基于三菱PLC的物料自动识别缓冲系统课程

1、目录摘要1ABSTRACT2第一章 绪论41.1 物料自动识别缓冲系统及PLC的发展状况41.2 课题的来源以及内容6第二章 三菱PLC的结构和网络82.1 PLC的结构及基本配置82.2 PLC的通信联网10第三章 PLC基本指令系统与指令143.1 PLC指令系统143.2 基本指令14第四章 物料自动识别缓冲系统构成184.1 硬件结构184.2 物料自动识别缓冲系统工作流程19第五章 程序的编写21第六章 程序的调试23第七章 总结247.1 全文总结247.2 心得体会24第八章 致谢25参考文献26附录28物料识别缓冲系统程序28基于三菱PLC的物料自动识别缓冲系统摘要随着社会的不

2、断进步和科技的不断发展，各个争产企业面对越来越激烈的市场竞争，使得他们都迫切的需要改进生产技术，尤其是在需要对物料的识别存储的企业，以往采用人工识别分拣的方法，致使生产效率大大降低，且生产成本大幅上涨，这些不利因素都使得企业的市场竞争力低下，于是物料的制动识别存储成为企业唯一选择。对这一问题，可利用PLC技术实现对物料的自动识别、分拣入库。这一方法大大降低了生产成本并且减少人工出错，提高了生产效率。PLC控制是目前工业上最常用的自动控制方法，控制方便，能够在恶劣环境下工作，这使得在工业上优于单片机控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术巧妙的融合为一体，专为工业控制而设计，具有

3、功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便且体积小、重量轻、能耗低等一系列优点，因此在工业生产上的应用也越来越广泛。本文主要讲述PLC在物料自动识别缓冲系统中的应用，以PLC为主体控制器，结合传感器技术、位置控制等技术和气动装置，实现产品的自动识别、缓冲存储。系统具有自动化程度高、精度高、易于控制、运行稳定等特点。由于具体生产要求的不同，编写的程序之间有着很大的区别，而自动识别缓冲系统的I/O节点很多，要考虑的各个点之间、各个功能之间的相互影响和有可能发生的矛盾，所以在程序的编制上就尽量省去了一些功能，尽可能的表现出PLC物料自动识别缓冲系统代表性的功能：就是要让它有最基本的

4、传送带传送、传感器的自动识别、气动手入库缓冲存储、货料的取出的功能。关键词：PLC系统 自动识别 入库缓冲存储ABSTRACTThe emergence of the automated warehouse is an epoch-making innovation in logistics technology. It is not only revolutionized the storage industry is labor-intensive, inefficient and backwardness, but also greatly expand the warehouse, f

5、rom the simple type of custody to the development of integrated flow-direction. Automated warehouse is top shelf storage of goods, cargo to laneway crane access, and through the surrounding material handling equipment, automatic access Access warehouse job. Programmable controller to its convenient,

6、 simple, and practical features, has won the favor of the majority of manufacturers. PLC powerful, low cost, and thus in the management of the automated warehouse, many manufacturers introduced instead of the traditional PLC control system.PLC control is the most commonly used industrial automatic c

7、ontrol, easy to control, and be able to work in harsh environments, which makes it better than the single-chip control in the industry. PLC traditional relay control technology, clever fusion of computer technology and communication technology as a whole, specifically designed for industrial control

8、, with strong features and a flexible, general-purpose, high reliability, environmental adaptability, programming is simple, easy to use volume , light weight, low energy consumption and a series of advantages, more and more widely in industrial production.This paper describes the PLC in material au

9、tomatically identify the buffer system, PLC as the main controller, combined with sensor technology, position control and pneumatic devices, automatic identification of the product, the buffer storage. The system has a high degree of automation, high precision, easy to control, stable operation.Spec

10、ific requirements, the establishment of the program has a very different, probably because the small difference makes the program may become very complicated, and a lot of braking buffer recognition system I / O nodes to consider various points betweenimpact and contradictions between the various fu

11、nctions, so in the preparation of the program as far as possible eliminating the need for some functions, as far as possible the performance of its representative function: that is to make it automatic recognition of the basic transmission sensorPneumatic storage buffer storage, remove the function

