基于PLC的工件自动分选装置设计

　　2.1 流程图及控制系统状态分析

　　系统的初始状态为：气缸Z松开、握紧到位SZ传感器为0；气缸Y上极限，上升到位传感器SY+为1；气缸X1右极限，A线右行到位传感器SX1+为1； 气缸X2左极限，B线左行到位传感器SX2-为1。

　　根据系统工作原理，设计出系统流程图（见图3）。经系统识别传感器判断，分别从A线与B线分析自动分选装置的控制流程：

图3 设计出系统流程图

　　若是A线工件则系统对应的电磁阀工作时序为：YVY失电（下降到位传感器SY-为1）、YVZ得电（握紧到位SZ传感器为1，分选装置有物传感器SW为1）、YVY得电（上升到位传感器SY+为1）、YVX1得电（A线左行到位传感器SX1-为1）、YVY失电（下降到位传感器SY-为1）、YVZ失电（握紧到位SZ传感器为0）、YVY得电（上升到位传感器SY+为1，分选装置有物传感器SY为0）、YVX1失电（A线右行到位传感器SX1+为1）回到原位。

　　若是B工件则系统的对应的电磁阀工作时序为：YVY失电（下降到位传感器SY-为1）、YVZ得电（握紧到位SZ传感器为1，机械手有物传感器SW为1）、YVY得电（上升到位传感器SY+为1）、YVX2得电（B线右行到位传感器SX1+为1）、YVY失电（下降到位传感器SY-为1）、YVZ失电（握紧到位SZ传感器为0）、YVY得电（上升到位传感器SY+为1，机械手有物传感器SW为0）、YVX2失电（B线左行到位传感器SX2-为1）回到原位。

　　2.2 PLC设计

　　本系统核心是采用西门子S7-200系列的CPU224的PLC为中央处理单元，输入点有14个点，输出点有10个点。各点的分布情况见图4。输入点分别有信号采集与模式选择2种方式，工件识别传感器通过数据通信口RS-485口与PLC相连，由急停按钮（I0.0）、信号判断采集（I0.1）、位置采集（I0.2~I1.1）、气路保护（I1.5）4部分组成。模式选择分别由自动、手动、停止3部分组成，另增设手动状态下的点动步进开关，作调试或检修过程的步进。

图4 各点的分布情况

　　以A线生产线来说明分选的控制过程（见图5）： 1，下降；2，握紧；3，上升；4，左移；5，下降；6，松开；7，上升；8，右移。下降时的限位状态为：SZ为0、SW为0、SX1+为1、SX1-为0、SY+从1到0、SY-从0到1。以此类推，可以分析出各个状态的行程状态。通过各个状态的行程对A线工作过程的3个二位五通电磁阀进行过程控制，根据工作原理得出图6的电磁阀得电时序图。经过状态逻辑计算，设计出PLC梯形图（略）。

　　2.3 HMI的设计

　　MT500 系列触摸屏专门为工业环境设计，它的适用温度范围 (0～45°C)和PLC 的使用范围是一样的。打开Easy-Manager，选择Easy-Builder，在菜单“编辑”中选择“系统参数”项,在对话框中，PLC类型选择SIEMENS的S7-200，人机类型选择MT510T（640×640），完成参数的设定。

3 结语

　　本系统通过PLC的智能化控制自动生产线上的气动机械手，结构简单、成本低廉、自动化程度高、操作方便，运行一年来性能稳定，可以广泛应用到自卸系统的各个领域，同时也可以作为教学与课程设计的一个实用的范例。