一、明確系統(tǒng)控制要求

    大小鐵球分揀機(jī)結(jié)構(gòu)如圖6-13所示。M1為傳送帶電動(dòng)機(jī)，通過(guò)傳送帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂左向或右向移動(dòng)；M2為電磁鐵升降電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)電磁鐵YA上移或下移；SQ1、SQ4、SQ5分別為混裝球箱、小球球箱、大球球箱的定位開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)械手臂移到某球箱上方時(shí)，相應(yīng)的定位開(kāi)關(guān)閉合；SQ6為接近開(kāi)關(guān)，當(dāng)鐵球靠近時(shí)開(kāi)關(guān)閉合，表示電磁鐵下方有球存在。

    大小鐵球分揀機(jī)控制要求及工作過(guò)程如下：

    ①分揀機(jī)要從混裝球箱中將大小球分揀出來(lái)，并將小球放入小球箱內(nèi)，大球放人大球箱內(nèi)。

    ②分揀機(jī)的初始狀態(tài)（原點(diǎn)條件）是機(jī)械手臂應(yīng)停在混裝球箱上方，SQ1、SQ3均閉合。

    ③在工作時(shí)，若SQ6閉合，則電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)電磁鐵下移，2s后，給電磁鐵通電從混裝球箱中吸引鐵球，若此時(shí)SQ2處于斷開(kāi)，表示吸引的是大球，若SQ2處于閉合，則吸引的是小球，然后電磁鐵上移，SQ3閉合后，電動(dòng)機(jī)M1帶動(dòng)機(jī)械手臂右移，如果電磁鐵吸引的為小球，機(jī)械手臂移至SQ4處停止，電磁鐵下移，將小球放入小球箱（讓電磁鐵失電），而后電磁鐵上移，機(jī)械手臂回歸原位，如果電磁鐵吸引的是大球，機(jī)械手臂移至SQ5處停止，電磁鐵下移，將小球放人大球箱，而后電磁鐵上移，機(jī)械手臂回歸原位。

    圖6-13    大小鐵球分揀機(jī)的結(jié)構(gòu)

    二、確定輸入／輸出設(shè)備并分配合適的PLC I／O端子

    大小鐵球分揀機(jī)控制系統(tǒng)用到的輸入／輸出設(shè)備和對(duì)應(yīng)的PLC端子見(jiàn)表6-3。

    表6-3    大小鐵球分揀機(jī)控制采用的輸入／輸出設(shè)備和對(duì)應(yīng)的PLC端子

輸入
輸入設(shè)備	對(duì)應(yīng)端子	功能說(shuō)明
SB1	0. 00	啟動(dòng)控制
SQ1	0. 01	混裝球箱定位
SQ2	0. 02	電磁鐵下限位
SQ3	0. 03	電磁鐵上限位
SQ4	0. 04	小球球箱定位
SQ5	0. 05	大球球箱定位
SQ6	0. 06	鐵球檢測(cè)
輸出
輸出設(shè)備	對(duì)應(yīng)端子	功能說(shuō)明
HL	100.00	工作指示
KM1線圈	100.01	電磁鐵上升控制
KM2線圈	100.02	電磁鐵下降控制
KM3線圈	100.03	機(jī)械手臂左移控制
KM4線圈	100.04	機(jī)械手臂右移控制
KM5線圈	100.05	電磁鐵吸合控制

    三、繪制PLC控制線路圖

    圖6-14為大小鐵球分揀機(jī)的PLC控制線路圖。

    四、編寫(xiě)PLC控制程序

    (1)繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

    分揀機(jī)揀球時(shí)抓的可能為大球，也可能為小球，若抓的為大球時(shí)則執(zhí)行抓取大球控制，若抓的為小球則執(zhí)行抓取小球控制，這是一種選擇性控制，編程時(shí)應(yīng)采用選擇性分支方式。

    圖6-14    大小鐵球分揀機(jī)的PLC控制線路圖

    圖6-15為大小鐵球分揀機(jī)控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。

    圖6-15    大小鐵球分揀機(jī)控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

    (2)繪制梯形圖

    啟動(dòng)CX-編程軟件，根據(jù)如圖6-15所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫(xiě)梯形圖，編寫(xiě)完成的梯形圖如圖6-16所示。

    圖6-16    大小鐵球分揀機(jī)控制的梯形圖

    五詳解硬件線路和梯形圖的工作原理

    下面結(jié)合圖6-13分揀機(jī)結(jié)構(gòu)圖、圖6-14控制線路圖和圖6-16梯形圖來(lái)說(shuō)明分揀機(jī)的工作原理。

    (1)檢測(cè)原點(diǎn)條件

    圖6-16梯形圖中的[0]程序用來(lái)檢測(cè)分揀機(jī)是否滿足原點(diǎn)條件。分揀機(jī)的原點(diǎn)條件有：①機(jī)械手臂停止混裝球箱上方（會(huì)使定位開(kāi)關(guān)SQ1閉合，[0]0.01常開(kāi)觸點(diǎn)閉合）；②電磁鐵處于上限位位置（會(huì)使上限位開(kāi)關(guān)SQ3閉合，[0] 0.03常開(kāi)觸點(diǎn)閉合）；③電磁鐵未通電（Q0.5線圈失電，電磁鐵也無(wú)供電，[0] Q0.5常閉觸點(diǎn)閉合）；④有鐵球處于電磁鐵正下方（會(huì)使鐵球檢測(cè)開(kāi)關(guān)SQ6閉合，[0] 0.06常開(kāi)觸點(diǎn)閉合）。這4點(diǎn)都滿足后，[0] 100. 00線圈得電，[8] 100.00常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，同時(shí)100. 00端子的內(nèi)硬觸點(diǎn)接通，指示燈HL亮，HL不亮，說(shuō)明原點(diǎn)條件不滿足。