12、of material goods. Keywords：PLC system Automatic Identification Warehousing buffer storage第一章 绪论1.1 物料自动识别缓冲系统及PLC的发展状况一、自动识别缓冲系统物料自动识别缓冲系统是通过传送带将要检测的物料送至光学传感器下，光学传感器会对物料的颜色进行识别，当与传感器识别颜色相匹配颜色的物料传送至光学传感器下时，传感器就会产生电信号，这时，传送带停止传送，并启动气动手，将物料送至对应颜色的库，实验室试验设备分为三个库，分别对应三种不同的颜色，但由于条件有限，物料只设定了两种颜色的物料，分别是蓝色和

13、黄色。三种库包含许多斗式储货架，每一个斗式储货架仅放一个与库相对应颜色的物料，在气动手将物料推入库之前，会有一个传感器对斗式储货架内是否存有物料进行检测，如检测到有物料，则库继续旋转，直到检测到没有物料的斗式储货架，库停止旋转，气动手将物料推送入库。这就实现了对不同颜色物料分拣入库储存。之后就是当堆垛系统需要对物料分颜色堆垛时，对应颜色的库就旋转到另一侧，并对斗式储货架进行是否有物料检测，检测到有物料的时候，库旋转停止，气动手启动，将库内的物料推送至传送带上，传送带将物料送至堆垛系统，进行堆垛。期间，会对传送出的物料进行计数，按照堆垛要求传送相应颜色相应数量的物料。实验室堆垛系统是每五个物料一

14、层，每个货架码两层。物料自动识别缓冲系统只是其中的一个环节，用以实现对物料的分拣。这是物流中非常重要的一个环节。二、PLC的发展现状及趋势自1969年美国第一台可编程控制器面世以来，经历了30多年的发展，可编程控制器已经成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。1969年美国的DEC公司制成了第一台可编程控制器，投入通用汽车公司的生产线控制中取得了极其满意的效果，从此开创了可编程控制器的新纪元。目前，可编程控制器的胜场厂家众多，生产型号、规格多不胜数，但主要分为欧、日、美三大块。在中国市场上，欧洲的代表是西门子、日本的代表是三菱和欧姆龙、美国的代表是AD和GE。各大公司在中国均推出自己

15、的从微型到大型的系列化产品。但是令人遗憾的是，郭灿PLC始终没有突破性的发展，占有市场份额很小。现在随着大规模集成电路的高速发展，PLC得到了迅速的发展，在控制电动机的运行、产品的计数、电磁阀的开闭、温度压力等一系列的设定和控制等方面，PLC正发挥着越发重要的作用。PLC是基于计算机技术和自动控制理论相结合发展而来的，它既不同于一般的计算机，也不同于普通的计算机控制系统。PLC作为一种特殊形式的计算机控制设备，它在系统的结构、硬件的组成、软件的结构、I/O通道和用户界面等诸多方面都有特殊性。从基本原理上看，PLC和PC机是大致相同的，但为了符合现代工业控制的生产要求，PLC使用重复扫描的运行方

16、式，即PLC对全部程序由头至尾进行重复的扫描，直到设备停止运行。由于可编程控制器是以继电器控制为根基，逐渐发展而形成的，才是的PLC有如此独特的运行方式，而CPU对用户程序扫描所使用的时间要比继电器的动作时间短很多，只有采用这种重复循环扫描的工作方式才可以解决时间上的矛盾。正是由于PLC循环扫描的这种特殊的工作方式使得PLC控制系统与普通的计算机控制系统有所区别。虽然由于生产要求的不同PLC的组成各不相同，但是在基本结构上是相同的， 包含CPU、输入输出设备(I/O) 、存储器和其他部件等等。而其中其他的部件又包括编程器、模拟I/O盘、外存储器、扩展接口和通信接口等。PLC是以CPU为工作核心

