毕业设计（论文）基于人机界面的物料自动分拣装置的PLC控制系统设计.doc

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1、机电一体化系统设计与组建题目： 基于人机界面的物料自动分拣装置的PLC控制系统设计 姓名 学号 专业 机电一体化技术 年级 2012级 指导教师 完成时间 2014年11月11日 摘 要物料自动分拣装置广泛应用于社会各行各业，如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库该装置的应用可以大大提高事业单位在该环节的生产效率。该装置主要使用PLC控制，PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来

2、越广泛。 本文主要讲述在物料自动分拣系统中基于人机界面的PLC应用，利用可编程控制器( PLC),设计成本低、效率高的物料自动分拣装置。以西门子S7-200PLC为主控制器,WinCC flexible组态软件为监控软件，结合气动装置和传感器技术。现场控制物料的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,对不同的分拣对象,稍加修改本系统即可实现要求。关键词:可编程控制器，气动装置，传感器，WinCC flexible组态软件AbstractAutomatic materialsorting devicewidely applied in all walks of life,

3、such as:logistics distribution center,post office,mining,port,dock,warehouse.The application of the devicecan greatly improve theinstitutionsin theaspect of the productionefficiency.The device is mainlythe use of PLCcontrol,the PLC controlisthe most commonly used industrial automationcontrol method,

4、which combines the traditionalrelaycontrol technology,computertechnology and communicationtechnology integration,designed specifically for industrial control,strong functions,universal and flexible,high reliability and environmental adaptability,simple programming,small volume,convenientandlight wei

5、ght,low power consumption,a series of advantagesto use,so the applicationin industry more and more widely.This paperis mainlyabout PLCapplicationbased on human machine interfacein theautomatic sorting system,the use of programmable logic controller(PLC),automatic materialsorting devicedesign oflow c

6、ost and high efficiency.Taking SIEMENSS7-200PLC as the main controller,the WinCCflexible configuration softwareformonitoring software,combined withpneumatic deviceand sensor technology.Automatic sortingfield controlmaterial.The systemhas a high degree of automation,stable operation,high precision,ea

7、sy tocontrol thecharacteristicsof different sorting object,slightly modifiedthe system requirements can be achieved.Keywords: programmablecontroller,a pneumatic device,sensor,WinCCflexible configuration software目 录第一章 绪论 1第一节 物料自动分拣的意义 1 第二节 设计任务要求 1 一、功能要求 1 二、设计要求 2第三节 设计任务分析 2 第二章 物料自动分拣装置结构及总体设计

8、方案 3第一节 物料自动分拣装置总体结构 3 一、总体结构示意图 3 二、上料机构 3 三、分拣装置 4第二节 设计方案 5 一、上料机构 5 二、分拣装置 5第三章 控制系统的硬件设计 6第一节 基本结构 6第二节 主要组成部件 6 一、PLC的型号选择 6 二、电动机及变频器的选取和工作原理 7 三、气动元件的选取及工作原理 10 第四章 控制系统的软件设计 15第一节 I/O分配表 15第二节 PLC硬件接线图 17第三节 软件控制流程图 18第四节 顺序控制功能图 19第五节 PLC的控制程序 19 一、开机清零与工作模式的选择 19 二、启动、自动/单循环、预停的程序 20 三、急停

9、的程序 20 四、警示灯的程序 21 五、计数的程序 22第五章 人机界面的设计 23第一节 组态控制界面的设计 23第二节 组态控制参数及通信参数的设置 23 一、连接的建立 23 二、变量的生成 24 三、按钮置位的设置 24 四、按钮复位的设置 24 五、系统输出部分的组态监控 25 第三节 组态监控功能概述 26第四节 物料自动分拣系统的调试 26第六章 系统成本的估算 27第一节 系统所使用的元件 27第二节 系统的总开支 27结束语 28 致谢 29 参考文献 30 第一章 绪 论第一节 物料自动分拣的意义分拣是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。按分拣的手

10、段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题，利用 PLC

11、 技术设计了一种成本低，效率高的材料自动分拣装置，在材料分拣过程中取得了较好的控制效果。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要求。PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、组态控制技术等内容，是实际工业现场生产设备的微缩模型。应用PLC技术结合气动、传感器和位置

