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1、目录摘要11 长短物件自动分拣控制的功能要求1.1控制要求21.2 控制系统的操作方式21.3工作原理及操作控制面.32 长短物件自动分拣控制的硬件设计 2.1控制系统的输入输出端口分配4 2.2控制系统的接线图53 长短物件分拣控制系统的软件设计3.1初始化的设定73.2 手动操作方式.73.3 回原点操作方式.83.4 自动操作方式.103.4.1自动程序SFC.103.4.2自动程序梯图123.4.3自动程序指令表194 通电调试，监控运行4.1通电调试，监控运行24参考文献25 长短物件的自动分拣控制 【摘要】本设计主要是用FX-2N系列PLC编写的长短物件自动分拣控制，长短物件自动分
2、拣控制是以PLC控制为核心，根据机械手的工作原理，结合两台电动机，一台电动机驱动传送带传送物件，物件位置传感器和长度判别传感器对物件进行区分，另一台电动机驱动气缸的左右移动将物件投入不同的物件篮。另外根据功能指令IST将物件分拣分为手动操作、回原点操作、自动操作三种方式，其中主要讲的是自动操作方式。本设计内容分为三部分即功能要求、硬件设计、软件设计。【关键字】可编程控制器PLC 功能指IST 梯形图 长度判别传感器 第一章 长短物件自动分拣控制的功能要求1.1控制要求原点：原点为初始状态即设备处于中限位、上限位、手柄为张开状态。 自动生产过程的控制要求为：（1） 启动设备，用物件位置传感器开始
3、检测是否有物件。（2） 若没有检测到物件，启动马达A利用转送带传送物件。（3） 若检测到物件，气缸下降，碰到下限位开关手柄抓起，气缸上升至上限位的同时，用长度叛别传感器叛别物件，若是长物件马达B正转，带动气缸向右移动，到达右限位气缸停止右移，开始下降，下降至下限位，手柄释放物件，计数器记数，气缸上升，上升至上限位马达B反转带动气缸向左移动，碰到中限位停止移动。继续检测物件。（4） 若是短物件，马达B反转带动气缸向左移动，到达左限位气缸停止左移，开始下降，下降至下限位，手柄释放物件，气缸开始上升，计数器记数。上升至上限位马达B正转带动气缸向右移动，碰到中限位停止移动。继续检测物件。（5） 到达原
4、点后，继续循环下一次的运行。执行长短物件自动分拣控制。1.2 控制系统的操作方式在实际生产控制过程中，为了满足生产需要，要求长短物件自动分拣设置三种工作方式，即手动、回原点和自动三大类，手动方式是用各自的按扭使各个负载单独接通或断开的方式，而自动方式又分为全自动、半自动及单步三中工作方式。单步操作：。每按动一次启动按钮、设备只执行一个工步操作。半自动操作：又称单周期运行，设备起始于原点按下启动按钮，就自动运行一个周期，然后停于原点。要重复第二个工作周期，必须再按一下启动按钮。当按动停止按钮，设备立即停车，再按动启动按钮后，设备从断点处继续运行，回到原点自动停止。全自动操作：当气缸回到原点后，检
5、测有无物件，有物件气缸自动下降，手柄接触物件自动抓起后，气缸自动上升后，碰到上限位开关自动向左（右）移。按照工作过程要求不停循环。当按动停止按钮，设备并不立即停车，而是返回原点后停车1.3工作原理及操作控制面 a图 b图 图1-1 长短物件分拣控制示意图 a图 实物图 b图 控制模板图为了便于物件分拣控制系统的调试和维护，在操作面板B图上设置了6个指示灯，分别表示：启动、停止、上限位开关、下限位开关、左限位、中限位、右限位，用指示灯的亮和灭，表示是否到达指定位置。物件分拣的操作控制面板如下：旋转按钮指向 X020表示手动操作、X021表示回原点操作、X022表示单步操作、X023表示半自动操作
6、、X024表示全自动操作。长短物件分拣控制的工作原理：启动设备用物件位置传感器检测有无物件，若没有物件时启动马达A利用转送带转送物件；若有物件气缸自动下降碰到SQ4手柄停止下降转向抓起物件，定时气缸自动上升至SQ5，用长度判别传感器判断物件长短若是长（短）物件马达B正（反）转带动气缸向右（左）移动碰到SQ3（SQ2）气缸停止右（左）移气缸自动下降至SQ4将物件释放到C（D）篮气缸上升至SQ5马达B反（正）转带动气缸向左（右）移动碰到SQ1停止移动，继续检测物件。到达中限位LS1，上限位开关LS5复位，手柄恢复到原始的张开状态（即原位）第2章 长短物件自动分拣控制的硬件设计 控制系统的硬件设计主
7、要是对控制系统输入输出进行定义，以及描绘出PLC的输入输出接线图。2.1控制系统的输入输出端口分配 表2-1地址信号名称输入信号X1SQ1气缸中限位开关X2SQ2气缸左限位开关X3SQ3气缸右限位开关X4SQ4气缸下限位开关X5SQ5气缸上限位开关X6SQ6物件位置感测X7SQ7长度判别感测X10SB1手动气缸下降X11SB2手动气缸上升X12SB3手动气缸向左X13SB4手动气缸向右X14SB5手动手柄抓起X15SB6手动手柄释放X20S0手动操作方式选择X21S1回原点操作方式选择X22S2单步操作方式选择X23S3半自动操作方式选择X24S4全自动操作方式选择X25SB7回原点启动X26