17、进行运行工作的，通过CPU输入各种指令，以完成运行程序设定的任务，也就是说CPU是PLC的指令中心。PLC的CPU中应用了许多前沿的控制算法，例如自整定、模糊控制和预测控制等。存储器分为两种存储器，一个是随机存储器（即RAM），另一个是只读存储器（即ROM）。随机存储器为程序运行提供了计算程序中间变量和存储实时数据所需的空间；在只读存储器中存储的是程序本身和所有的固定的参数，在程序调试完成后就可以固化。参数和过程状态通过输入输出系统（I/O）被输入到可编程控制器的通道和用以实时控制信号输出的通道，这些通道可以用以开关量输入输出、模拟量的输入输出和脉冲量输入输出等.这些种种有利的条件使的PLC的

18、应用方面十分的广泛。早期的PLC为了响应美国汽车制造业的需求，最初的可编程逻辑控制器是汽车行业的软件通过重新布线取代了硬接线控制面板的生产模式，因此主要用于顺序控制上。所谓的顺序控制，就是按照既定的工艺流程顺序，通过控制信号，生产过程所涉及到的全部执行机构自行按照设定好的程序进行顺序动作。所以随着PLC大量应用与工业生产线，流水线技术也得到了长足的发展。如今可编程控制器大多数都是用于闭环控制。不仅如此，随着可编程控制器通信能力和扩展能力的不断加强，可编程控制器越来越多的被应用到了极其复杂的控制系统当中。可变车管控制器自1969年问世以来，它以继电器控制概念和设计思想为基本，不断加入新兴科技，新

19、兴器件，尤其在和现代高速发展的计算机技术相结合以后，逐渐形成了一门较为独立的新兴技术和具有不同特色的系列产品，同时也逐渐发展成为一种能有效且便捷的解决自动控制问题的方式。PLC因其自身具备完善的功能、模块化的结构、以及开发容易、操作方便、性能稳定、可靠性高的特点，使得PLC在工业生产中得到了广泛的应用。而随着集成电路的高速发展和网络时代的来临，PLC必将能大展身手。伴随着微电子技术、控制技术与信息技术的不断发展，可编程控制器也在不断的发展。可编程控制器的发展趋势主要体现在以下几个方面：1.速度更快，体积更小。尽管可编程控制器的体积已经很小了，但由于微电子技术的发展，电子电路的集成度越来越高，电

20、路板的制作及元件的焊、贴技术不断改进，因而可编程控制器的外型尺寸仍在不断缩小，以便装入任何机器的细小空间中。在体积缩小的同时，芯片的运行速度却越来越快。2.工业控制技术的集成。现在工业要求为其生产控制与生产管理提供一种统一的解决方案，因而各大PLC厂商均努力提高全面解决问题的能力。近年来在这方面发展及其迅速。有实力的生产商滋生配套能力极强，可以为客户提供统一、完善的解决方案。3.开放性及与主流计算机的结合。所谓开放性，体现在制定标准后各合作厂商按标准生产的身背经测试合格后均可直接挂上网，通信畅通无阻。世界上有众多的厂商按标准生产控制设备，使得组态控制系统时有丰富的选择性。4.仿真软件的开发。为

21、了缩短安装调试工期各大厂商均推出自己的仿真的调试环境-模拟/虚拟PLC软件，在用户程序编写完成后即可将程序下载到使用软件模拟/虚拟的PLC中。让用户以虚拟的PLC取代真正的PLC进行程序的运行，在程序运行时，模拟/虚拟PLC的监控方式与真正的PLC的监控方式是完全一样的。使用这种仿真软件，即可实现在无硬件设备的情况下完成程序的调试，大大虽短现场调试工期。5.实现远程服务。以INTERNET为平台，可使用无限全球化的网络进行远程服务，少数高水平专家可为全球用户提供技术支援及服务。1.2 课题的来源以及内容随着科技的高速发展和工业自动化程度的提高，生产企业迫切需求一种能过对物料进行高精度，高效率分

