停止。在设备重新启动时，通过PLS M0指令输出一复位脉冲，实现启动时对定时和计数器的复位。如图4-4X 020 启动M 20 启动中间继电器X 021 停止M 31 计数到设备停M 20 启动中间继电器M 0 复位脉冲如图4-4 启动开始供料及对传送带1的控制。只要有工件到达，Y000输出，启动供料，同时启动1短传送

39、带；当工件到达2段传送带前的光电开关处，X004为1，工件离开1段传送带；通过T20延时10s后，T20常闭触电断开，传送带1停。如果按下停止按钮，M20触点断开，Y001没有输出，传送带1立即停止。如图4-5M 20 启动中间继电器X 000 工件原点位Y 000 供料Y 001 传送带1X 004 2段接近开关T 20 传送带1延时停图4-5 开始供料及传送带1控制通过X001、X002、X003的状态判断工件的大小。当只有X003有输入信号时为小尺寸工件，当只有X003、X002有输入信号时为中尺寸工件，当X001、X002、X003都有输入信号时为打尺寸工件。由于采用电感式接近开关，则

40、当有非金属原件经过时X001、X002、X003均无输入信号。如图4-6M 30 工件分拣完成Y 001 传送带1X 003 下接近开关X 002 中接近开关X 001 上接近开关M 22 小工件M 23 中工件M 24 大工件图 4-6 工件尺寸判断在系统中，2、3、4段传送带的控制通过气前端的光电开关控制。传送带停止的控制包括两方面：一是当工件离开本段传送带，进入下一段传送带时，延时10s后本段传送带停止；二是当工件应在本段分拣，即应在本段通过气缸推出工件时，执行推出动作。如图3-7X 004 2段接近开关Y 002 传送带2T 22 传送带3延时停M 22 小工件X 010 2段到位接近

41、开关Y 002 传送带2X 005 4段接近开关T 22 传送带2延时停 X 005 3段接近开关Y 003 传送带3T 23 传送带3延时停M 23 中工件X 011 3段到位接近开关Y 003 传送带3X 006 4段接近开关T 23 传送带3延时停 X 006 4段接近开关Y 004 传送带4T 24 传送带4延时停M 24 大工件X 012 4段到位接近开关Y 004 传送带4X 007 4段接近开关T 24 传送带4延时停 图 4-7 2、3、4段传送带控制当工件到位时，对应传送带，对应Y005、Y006、Y007输出气缸执行推出动作，同时对工件的数量进行计数。对于非金属物料则通过工

42、件离开分拣装置时的光电开关X007进行检测和计数。如图4-8M 22 小工件X 010 2段到位接近开关Y 005 小工件推出C 22 小工件计数M 23 中工件X 011 3段到位接近开关Y 006 中工件推出C 23 中工件计数M 24 大工件X 012 4段到位接近开关Y 007 大工件推出C 24 大工件计数M 22 小工件M 23 中工件M 24 大工件X 007 出4段接近开关C 25 非金属工件计数如图4-8 不同工件的计数一个工件分拣完成后，需要对工件类型中间寄存器M22、M23、M24复位通过M30实现。同时，还需要对定时器进行复位，保证下一个循环的正常运作。如图4-9Y 0

43、05 小工件推出Y 006 中工件推出Y 007 大工件推出X 007 出4段接近开关M 0 复位脉冲M 30 工件分拣完成T 20 传送带1延时停T 23 传送带2延时停T 24 传送带3延时停如图4-9 工件分拣完成复位程序由于每个分拣筐所能装载的工件数量有限，因此，当达到最大数量时，设备停止，等待更换分拣筐后再重新启动。如图4.3.3.08C 22 小工件计数C 23 中工件计数C 24 大工件计数C 25 非金属工件计数M 31 计数到设备停如图4.1.3.08 计数到设备停当启动设备时，需要计数计数器进行复位，通过启动信号的上升沿脉冲对计数器复位。当M0，对计数器C22、C23、C2

44、4、C25复位。如图4-10 M 0 复位C 22 小工件计数C 23 中工件计数C 24 大工件计数C 25 非金属工件计数如图4-10 启动复位程序各转动带运行的指示灯。如图4-11Y 001 传送带1Y 020 传送带1工作指示Y 002 传送带2Y 021 传送带2工作指示Y 003 传送带3Y 022 传送带3工作指示Y 004 传送带4Y 023 传送带4工作指示如图4-11 传送带运动指令4.1.4 程序逻辑测试利用仿真软件GX-Simulator可将程序在虚拟PLC中启动运行，对程序进行逻辑判断，从而提高程序编写的效率及正确性。按下启动按钮，X020闭合，M20输出，启动设备；

45、按下停止按钮，则X021断开，M20为0，设备停止。计数执行到设置则M31常闭触电断开，M20为0，设备停止。在设备重新启动时，通过PLS M0指令输出一复位脉冲，实现启动时对定时和计数器的复位。开始供料及对传送带1的控制。只要有工件到达，Y000输出，启动供料，同时启动1短传送带；当工件到达2段传送带前的光电开关处，X004为1，工件离开1段传送带；通过T20延时10s后，T20常闭触电断开，传送带1停。如果按下停止按钮，M20触点断开，Y001没有输出，传送带1立即停止。通过X001、X002、X003的状态判断工件的大小。当只有X003有输入信号时为小尺寸工件，当只有X003、X002有

46、输入信号时为中尺寸工件，当X001、X002、X003都有输入信号时为打尺寸工件。由于采用电感式接近开关，则当有非金属原件经过时X001、X002、X003均无输入信号在系统中，2、3、4段传送带的控制通过气前端的光电开关控制。传送带停止的控制包括两方面：一是当工件离开本段传送带，进入下一段传送带时，延时10s后本段传送带停止；二是当工件应在本段分拣，即应在本段通过气缸推出工件时，执行推出动作。当工件到位时，对应传送带，对应Y005、Y006、Y007输出气缸执行推出动作，同时对工件的数量进行计数。对于非金属物料则通过工件离开分拣装置时的光电开关X007进行检测和计数。一个工件分拣完成后，需要

47、对工件类型中间寄存器M22、M23、M24复位通过M30实现。同时，还需要对定时器进行复位，保证下一个循环的正常运作。由于每个分拣筐所能装载的工件数量有限，因此，当达到最大数量时，设备停止，等待更换分拣筐后再重新启动。当启动设备时，需要计数计数器进行复位，通过启动信号的上升沿脉冲对计数器复位。当M0，对计数器C22、C23、C24、C25复位。结 论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，分拣系统能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，受场地原因影响不大。 同时，只要根据不同的分拣对象，对本系统稍加修改即可实现求。本系统采用的可编程控制器，只要结合不同