浙江水利水电专科学校毕业设计（论文）
简单，有在恶劣环境下工作的高抗干扰能力 ，适应性力。而其体积小，重量轻，价格底等特点，在工业控制应用上越来越广泛，电梯控制系中的应也不例外。PLC的结构原理：不同的生产厂家生产的可编程逻辑控制器的结构及组成基本原理是一样的， PLC的硬件系统主要由中央处理单元（CPU）、输入电/输出器件、存储器（ROM/RAM）、输入/输出扩展接口、外设扩展接口及电源电路等组成。
1.2 PLC的基本工作原理
1）PLC的等效电路
PLC是由以微机为核心的电子部件，可以将它看作是一个由各种继电器、定时器、计数器及状态器组合体。PLC的输入继电器，由外部开关通过输入端来驱动的；PLC内的输出继电器，带有无数内触点和外部输出触点。此外，PLC还有如定时器、计数器、状态寄存器等\软\元件，这些元件带有动作线圈和很多电子常开触点和常闭点，可以在PLC内自由选择使用。
PLC控制系统主要由三部分组成：输入部分、控制部分、输出部分。 2）PLC的工作过程
PLC的工作过程实质上就是执行程序的过程。当PLC运行时，CPU按照分时操作原理每个周期执行一个操作，由于CPU的运算处理速度很快，使得外部出现的结果从宏观来看似乎是同时完成的，种分时操作的过程称为CPU对程序的扫描。
PLC的工作过程分为三个阶段：输入处理、程序执行及输出处理。
1.3 PLC 的功能和优点
1.3.1 PLC的功能
SIMATIC S7-200 系列PLC 适用于各行各业， 各种场合中的检测、监 测及控制的自动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相 连成网络皆能实现复杂控制功能。CPU224 集成14 输入/10 输出共24 个数 字量I/O 点。可连接7 个扩展模块， 最大扩展至168 路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K 字节程序和数据存储空间。6 个独立的30kHz 高速计数器， 2 路独立的20kHz 高速脉冲输出，具有PID 控制器。1 个RS485通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。S7-200 提供了多种功能， 使得在编程与控制时更加灵活方便。指令执行速度高。S7-200 几乎包括了一般计算机所具有的种种基本操作指令。例如：变量赋值，数据存储，计数，装载，传输，比较，
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移位，循环， 求补及子程序的调用等。
（1） 触发中断的信号， 可以用软件中断输入信号的上升沿或下降沿，以便对过程事件做出快速的响应。
（2） 可设定为由时间控制的自动中断， 所设定的时间范围为5MS —255MS （ 步长为1MS ）。
（3）可由计数器自动触发中断，且具有两种不同的触发方式：计数到达预定值触发和改变计数方向的瞬间触发。
1.3.2 可编程控制器PLC 的优点 （1） 可靠性高， 抗干扰能力强 （2）程序简单易学
（3） 功能完善， 适应性强 （4） 用简单， 调试维修方便 （5） 体积小、重量轻、功耗低
1.4 PLC的软件系统
硬件系统和软件相互结合才能构成一个完整PLC控制系统，完成各种复杂的控制功能。PLC的软件系统由系统程序和用用户程序组成。
系统程序（又称系统软件）用于PLC控制系统的管理、服务及对用户程序的编译。系统程序质量的优劣直接影响PLC的性能。系统软件是由PLC生产厂家提供并固化在内部程序存储器中，用户不行存取和修改。
用户程序也称为应用程序或应用软件，它由PLC使用者根据被对象的控制要求用程序语言编制而成。用户程序是通过编程器键入到PLC内，并线性地丰放在由管理程序指定的存储区域内。
小型PLC的用户程序比较简单，通常是顺序编制而成。大中型PLC的用户程序容量较大且比较复杂，为使用户程序编制简单，可以按功能、结构或使用目的将用户程序分为各个程序模块，每个模块各自完成一个确定的功能，然后把它们链接在一起构成一个完整的软件系统。
1.5 PLC的编程语言
PLC的编程语言采用面向顺序控制和面向过程控制的\自然语言\，这些语言包括：梯形图，语名表，控制系统流程图，逻辑方程式或布尔代数式等。现在介绍常
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用的PLC编程语言梯形图。梯形图结构形式类似地传的继电器控制电路，它是由图形符号连接而成，这些符号分别代表常开触点、常闭触点、并联接线、串联接线及继电器线圈等，每个触点和线圈都有一个编码。
2． 物料传送和分拣机构的控制
2.1 物料传送和分拣机构的控制
在机械手分拣装置中，物料经过送料机构、搬运机构之后，就进入了传送和分拣机构。如图1所示，当落料光电传感器检测到有物料后，马上启动输送电动机，；当物料经过推料一位置，如果电感式动作，则说明该物料为金属，则气缸动作将物料推入到金属料槽中；如果物料未被电感式传感器识别，而被输送到推料二位置，此时如果电容式传感器动作，则必定为非金属物料，气缸动作将其推入到塑料槽中。
如图1
物料传送和分拣机构具体包括以下几个部分：
1，落料广电传感器：检测是否有物料到传送带上，并给PLC一个输入信号； 2，放料孔：物料落料位置定位； 3，金属料槽：放置非金属物料； 4，塑料料槽：放置非金属物料； 5，电感式传感器：检测金属材料；
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6，电容式传感器：用于检测非金属材料； 7，三相异步电动机：驱动传送带转动，低速运行； 8，推进气缸：将物料推入料槽，由双向电控气阀控制。
2.2 物料分拣用的检测开关
2.2.1 金属分拣用的电感式传感器
电感式传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的（如图2所示）。
图2
在物料分拣中，电感式传感器工作流程如图3所示，金属物体在接近电感式传感器的振荡感应头时，会在物体内部产生涡流，这个涡流反作用于传感器，使传感器振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种电感式传感器所能检测的物体必须是金属物体。
图3
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2.2.2 物料分拣用的电容式传感器
电容式传感器的感应面由两个同轴金属电极构成，很象“打开的”电容器电极，该两个电极构成一个电容，串接在RC振荡回路内。电源接通时，RC振荡器不振荡，当一目标朝着电容器的电靠近时，电容器的容量增加，振荡器开始振荡。通过后级电路的处理，将振和振荡两种信号转换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在的目的。该传感器能检测金属物体，也能检测非金属物体，对金属物体可以获得最大的动作距离，对非金属物体动作距离决定于材料的介电常数，材料的介电常数越大，可获得的动作距离越大。
如图4所示为电容式传感器工作流程。电容式传感器亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，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。这种传感器的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体，在检测较低介电常数ε的物体时，可以调节传感器的内部电位器来增加感应灵敏度。
图4
由于机械手自动分拣装置的输入和输出点数比较多，对于已经包含了送料机构、搬运机构、物料传送和分拣机构四大部分的设备来说，往往一个主CUP不能满足要求，这就需要进行扩展。
2.3 物料传送与分拣机构的程序编制与调试
2.3.1根据控制工艺，列出物料传送和渐渐机构的输入/输出资源配置，如表1所示。
表4 物料传送与分拣装置的输入/输出资源配置
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