22、拣的自动化设备。从这一现实需求出发，在实验室现有条件下，对PLC物料自动识别缓冲系统进行研究。通过对物料的颜色进行检测，分拣入库，从而实现对不同颜色物料的分库储存。第二章 三菱PLC的结构和网络2.1 PLC的结构及基本配置 一般来讲，从结构上分，PLC可分为两种模式，一种是固定式，另一种是组合式(模块式)。固定式PLC包含以下部件：CPU板、显示面板、I/O板、内存块、电源等，这些元件组合在一起就构成了固定式PLC整体。模块式PLC包含以下部件：CPU模块、内存、I/O模块、电源模块还有底板，这些模块遵循规定组合在一起就构成了组合式PLC也就是模块式。无论是哪种模式的PLC都拥有相同的基本组

23、成，如果按照CPU性能就又可以分成许多的型号，如果按照I/O点数分类又有许多规格。但是无任是上述哪种结构型号规格的可编程控制器，其本质都是总线式开放型的结构，其I/O能力可按照用户需求进行自行的组合和扩展。以下是可编程控制器基本结构图：图 1PLC基本机构1) CPU板的构成PLC的CPU又叫做可编程控制器的单板机。它包括一台基本计算机必需的部件：中央处理器CPU，存储器RAM和ROM，并行接口PIO，串行就扣SIO，时钟CTC。它的作用是对真个可编程控制器的工作进行控制。他的工作分为两个部分：一部分是对系统进行管理，如：自诊断、查错、信息传送时钟、计数刷新等；另一部分就是根据用户程序执行输入

24、输出操作、程序解释执行操作等单板机的CPU芯片岁机型不同而有所不同。例如，F1F2系列为8031，K系列为8085，A系列的高速系统A3H中包含一片80286及另一篇48为 三菱专用逻辑处理芯片。对可编程控制器晕新速度要求越高、信息处理量越大，则CPU的位数也越多、速度也越快。随着超大规模集成电路制造水品的提高，将来的发展趋势是可编程控制器的芯片越来越高档。在FX2N系列中打本分芯片都是采用表面封装技术的芯片。CPU板有两个超大规模集成电路（双CPU），因此，FX2N无论在速度、集成度等方面都极其优秀。单板机中的存储器主要是用于存储系统监控程序以及系统工作区间，并且用于生成用户环境。器容量的大

25、小取决于系统的工作能力及系统程序的质量。单板机中的定时计数器是用于产生系统时钟及用户时钟信息的。在一台单板机中，CTC的数量是有限的，但经过系统监控程序的处理，可以产生几十个甚至数百个相对独立的计数器和定时器。控制CPU的工作是通过CPU控制器实现的，由CPU控制器控制CPU对指令程序的读取、解释及执行。但CPU的工作节奏却是由震荡信号控制，并不由CPU控制器控制。 CPU的运算器用于进行数字或逻辑运算，CPU运算器也是在CPU控制器的控制下工作。 CPU寄存器是用来参与程序运算，并存储程序运算产生的中间结果，CPU寄存器也是在控制器指挥下工作。CPU大致可以划分成以上几个部分， PLC中的C

26、PU芯片实际上就是微处理器，是对电路的高度集成。CPU模块的工作状态的显示、接口及设定或控制开关是CPU模块的外部显示。一般来讲，CPU模块总要有与之对应的状态指示灯，如电源指示灯、运行指示灯、故障指示灯等等。固定式PLC的主体也有这些显示。PLC总线接口、内存接口、外设接口、通讯接口，他们分别是用于连接I/O模板或底板、安装内存部件、连接外部设备、进行相互通讯。CPU模块上还有许多的设定开关，用以对PLC工作进行设定，如设定起始工作方式、内存区等。2) I/O模块PLC通过输入输出部分（I/O）接口与电气回路相连接。将PLC的I/O电路集成成PLC的I/O模块，其输入暂存器和输出点分别反映P

27、LC的输入信号状态和输出锁存器状态。输入模块则是用以将PLC无法识别的电信号变换成可识别的数字信号，然后通过光电耦合口或继电器将信号输入PLC系统，输出模块则与之相反。I/O分为开关量的输入（DI）和输出（DO）、模拟量的输入（AI）和输出（AO）等模块。开关量只有两种状态开或关即0或1；两种状态的信号，而模拟量则是指连续的变化的量。3) 电源模块 在小心可编程控制器内部豆瓣汗一个稳定的电源（FX2N系列为开关电源），其中一部分PLC的电源是与CPU模块合二为一的，另一部分PLC的电源是与CPU模块分开的，其主要作用是为CPU板、I/O模块等内部器件提供一个稳定的工作电源。有些机型，如F1、F

