内容发布更新时间 : 2024/11/9 2:40:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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2）输入接线方式

开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式。

汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公共端（COM）；而分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之间是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高，如果输入信号之间不需要分隔，一般选用汇点式的。所以本系统考虑价格便宜问题，且输入信号之间不需要分隔，选用汇点式较合适。

3）输入门槛电平

为了提高系统的可靠性，必须考虑输入门槛电平的大小。门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书。

（2）开关量输出模块的选择

开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号，并实现PLC内外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：

1）输出方式

开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。 继电器输出的价格便宜，既可以用于驱动交流负载，又可用于直流负载，而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小，同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但其属于有触点元件，动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不得超过1HZ）、寿命较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。

对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。

本系统为中小型生产线自动控制系统，需要考虑价格相对要便宜，而本系统对动作速度要求不高，所以选择继电器输出作为输出方式。

2）输出接线方式

开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式。

分组式输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔的，可分别用于驱动不同电源的外部输出设备；分隔式输出是每一个输出点就有一个公共端，各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输出，也有分隔式输出。本系统选择分组式输出。

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3）驱动能力

开关量输出模块的输出电流( 驱动能力) 必须大于PLC外接输出设备的额定电流。用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。 4) 输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关

开关量输出模块的技术指标，它与不同的负载类型密切相关，特别是输出的最大电流。另外，晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。

4.4.2 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。根据前面确定的PLC点数：实际输入点28点，实际输出点12点，综合对比三菱FX系列（包括FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N等）、西门子系列、OMRON系列中I/O点数为48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：FX2N—64MR—001，合计总数64点—32点输入，DC24V，32点继电器输出；尺寸（mm）：220×87×90，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。

该型号PLC有32个输入节点，32个输出节点，能够满足系统要求并留有一定的余量。

4.4.3 I/O点数分配

根据机械手动作流程分析及I/O点数确定，可以确定电气控制系统的I/O点分配，如表4.1、表4.2所示：

表4.1 机械手控制输入点分配表

输入设备 输入页脚内容

输入设备 29

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点号 启动按钮SB1 停止按钮SB2 急停按钮SB3 左旋极限传感器ST2 右旋极限传感器ST3 上升限位传感器ST4 下降限位传感器ST5 手臂缩回限位传感器ST6 手臂伸出限位传感器ST7 工件检测传感器PS1 X011 X010 X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 ST8 超下降限位传感器ST9 超左旋限位传感器ST10 手动 SA 自动 X013 X012 超右旋限位传感器ST11 超伸出限位传感器ST12 复位按钮SB4 X014 超缩回限位传感器ST13 手动上升按钮SB5

表4.2 机械手控制输出点分配表

点号 手动下降按钮SB6 手动左旋按钮SB7 手动右旋按钮SB8 手动伸出按钮SB9 手动缩回按钮SB10 手动吸气按钮SB11 手动放气按钮SB12 超上升限位传感器X016 X017 X020 X021 X022 X023 X024 X025 X026 X027 X030 X031 X032 X015 输出设备 左旋电磁阀6YA 右旋电磁阀5YA 缩回电磁阀2YA 伸出电磁阀1YA 输出点号 Y000 Y001 Y002 Y003 输出设备 吸气电磁阀7YA 放气电磁阀8YA 报警指示灯L11 手动指示灯L12 输出点号 Y006 Y007 Y010 Y011 页脚内容

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上升电磁阀4YA 下降电磁阀3YA

4.4.4 PLC外部接线图

Y004 Y005 自动指示灯L13 原位指示灯L14 Y012 Y013 根据表4.1、4.2分配输入/输出信号与PLC输入/输出接口分配情况及所选定的PLC，得到PLC的外部接线图如图4.1：

图4.1 PLC外部接线图

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4.4.5 机械手控制原理

在PLC的控制下，执行机构可实现手动、自动等多种工作方式。手动：利用按钮对机械手每一动作手动进行控制，可实现上升、下降、前伸、缩回、正转、反转、吸物、放物等操作；自动：按下循环按钮后机械手从原点位置开始连续不断的执行分拣物料的各步。

按下启动按钮SB1，系统初始化→摆动气缸右旋→水平手臂伸出→垂直手臂下降→吸物→垂直手臂上升→水平手臂缩回→摆动气缸左旋→垂直手臂下降→放物→垂直手臂的上升→回初始位置。

(1)系统程序的初始化

按下启动按钮SB1，对控制系统进行功能检测，检测正确后，进入控制系统的软件，开始运行程序。

(2)摆动气缸右旋

初始化程序正常运行后，PLC的输入端X000接通输入，输出端Y001输出，右旋按钮SB8接通，使三位四通电磁换向阀12的5YA得电，摆动气缸会执行右旋的命令。

(3)水平手臂的伸出

摆动气缸右旋到指定位置时（90度），PLC输入端X004接通输入，输出端Y003输出，手臂前伸按钮SB9接通，使三位四通电磁换向阀10的1YA得电，执行手臂前伸动作。

(4)垂直手臂的下降

手臂前伸到指定位置，PLC输入端X010接通输入，输出端Y005输出，小臂下降按钮SB6接通，使三位四通电磁换向阀11的3YA得电，执行垂直手臂的下降动作。

(5)吸物

小臂下降到指定位置，PLC输入端X006接通输入，输出端Y006输出，吸盘吸气按钮SB11接通，二位二通电磁阀13的7YA得电，真空发生器22开始动作，真空吸盘26将物料吸起。

(6)垂直手臂的上升

经滑觉传感器检测到物料已经被吸起时，输出端Y004输出，小臂上升按钮SB5接通，使三位四通电磁阀11的电磁铁4YA得电，执行垂直手臂的上升动作。

(7)水平手臂的回缩

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