12、控制等技术，设计不同类型材料的自动分拣控制系统。该系统的灵活性较强，程序开发简单，可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求。第二节 设计任务要求一、 功能要求该控制系统应能使物料分拣具有自动循环、单循环、单动作三种工作方式，且能使各种工作方式不相互发生冲突；应能完成铁料、铝料、不同颜色的塑料分拣至不同料槽的控制要求；应具有启动、预停、急停和计数功能；应具有短路保护、过载保护、失压保护等功能。二、 设计要求 应确定具体的控制过程、控制系统的总体及软件设计；确定PLC的型号规格；确定PLC各I/O元件；设计气动系统控制原理图；确定各气动元件；设计电动机及变频器的主电路及控制电路原理图；确定变频器型号及

13、各电气元件；设计物料分拣系统的单动作手动程序、单循环程序、自动循环程序，故障报警和信号显示程序；利用组态的人机界面控制；上机调试程序；进行成本估算。第三节 设计任务分析分拣的物料都是圆柱形规则工件，我们可以先把物料装进一个垂直的套筒，然后就让物料在重力的作用下一个一个的向下移动到推料气缸前，再由气缸将物料推送至传送带。在这个过程中需要设计一个上料机构来完成这一步骤。接着物料到达传送带时，我们要把铁、铝、塑料（黄、蓝色）物料进行分拣，可以用各种传感器来进行物料识别，这就需要设计一个分拣装置。这两个装置可以用接触器控制，也可以用PLC控制，考虑到接线方面的麻烦，决定用PLC来控制整个流程！第二章

14、物料自动分拣装置结构及总体设计方案第一节 物料自动分拣装置总体结构一、 总体结构示意图本装置是由上料机构和分拣机构构成，物料通过上料机构推送至传送带进行分拣。如图2.1所示。图2.1 总体结构示意图二、 上料机构上料机构由料筒、漫反射光电传感器、安装支架、推料气缸、顶料气缸、警示灯等部分组成，如下图2.2所示。 图2.2 上料机构示意图（一） 漫光电检测传感器SJ、SK：检测到有物料时，为PLC提供输入信号，实现气缸的顶料与推料；（二） 顶料气缸：将物料顶住；（三） 推料气缸：将物料推送至传送带；（四） 警示灯：设备急停或过载时警示红灯亮，设备正常运行时警示绿灯亮，料筒缺料时警示黄灯亮。（五）

15、 料筒：用于存放直径100mm的圆柱型工件，料筒侧面有观察槽。（六） 5B1：顶料气缸复位磁性开关，为PLC提供提供输入信号，反馈顶料气缸的位置信息。（七） 6B1：推料气缸复位磁性开关，为PLC提供提供输入信号，反馈推料气缸的位置信息。（八） 安装支架：用于安装料筒和气缸。三、 分拣装置整个分拣装置由气动部件和电气部件两大部分组成。气动部分由空气压缩机、气动三联件、气缸等部件组成；电气部分由PLC、电感传感器、电容传感器、颜色传感器、光电传感器、三相异步电动机、开关电源、电磁阀等部件组成。其外形结构、各传感器位置见图2.1。（一） SG:漫反射光电传感器,当物料被推送至传送带入料口时，为PL

16、C提供输入信号。（二） SC:电感式传感器,检测铁材料，检测距离为25cm。（三） SD:电容传感器,检测铝材料，检测距离为25cm。（四） SE:颜色传感器,用于检测非金属的蓝色物料，检测距离为38cm,检测 距离可通过传感器放大器的点位器调节。（五） SF：漫反射光电传感器传感器，用于检测分拣剩余的黄色塑料物料。 (六) 1B1：磁性开关，气缸缩回到位时，为PLC提供输入信号。(七） 1B2：磁性开关，气缸伸出到位时，为PLC提供输入信号。（八） 1号料槽：用于放置铁物料。（九） 2号料槽：用于放置铝物料。（十） 3号料槽：用于放置蓝色塑料物料。（十一） 4号料槽：用于放置黄色塑料物料。（