28、2、FX2、FX2N,还向外提供DC24V稳定电源，为外部传感器提供稳定的工作电源。4) 底板 大多数模块式PLC使用底板，其作用分为两方面是：在电气方面，实现各个模块间的相互联系，使CPU能够访问底板上的所有模块；在机械方面，实现各个模块间的相互连接，使各个模块构成一个共同的整体。5) PLC 的外部设备编程器 外部设备是PLC系统中重要组成部分.编程设备：最简单的编程器至少包括一个键盘和一些数码字符显示器。它具有输入编辑、检索程序的功能，同时还具有系统监控的功能。大型的图形编程器，其功能相当于一台独立的专用计算机，它采用更换程序存储器的方法更换系统程序，这种编程器可以脱机独立编写程序，于P

29、LC联机后可以将程序写入或读出PLC，并且可以对程序监控运行。随着个人计算机的日益普及，编程器的一个最新发展趋势就是使用专用的变成软件，在个人计算机实现图形编辑器的功能。这种编程手段最大的一个特点就是可以充分利用个人计算机的资源，大大降低编程器的成本。当然林永IBM台式PC机也有缺点，就是不易安装到现场。2.2 PLC的通信联网为了适应PLC网络化要求和扩大联网功能，几乎全部PLC为了适应可编程控制器网络化的要求和扩大联网功能，全部的可编程控制器厂家都为可编程控制器开发了与上位机通讯的通讯接口或专用通讯模块。一般在小型可编程控制器上都设有 RS422 通讯接口或 RS232C 通讯接口，而在中

30、大型可编程控制器上都设有专用的通讯模块。如：三菱 F 、 F1 、 F2 系列都设有标准的 RS422 接口， FX 系列设有 FX-232AW 接口、 RS232C 用通讯适配器 FX-232ADP 等。可编程控制器正是通过可编程控制器上的 RS422 或 RS232C 接口和计算机上的 RS232C 接口实现了与上位PC机的通讯。可编程控制器与计算机之间的信息交换方式，一般采用字符串、双工或半、异步、串行通信等方式。因此可以这样说，凡具有 RS232C 口并能输入输出字符串的计算机都可以用于和可编程控制器的通讯。PLC具有通信联网的功能，这使得PLC与PLC 之间、PLC与上位PC机以及其

31、他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。在工业控制中，对于控制任务的复杂控制系统，不可能单靠增大PLC的输入、输出点数或改进机型来实现复杂的控制功能，于是便想到将多台PLC相互连接形成网络。要想使多台PLC能联网工作，其硬件和软件都要符合一定的要求。硬件上，一般要增加通信模块、通讯接口、终端适配器、网卡、集线器、调制解调器、缆线等设备或器件；软件上，要按特定的协议，开发具有一定功能的通讯程序和网络系统程序，对PLC的软件、硬件资源进行统一管理和调度。1. PLC网络系统根据PLC网络的连接方式的不同，可将PLC网络结构分为三种基本形式，总线结构、环形结构和星形结构。如

32、图所示，每种结构都有各自得优点和缺点，可根据具体情况选择。三种结构中，总线结构是被运用最广泛的，因其结构简单、可靠性高、易于扩展，这都是总线结构拥有其他结构所无法比拟的优势。图 2总线结构上图为总线结构，下图分别为环形结构和星形结构。图 3环形结构图 4星形结构2. 三菱PLC网络三菱公司的PLC网络继承了传统使用的MELSEC网络，并使其在性能、功能、使用简便等方面更胜一筹。PLC提供了层次清晰的三层网络，针对不同的用途提供给用户需求最相符的网络产品。三菱PLC网络示意图如下：图 5三菱PLC网络示意图3. 三菱FX系列采用RS232实现PLC与PC之间的通讯三菱FX系列PLC提供了4种通讯