    (2)工作過(guò)程

    當(dāng)PLC上電啟動(dòng)時(shí)，A200. 11觸點(diǎn)會(huì)接通一個(gè)掃描周期，執(zhí)行“SNXT W0. 00”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 01步程序。

    當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)→[8]0.00常開(kāi)觸點(diǎn)閉合→由于100. 00觸點(diǎn)閉合，故執(zhí)行“SNXT W0. 01”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 01步程序→[12]P_On觸點(diǎn)閉合→[12]100. 02線圈得電，通過(guò)接觸器KM2使電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)電磁鐵下移，與此同時(shí)，定時(shí)器T0000開(kāi)始2s計(jì)時(shí)→2s后，[12]兩個(gè)T0000常開(kāi)觸點(diǎn)均閉合，若下限位開(kāi)關(guān)SQ2處于閉合，表明電磁鐵接觸為小球，[12] 0.02常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，[12]0.02常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，執(zhí)行“SNXT W0. 02”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 02步程序，開(kāi)始抓小球控制程序，若下限位開(kāi)關(guān)SQ2處于斷開(kāi)，表明電磁鐵接觸為大球，[12] 0.02常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，[12] 0.02常閉觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“SNXTW0. 05”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 05步程序，開(kāi)始抓大球控制程序。

    ①小球抓取控制（W0. 02～W0. 04步程序）。W0. 02步程序被啟動(dòng)后→[24] P_On觸點(diǎn)閉合→100.05線圈被置位，通過(guò)KM5使電磁鐵通電抓住小球，同時(shí)定時(shí)器T0001開(kāi)始1s計(jì)時(shí)→1s后，[24] T0001常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“SNXT W0. 03”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 03步程序→[30] P_On觸點(diǎn)閉合→100. 01線圈得電，通過(guò)KM1使電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)電磁鐵上升→當(dāng)電磁鐵上升到位后，上限位開(kāi)關(guān)QS3閉合，[30] 0.03常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“SNXT W0. 04”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 04步程序→[35] P_On觸點(diǎn)閉合→100. 04線圈得電，通過(guò)KM4使電動(dòng)機(jī)M1驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂右移→當(dāng)機(jī)械手臂移到小球箱上方時(shí)，小球箱定位開(kāi)關(guān)SQ4閉合→[35]0.04常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，100.04線圈失電，機(jī)械手臂停止移動(dòng)，同時(shí)[35]0.04常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“SNXT W0.08”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 08步程序，開(kāi)始放球控制。

    ②放球并返回控制（W0. 08～W0. 11步程序）。W0. 08步程序啟動(dòng)后→[62] P_On觸點(diǎn)閉合，100. 02線圈得電，通過(guò)KM2使電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)電磁鐵下降，當(dāng)下降到位后，下限位開(kāi)關(guān)SQ2閉合→[62]0.02常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“SNXT W0.09”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 09步程序→[67] P_On觸點(diǎn)閉合→100.05線圈被復(fù)位，電磁鐵失電，將球放入球箱，與此同時(shí)，定時(shí)器T0002開(kāi)始1s計(jì)時(shí)→1s后，[67] T0002常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“SNXT W0. 10”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 10步程序→[73] P_On觸點(diǎn)閉合，100. 01線圈得電，通過(guò)KM1使電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)電磁鐵上升→當(dāng)電磁鐵上升到位后，上限位開(kāi)關(guān)SQ3閉合，[73] 0. 03常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“SNXT W0. 11”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 11步程序→[78] P_On觸點(diǎn)閉合，100. 03線圈得電，通過(guò)KM3使電動(dòng)機(jī)M1驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂左移→當(dāng)機(jī)械手臂移到混裝球箱上方時(shí)，混裝球箱定位開(kāi)關(guān)SQ1閉合→[78]0.01常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，100. 03線圈失電，電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)，機(jī)械手臂停止移動(dòng)，與此同時(shí)，[78]0.01常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“SNXTW0. 00”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 00步程序→[8]P_On觸點(diǎn)閉合，若按下啟動(dòng)按鈕SB1，則開(kāi)始下一次抓球過(guò)程。

   ③大球抓取過(guò)程（W0. 05～W0. 07步程序）。W0. 05步程序啟動(dòng)后→[43] P_On觸點(diǎn)閉合，100. 05線圈被置位，通過(guò)KM5使電磁鐵通電抓取大球，同時(shí)定時(shí)器T0001開(kāi)始1s計(jì)時(shí)→1s后，[43] T0001常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“SNXT W0. 06”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 06步程序→[49] P_On觸點(diǎn)閉合，100. 01線圈得電，通過(guò)KM1使電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)電磁鐵上升→當(dāng)電磁鐵上升到位后，上限位開(kāi)關(guān)SQ3閉合，[49]0.03常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“SNXTW0. 07”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 07步程序→[54]P_On觸點(diǎn)閉合，100. 04線圈得電，通過(guò)KM4使電動(dòng)機(jī)M1驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂右移→當(dāng)機(jī)械手臂移到大球箱上方時(shí)，大球箱定位開(kāi)關(guān)SQ5閉合→[54]0.05常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，100. 04線圈失電，機(jī)械手臂停止右移，同時(shí)[54]0. 05常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“SNXT W0.08”指令，轉(zhuǎn)移啟動(dòng)W0. 08步程序，開(kāi)始放球過(guò)程。

    大球的放球與返回控制過(guò)程與小球完全一樣，不再敘述。