17、十二） 传送带：由三相异步电动机拖动，将物料输送到相应的分拣位置。（十三） 三相异步电动机：为传送带提供动力，由变频器控制。第二节 设计方案一、 上料机构启动后，气缸缩回复位，推料气缸光电传感器检测到物料，顶料气缸伸出顶住次层物料。定时器延时2秒后，推料气缸伸出将物料推送到传送带。传送带入料口传感器得到信号，推料气缸缩回，待单次循环结束后，顶料气缸缩回到位，料仓物料在重力作用下自动向下移动一个工件。若顶料气缸传感器未检测到物料，此时黄灯亮，加入物料黄灯灭。二、 分拣机构当传送带入料口漫射式光电传感器检测到物料时，将信号传输给PLC，通过PLC 的程序启动变频器，三相异步电动机正转驱动传送带工作

18、，将工件输送至分拣区，当料槽一电感传感器检测到铁物料时，推料一号气缸动作，将铁物料推入一号料槽，并计数；当料槽二电容传感器检测到铝物料时，推料二气缸动作，将铝物料推入二号料槽，并计数；当料槽三颜色传感器检测到蓝色物料时，推料三气缸动作，将蓝色物料推入三号料槽，并计数；当料槽四漫反射光电传感器检测到分拣剩余的黄色物料时，推料四气缸动作，将黄色物料推入料槽，并计数。分拣装置的一个自动分拣周期结束。第三章 控制系统的硬件设计第一节 基本结构 硬件部分由传感器、可编程控制器、变频器、气缸、三相异步电动机、气体压缩机组成，他们之间的关系如图3.10所示。图3.10 系统的硬件结构框图第二节 主要组成部件

19、一、 PLC的型号选择根据输入输出点数合理选择PLC，由I/O分配表4.1可知使用输入点为24点，使用输出点为10点，考虑到以后使用中的升级、添加功能的需要，点数应略多于现用的点数。对比下表3.1可知。表3.1 S7-200主要技术指标特性CPU221CPU222CPU224CPU226外形尺寸908062908062120.580621908062本机I/O数字量6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出扩展模块0个模块2个模块7个模块7个模块I/O映象区256（128入/128出） 西门子S7-200系列中CPU226 DC/DC/DC有24个输入点和16个输出点，输入输出点较多。所

20、以选择6ES7 216-2AD23-0XB8 CPU226 S7-200CN型号的PLC作为自动分拣装置所用可编程控制器。二、 电动机及变频器的选取和工作原理（一） 电动机的工作原理电动机(Motors)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。（二） 电动机的选择电动机主要带动传送带，要想选择合适的电动机，必须考虑到传送带的工作压力和输送的速度。由于传送带上有

21、五个传感器，所以传送带上最多同时有五个工件，假设都是铁，已知工件的底面直径为100mm，高20mm,密度为kg/。由已知条件可以计算传送带上物料的重量： M=5Sh=53.140.05 0.027.9=6.2kg传送带总长4m,厚0.008m，宽0.15m。材质为橡胶，密度为kg/，传送带重量为：=7.68kg所以传送带的工作压力：F=（6.2+7.68)10=138.8N假设传送带的速度V=0.8m/s，卷筒的直径D=100mm。1） 确定工作机需要的功率和卷筒的转速=0.11kw=152.87r/min2） 初定电机类型和转速初估系统的总效率为0.8-0.9,需要电动机功率为，=0.120

22、.14kw根据PP，则可以选用的电机有Y2-71M1-2、Y2-71M2-2、Y2-71M1-4、Y2-71M2-4四种。以这四种方案做一比较见下表3.2，综合考虑到装置各方面的因素，拟选用电动机的型号为Y2-71M2-4，该电动机的额定功率=0.37kw,转速 =1330r/min.表3.2 电机的型号与参数方案电动机型号额定功率/kw满载转速 r/min额定电流1Y2-71M1-20.3727406.12Y2-71M2-20.5527406.13Y2-71M1-40.2513305.24Y2-71M2-40.3713305.23） 电动机的主电路图 电动机的主电路由刀开关QS、熔断器FU、

23、热继电器FR、变频器组成，它的接线图如图3.11。图3.11 电动机主电路图接线图 合上刀开关QS后，电路通路，变频器得电，控制电动机的转动。当电路过载或短路时，熔断器FU和热继电器FR会切断电路，起到保护电路的作用。(三) 变频器的选择1) 变频器工作原理变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是