33、方式：N网络通讯、无协议串口通讯、平行网络通讯、程序口通讯。如果传输的数据量少，大多数PLC与计算机之间通信均可使用串行通信，通信接口统一使用可编程控制器与工业控制PC机上的RS232 接口。然而使用RS232 方式通讯并不能满足对于功率大、距离长且单机监测信息量多、控制要求复杂的PLC通讯要求，因为RS232 采用非平衡方式传输数据，这种传输方式传输距离过短。于是可以采用RS485 方式进行通讯，RS485对于数据传输方式是使用平衡差动式，这种方式适用于远距离传输，并且抗干扰能力强。第三章 PLC基本指令系统与指令3.1 PLC指令系统PLC最为用户推崇的优点之一就是编程简单。PLC生产厂家

34、很多，但所有的可编程控制器编写程序时均是使用以电气逻辑控制为根本的梯形图。梯形图直接从传统的及电气控制器脱胎而来。梯形图程序简单，动作原理也比较直观，可读性较高，并且考虑到了电气自动化工程师的读图习惯和思考习惯。电气自动化工程师即使没有学习计算机应用技术也可以很容易的接受梯形图，因而梯形图编程方式深受广大电气相关行业人员的欢迎，使得可编程控制器在工业控制领域中得到了广泛的应用。就PLC的计算机系统为而言，采用梯形图编程方式相当于要为计算机系统增加一套高级语言的编译程序，以解释梯形图的意义。这当然占用率PLC系统程序的容量，增加了PLC的运行时间。但是对于一般的控制系统，这些事件是微不足道的。而

35、对于要求速度极高的系统，可以用增加CPU的主机频率的办法满足速度的要求。随着芯片激素的不断提高，这完全不会成为重大的问题。各种牌号的PLC的梯形图形式大同小异，其令系统的内容也大致一样，但形式少有不同，本文后面所介绍到的指令全部是三菱FX2N可编程控制器的基本逻辑指令。3.2 基本指令我们所用的三菱FX2N的PLC一般用：一是梯形图，二是助记符语言表，三是SFC语言（状态转移图）。梯形图编程的优点在于直观易懂，但需要一台PC机及相应的编程软件；助记符形式优点在于便于实验，因为它仅仅需要一台简易的编程器，而不需要昂贵的图形编程器或PC机来编程；而采用状态转移图就可以编制更为复杂的控制系统的控制程

36、序，尤其是可以提高顺序控制的程序的效率。部分PLC还具备能与计算机兼容的C语言、BASIC语言、专用的高级语言例如西门子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP，还有用布尔逻辑语言、通用计算机兼容的汇编语言等。无论如何，不同生产商汇编语言仅仅适用自己的PLC产品。梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用图形符号和其连接顺序来表示所使用的控制指令和控制的前后顺序，梯形图与电气原理图大致相同。梯形图有两种连线：一种是母线而另一种是内部的横竖线。梯形图符号指令通过内部的横竖线连起来组成一个指令组，指令组基本上都是起始于起始指令（LD），然后再使用数个输入指令（包含LD指令），

37、这些指令的连接就构成逻辑条件。然后加上输出类指令，用以控制输出，也可以加上其他的控制指令，使其进行相应指令的控制工作。母线则是用来连接指令组与指令组的。下图是三菱公司的FX2N系列产品的最简单的梯形图例：图 6梯形图它有两组，第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END指令，用以结束程序。梯形图和助记符之间的关系是一一对应的，梯形图的一个指令只可能对应一个助记符指令。而梯形图连线顺序有反应了指令的顺序。一般来讲，运行顺序遵循以下规则：先输入，后输出（包含其他步骤）；从上到下；从左到右。有了梯形图程序必然可以写出与之对应的助记符程序。上面梯形图对应的助记符程序为： 地址 指令 变量0000