8、SB8自动运行启动X27SB9自动运行停止输出信号Y0KM1手柄Y1KM2马达AY2KM3马达B正转Y3KM4马达B反转Y4KM5气缸上升Y5KM6气缸下降Y6HL1短物件满指示灯Y7HL2长物件满指示灯Y10 FM报警蜂鸣器2.2控制系统的接线图控制系统的接线控制系统的接线图中定义了7个限位开关，分别是：气缸中限位开关X001、气缸左限位开关X002、气缸右限位开关X003、气缸下限位开关X004、气缸上限位开关X005、物件位置传感器检测开关X006、长度判别传感器开关X007；9个按钮开关，分别是：手动气缸下降按钮X010、手动气缸上升按钮X011、手动气缸向左按钮X012、手动气缸向右
9、按钮X013、手动手柄抓起按钮X014、手动手柄释放按钮X015、回原点启动按钮X025、自动启动按钮X026、自动停止按钮X027；SA为控制状态选择开关，可选“手动”、“回原点”、“单步”、“半自动”、“全自动”控制。当为手动控制时，主要用于步进操作，按动相应的手动按钮可校验相应的动作。图2-1 分拣控制系统的接线图第三章 长短物件分拣控制系统的软件设计此设计用了功能指令IST，IST指令对于有多种运行方式的控制系统，能自动进入所设置的运行方式，系统能自动设定与各个运行方式相应的初始状态，包括：手动操作、回原点操作、单步操作、半自动操作、全自动操作这5个方式的动作。3.1初始化的设定根据工
10、作要求，设定初始化位置为气缸上限位，气缸中限位，手柄为松开状态，使原点到达回答信号M8044导通，只要PLC运行处于“RUN”状态，则M8000导通，使用功能指令IST控制系统的初始化的设定如下 IST指令的含义是，X020是操作方式输入的首组件号，S20是自动方式的最小状态号，S50是自动方式的最大状态号。 从首组件号X020开始的连续8个的输入的功能是固定的。当功能指令FNC60满足条件时，下面的初始状态自动被指定如下功能：S0 手动操作初始状态 S1 回原点初始状态S2 自动操作初始状态 M8000 运行监控信号M8002 起始脉冲 M8041 状态转移允许控制信号 M8043 回原点动
11、作结束信号 M8044 原点到达回答信号3.2 手动操作方式 功能指令IST自动规定状态S0为手动操作初始状态，在初始状态下，编入用于手动的各操作程序，手动操作随时可以进行，没有动作时序的要求，所以不需要使用状态元件进行状态的转移。手动操作程序：3-1图手动操作梯形图 上述程序为手动操作程序。在物件的分拣与控制的操作控制面板上，将旋转按扭扳到X020位置，程序自动进入手动操作初始状态S0，按下手动气缸下降按钮X010，禁止气缸上升，使其下降；按下手动手柄抓起按钮X014，置位手柄Y000，使其导通，手柄开始抓起物件，按下手动气缸上升按钮X011，禁止气缸下降，使其上升，按下手动气缸向右按钮X0
12、13同时保证气缸下限位开关X005导通，禁止马达B反转，使其正转。按下手动手柄释放按钮X015，复位手柄Y000，使其松开，手柄释放物件，按下手动气缸向左按钮X012同时保证气缸上限位开关X005导通，禁止马达B正转，使其反转。3.3 回原点操作方式功能指令IST自动规定状态S1为回原点操作初始状态。回原点操作，应该按照规定的步骤进行操作，使用状态元件编程，IST指令自动规定了初始状态S10S19作为回原点用的状态元件。回原点操作程序如下：3-2图 回原点操作SFC3-3图 回原点操作梯形图此程序为实现回原点的程序。在物件的分拣与控制的操作控制面板上，将手柄扳到X021位置，程序自动进入回原点
13、状态S1，当按下回原点启动按钮X025，X025的常开触点闭合导通，置位指令SET使S10置位为1导通。进入状态S10，X007未导通，物件为短物件，并且气缸左限位开关X002导通，置位指令SET置位S11为1导通；X007导通，物件为长物件，并且气缸右限位开关X003导通，置位指令SET置位S12为1导通。进入状态S11，Y002未导通，禁止马达B反转，使其正转。进入状态S12，Y003未导通，禁止马达B正转，使其反转。进入状态S13，复位指令RST复位Y000，禁止手柄抓起物件；Y004未导通，禁止气缸下降使气缸上升，气缸上升至上限位开关X005，使其常开触头闭合，置位指令SET使回原点动作结束信号M8043置位为1导通，当其常开触点导通时， 复位指令RST使状态S13复位。进入状态S11、S12后，若气缸中限位开关导通都将转向转态S1