24、通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。2）选择变频器的型号考虑到变频器使用的功能以及各系列变频器的特点，最终决定使用西门子MicroMaster 440系列的变频器。该型号变频器有以下几个优点： 易于安装调试； 可由IT中性点不接地电源供电； HMI纯文本面板简化了操作，并支持使用多种外国语言； 动态驱动和制动； 具有各种控制和制动类型； 具有通信功能； 各种通讯接口可确保能够用于最常见的网络应用。 具有过电压/欠电压保护、变频器过热保护、接地故障保护、短路保护。变频器主要是用来控制输送带的电动机，因为所选电动机的功率是0.37kw,且西门子MicroMaster 440系列的变频器

25、工作的功率范围是120W200kw,足够安全，所以选用西门子MicroMaster 440系列变频器。3) 硬件连接 三角形连接为：变频器U、V、W端分别接入电机的U1、V1、W1,电机端U1接V2,V1接W2,W1接U2。图3.12 变频器硬件端子图 变频器控制端口连接为：端子5（DIN1）为正转，端子6（DIN2）为反转，PLC端子公共端接入端子9（lso24V），端子1（10V）和端子2（0V）给电位器供电，端子3(A1N1+)接电位器中间滑点，端子4（A1N11-）接电位器负极以及端子2（0V）。 变频器连接为：L1、L2、L3分别接入三相电源的L1、L2、L3。4) 参数设置电动机的

26、参数设置如下表3.3所示。表3.3 电动机参数设置参数设置出厂值设置值说明P000311设用户访问级为标准级P001001快速调试P010000工作地区，功率KW表示，频率50HZP0304230380电动机额定电压VP03053.255.2电动机额定电流AP03070.750.37电动机额定功率KWP030800.8电动机额定功率因素cosP03105050电动机额定频率HzP031101310电动机额定转速r/min设置完成后，P0010设置为0，变频器处于准备状态，可正常运行。5) 电位器的选择电位器的工作原理：首先在应该选用正比例变化线性的电位器，这种电位器的转动角度基本上跟电阻值的变

27、化成正比例，这样根据电阻器的分压原理，就可以实现旋转角度大小转变成电压大小了。选择的型号是LA42DWQ-22 10K。三、 气动元件的选取及工作原理（一） 气动回路原理图3.13 气动回路图（二） 气源装置由于气路图是并联连接，所以只要计算出最大压力就是气源需要的压力。气动系统装置中，经过分析，顶料气缸需要的压力最大，而且当顶铁物料时需要的压力最大。假设料筒可以装20个物料，已知工件的底面直径为100mm，高20mm，密度为7.9kg/m。由已知条件可以计算出当顶铁物料时，料筒中物料的总重量为，M=20Sh=203.140.027.9=24.8kg经查资料可知铁与塑料的摩擦因数为0.25，所

28、以要想物料不落下，气缸所需要的顶力F，由力的平衡方程可得：=mg=992N 考虑到各种元器件之间的摩擦，最终选择需要的最大压力必须大于992N。空压机的选用是以气压传动系统所需要的工作压力和流量两个参数为依据，根据计算，可选用额定排气压力为0.71MPa的低压空气压缩机。输出流量根据整个气动系统对压缩空气的需要，再加一定的备用余量，作为选择空气压缩机流量的依据。根据估算，选择（流量110/min）的小型空气压缩机。品牌名称：捷顺。型号：js-4003。排气量：0.15/ ，最大工作压力：0.8MPa。（三） 执行元件执行元件主要是气缸，选择双作用气缸，它的工作原理及特点是：压缩空气驱动活塞沿轴

29、线双方向运动，活塞杆伸出和返回的伸出力和速度不相等，压缩空气消耗量也不相等。如图3.14所示。图3.14 双作用气缸我们选用的气缸品牌是亚德客。依据压力换算公式1Kgf/=9.80665N/0.0001=98066.5Pa和表3.4，顶料气缸选用SC8025型号，其余气缸选用SC32150型号。表3.4 亚德客部分双作用气缸参数型号缸径（mm）活塞缸外径（mm）受压面积（）空气压力（压侧）Kgf/空气压力（外径）Kgf/SC802580253150.78136.08SC8015080253150136.08SC321503212432.1632.16(四) 控制元件气动部分主要的控制元件是二位