38、LD X0000001 OR X0100002 AND NOT X0010003 OUT Y0000004 END 反之有助记符程序也必然可以画出与之对应的梯形图程序。用梯形图或语句表方式编程固然为广大电气技术人员所接受，但是对于比较复杂的顺序控制程序，因为其内部复杂的连锁机制和互动关系，如果使用梯形图程序，梯形图就会冗长且复杂，一般情况下只有熟练的电气程序员才能编写出这么复杂的梯形图程序。而且这么长的梯形图程序需要大量的注释，这些都使得程序的可读性大大下降。近几年，许多新型的PLC不仅是可以使用梯形图语言之外还加上了符合IEC1131-3标准的状态转移图语言（SFC语言）。即使是初学者用状态

39、转移图就可以较为简单的编写出复杂的顺序控制程序，而如果是熟练的电气程序员使用状态转移图后就可以很大程度的提升其工作效率，使用这种方法来调试和运行程序为编程人员提供了大大的方便。IEC1131-3标准中定义的SFC语言是一种通用的流程图语言。即使不同的生产商生产的可编程控制器，其中的SFC语言也是大致一样的，即使有所区别也可以轻易的相互转变。例如，三菱生产的小型可编程控制器就增加了两条步进顺序控制的指令，这两个指令不在基本的逻辑指令之内。与此同时，使用许多状态元件，就可以用与SFC语言相类似的状态转移图方式进行程序的编写。要用及电气梯形图编制顺序控制程序需要有些经验，并且所编制的复杂程序也难于读

40、懂。若及其动作用所谓的状态转移图表示，则编程就很方便。称为“状态”的软元件是构成状态转移图的重要元素。FX2N系列可编程控制器的软件中有900点状态（S0S899）可用于构成状态转移图。其中S0S19用作后面将会叙述的特殊目的，如S0S9称为初始状态，是状态转移图中的起始状态。以下是助记符总汇：图 7助记符第四章 物料自动识别缓冲系统构成4.1 硬件结构物料自动识别缓冲系统主要包括：进货带式传送机构，斗式分选缓冲库，出货带式传送机构。这三个大的部分中间还包括传感器、直流电机、交流异步电机、电磁阀，还涉及到气体传动装置。下图为物料识别缓冲系统正视图和侧视图。图 8正视图图 9侧视图进货传送带：在

41、这里所用的传送带是一字形的，。它属于链式输送机，链条由驱动链轮牵引，物料放在传送带上上，随着链条的运动而向前移动。物料和传送面之间无相对运动。货物在它上面是用链条传送的。它的动作就一个：转和不转，而它的动力来自于一台220伏的交流电机。当通电时，电机转动，带动近距离的那段链条转动，再用齿轮带动另一段链条，这样就可以完成货物的传送。颜色传感器：固定于传送带支架上，分别与三个斗式分选缓冲库对应，用以对固定颜色的物料进行检测。检测到对应颜色就产生电位信号。气动手：在这里有个拣货的装置，也就是气动手了。它是由一个电磁阀来控制的。当电磁阀通电时，它会驱动气动装置，这样就可以驱动它的机械手动作。它的机械手

42、是靠气体传动来推动物料进入斗式分选缓冲库。光学传感器：用以检测机械手是否将物料放在入库带传感器初始端。电容传感器：用以检测斗式储货架内是否有货物，有则产生电信号控制斗式分选缓冲库旋转。出货带式传送机构比进货传送机构少了传感器，但是多来一个物料限位槽，用来调整物料在传送带上的位置。4.2 物料自动识别缓冲系统工作流程在入库传送带的起始端有一个传感器，这个传感器是用以检测入库传送带上面是否有物料被机械手运送过来，当这个传感器识别到有物料的时候，入库传送带就开始运动，物料会随着传送带运动而运动。当物料运动到第一光学传感器下面的时候，光学传感器会对物料的颜色是否为黄色进行识别，如果是，传送带停止，1#