30、四通单电控电磁换向阀。它的工作原理是利用电磁铁推力和复位弹簧控制阀芯运动，借助阀芯和阀体之间的相对运动，使之与阀体相连的进气管与排气管实现压缩空气的接通、切断和换向。考虑到压力、流量，所以决定选用天榆牌，型号为Q24DH-8 DC24V。它的气动符号图如图3.15所示。图3.15 二位四通单电控电磁换向阀（五） 辅助元件 1） 气源调节装置气源调节装置由过滤器、减压阀和油雾器三部分组成，简称为气动三联件。过滤器用于从压缩空气中进一步除去水分和固体杂质粒子等，减压阀用于将进气调节系统所需的压力；油雾器可以把油滴喷射到压缩空气中，以便对气动元件进行润滑。选择亚德客品牌，型号为AC2000。它的连接

31、图如图3.16所示。图3.16 气动三联件 2） 单向节流阀单向节流阀作用是只允许气体沿一个方向流动，反之则被截止。节流阀利用阀芯与阀口之间的缝隙大小来控制流量，缝隙越小，节流出过流面积越小，通过流量就越少；缝隙越大，通过的流量就越大。单向阀与节流阀就组成了单向节流阀，它只适用于执行元件负载变化很小且速度稳定性要求不高的场合。选择品牌为SMC,型号是AS1201F-M5-04。它的图形符号如图3.17所示。图3.17 单向节流阀（六） 检测元件的选取及工作原理 1） 磁性传感器磁性传感器(简称磁性开关)是一种非接触式位置检测开关，它的工作原理：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信

32、号的器件或装置。选择品牌为SMC，型号是D-C73。该元件位于系统中各气缸的头尾两端，共有12个，用于检测气缸是否动作到位和复位，并为PLC提供输入信号。其图形符号如图3.18所示。图3.18 磁性传感器2） 光电传感器 光电传感器工作原理，在工作时，光电传感器始终发射检测光，若接近开关前方一定距离内没有物体，则没有光被发射到接收器，光电开关处于常态而不动作；反之若接近开关的前方一定距离内出现物体，只要发射回来的光强度足够，则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态。选择品牌为SICK，型号为CDD-11N NPN。该元件位于系统的上料机构、传送带入料口、气缸四前，共有4个，

33、用于检测物料，并为PLC提供输入信号。其图形符号如图3.19所示。图3.19 光电传感器3） 电感传感器 电感传感器的工作原理，它是利用电涡流效应制成的有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理器组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生电涡流。这个电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。选择品牌为OMDHON，型号为PR18-8DN。该元件位于系统的气缸一前，共有1个，用于检测铁物料，并为PLC提供输入信号。其图形符号如图3.20所示。图3.20 电感传感器4） 电容传感器

34、 电容式传感器的基本原理是将被测量的变化转换成传感元件电容量的变化，再经过测量电路将电容量的变化转换成电信号输出。选择品牌为QW前卫，型号为CM18-3008NA。该元件位于系统的气缸二前，共有1个，用于检测铝物料，并为PLC提供输入信号。其图形符号如图3.21所示。图3.21 电容传感器5） 颜色传感器 颜色传感器是将物体颜色同前面已经示教过的参考颜色进行比较来检测颜色的机器我们称之为颜色传感器 。颜色传感器是通过将物体颜色同前面已经示教过的参考颜色进行比较来检测颜色，当两个颜色在一定的误差范围内相吻合时，输出检测结果。品牌为宇铭，型号为E18-F10NK。该元件位于系统的气缸三前，共有1个

35、，用于检测材质为蓝色塑料的物料，并为PLC提供输入信号。其图形符号如图3.22所示。图3.22 颜色传感器第四章 控制系统的软件设计第一节 I/O分配表根据所选择的PLC型号，对本系统中PLC的输入输出端子进行分配，如下表4.1、表4.2所示。表4.1 输入端子分配表PLC地址分拣系统接口备注I0.0SB1启动I0.1SB2计数器复位I0.2SB3急停I0.3SA4动作模式选择I0.4SA5自动/单循环选择，预停I0.5SB6单动作按钮I0.6SJ料槽顶料光电传感器I0.71B2气缸1到位磁性开关I1.02B2气缸2到位磁性开关I1.13B2气缸3到位磁性开关I1.24B2气缸4到位磁性开关I

36、1.3SC电感传感器I1.4SD电容传感器I1.5SE颜色传感器I1.6SF其他光电传感器I1.7SK料槽推料光电传感器I2.05B1顶料气缸复位磁性开关I2.16B1推料气缸复位磁性开关I2.21B1气缸1复位磁性开关I2.32B1气缸2复位磁性开关I2.43B1气缸3复位磁性开关I2.54B1气缸4复位磁性开关I2.6FR过载保护I2.7SG入料口光电传感器表4.2 输出端子分配表PLC地址分拣系统接口备注Q0.0YV1顶料气缸电磁阀伸出Q0.1YV2推料气缸电磁阀伸出Q0.2YV3气缸1电磁阀伸出Q0.3YV4气缸2电磁阀伸出Q0.4YV5气缸3电磁阀伸出Q0.5YV6气缸4电磁阀伸出Q

37、0.6M输出变频器Q0.7L1指示灯黄Q1.0L2指示灯绿Q1.1L3指示灯红第二节 PLC硬件接线图根据表4.1、表4.2可以绘制出PLC的输入输出接线端子图，如图4.10所示。图4.10 PLC硬件接线图第三节 软件控制流程图由分拣控制系统的分拣要求画出控制系统的软件控制流程图，如图4.11所示。图4.11 软件控制流程图 第四节 顺序控制功能图根据系统生产工艺的要求，分析各个设备的操作内容和操作顺序，可画出顺序控制功能图，如图4.12所示。图4.12 顺序控制功能图第五节 PLC的控制程序 根据所绘顺序功能图，在microwin软件中编写梯形图程序。以下为程序简介。一、 开机清零与工作方

38、式的选择如图4.13所示，为程序的开机清零与模式选择，开机时，自动清零。当选择模式时，按下选择按钮“I0.3”，选择需要的工作方式。图4.13 开机清零与工作方式选择二、 启动、单/自动循环、预停的程序 如图4.14所示，为启动、单/自动循环、预停程序，当需要启动时，按下“I0.0”按钮，启动程序。当需要选择单/自动循环时，按下选择按钮“I0.4”，选择单/自动循环，当选择单循环时，可实现预停。图4.14 启动、单/自动循环、预停三、 急停的程序如图4.16所示，需要急停时按下按钮I0.2，系统急停，程序复位，图4.16 急停四、 警示灯的程序（一） 黄灯 如图4.18所示，缺料报警时，黄灯亮

39、：图4.18 缺料报警，黄灯闪烁（二） 绿灯 如图4.19所示，开机启动后，除了故障、缺料时，绿灯亮：图4.19 开机，绿灯亮（三） 红灯 如图4.20所示，急停、过载时，红灯亮：图4.20 急停、过载，红灯亮五、 计数的程序如图4.21所示，为计数程序，当需要复位时，按下按钮I0.1，对计数器进行复位：图4.21 计数第五章 人机界面的设计第一节 组态控制界面的设计打开WinCC flexible这个软件，选定触摸屏型号后，进入它的主界面。设计出监控的画面如图5.1，图5.1 材料分拣系统的组态监控画面第二节 组态控制参数及通信参数的设置一、 连接的建立首先建立通信连接，如图5.2所示。图5

40、.2 通信连接二、 变量的生成使用变量编辑器生成变量，如图5.3所示。图5.3 生成变量三、 按钮置位的设置首先对画面上的按钮进行置位的变量连接设置。例如：单击画面上的启动按钮，在事件里设置SetBit,并与对应的变量连接。具体设置如图5.4所示。图5.4 按钮置位的设置四、 按钮复位的设置对画面上的按钮进行复位的变量连接设置。例如：松开画面上的启动按钮，在事件里设置ResetBit,并与对应的变量连接。具体设置如下图5.5所示。图5.5 按钮复位的设置五、 系统输出部分的组态监控要实现系统输出部分的组态监控，首先要对画面上与输出部分相对应的矩形进行变量连接设置，如图5.6所示。图5.6 矩形变量的连接设置确定变量连接后，再进行动画设置，便可由矩形的外观变化知晓系统输出部分的实际运行情况，达到监控的效果。具体动画设置如图5.7所示。图5.7 矩形动画的设置第三节 组态监控功能概述通过对组态的画面与通讯参数的设置之后就可以对物料分拣进行监控了。按下“启动”按钮，系统启动