43、传冲库开始旋转，并有一个传感器对斗式货架内是否有货物进行判断，有货物则继续旋转，直到旋转到无货物的斗式货架，这时，1#缓冲库停止旋转，气动手开始动作，将物料推入1#缓冲库。如果黄色识别为否，传送带继续运动，将物料送至蓝色识别传感器下，如果识别为蓝色，则2#缓冲库进行与1#缓冲库相同的动作，将物料推入2#传冲库。如果不为蓝色，则传送带继续运动，将物料送至其他颜色识别的传感器下，进行识别，然后进入3#缓冲库。物料全部入库缓冲存储器来后，执行等待，等到后面的堆垛系统需要进行堆垛时，开始进行出库动作。以1#缓冲库为例，当堆垛系统要对黄色物料进行堆垛时，1#缓冲库开始旋转，这时出库口处有个传感器对斗式货

44、架内进行判断，判断斗式货架内是否有货物，如果没有1#缓冲库继续旋转，直到检测到货架内有物料为止，1#缓冲库停止旋转，气动手开始动作，将斗式货架内的物料推出到出库传送带上面，出库传送带运动，将货物送至堆垛系统。如果堆垛系统要对蓝色或者其他色的物料进行堆垛，2#缓冲库和3#缓冲库进行与1#缓冲库一样的动作。第五章 程序的编写PLC程序的编制，首先要确定所使用的编程元件编号，PLC是按编号来区别操作元件的 。我们选用的FX2N型号的PLC， 在编程的时后我们必须明确的知道，PLC中每个元件是绝不能同时担任几个元件角色的。一般来讲， PLC的输入点数和被控制的对象中的输入信号总数是一一对应的，输出点数

45、和输出控制的回路总数也是一一对应的，如果其中有模拟量，那么模拟量的路数和实际路数也要一一对应起来，故I/O点的分配就是把PLC的入/出点号分配给对应的实际I/O电路，编程时按照点号对应建立逻辑或控制关系，接线时按点号“对号入坐”进行接线 。以下是我在编制此程序前做的PLC的I/O口分配列表：输入X0软元件对应注释图 10X0注释 输出软元件Y0对应注释图 11Y0注释接下来就是对程序的编译，我采用的是梯形图编程，因为梯形图在理解上更为直观。第六章 程序的调试一、 程序的调试方法本次设计基于实验室现有设PLC物料自动识别缓冲系统，于是程序的调试直接在实验设备上进行。如果程序达到了预定的效果，那么

46、程序的设计也就达到了目的。我们使用软件GX DEVELOPER对程序进行编写，首先要在软件GX DEVELOPER对程序进行编写，再将程序在线输入到PLC中，打开PLC的运行开关，就可以看设备的运行了，并且软件GX DEVELOPER可以对程序的运行进行监视。如果有异常的情况发生，立即按下停止键，再查看程序运行监控，看程序是运行到哪一步之后就开始偏离我们预期的设定，发现问题后再对程序有目的修改，再重新将程序载入PLC，再运行，再找问题，就这样反复修改，就可以达到我们的要求的。二、 调试结果在程序的调试中，我遇到了很多的问题，由于实验现有条件的限制，我无法知道斗式分选缓冲库3#上的光学传感是对针

47、对识别什么颜色的，实验室只有两种物料模式，蓝色和黄色，所以在程序的调试中，无法对斗式分选缓冲库3#对应的操作程序进行调试验证。在实验过程中，气动手要频繁充气，有时由于没有及时充气导致气动手停止工作，然而我们并没有发现，于是对程序进行差错，几番调试发现气动手气压过低，又将程序进行修改，并对气动手进行充气。PLC物料自动识别缓冲系统是一套连续的物流系统中的一个部分，包括了物料装配系统、物料自动识别缓冲系统和堆垛系统，三个系统要同时调试，经常导致系统之间的配合出现问题，例如堆垛系统需要的货料足够时，但物料自动识别缓冲系统不知道，还在不断对物料进行输送；再就是两个系统计数系统对物件计数不统一，自动识别

48、缓冲系统传送完十个黄色物料后堆垛系统只计算其中九个，于是堆垛系统等待第十个，而自动识别缓冲系统却已经传送完十个黄色物料，于是开始对蓝色物料进行传送，于是黄色的物料中就掺杂了一个蓝色的物料，没有达到对物料的分拣入库储存的问题。但最后我们还是解决了这些问题，完成了程序设计。第七章 总结7.1 全文总结正式由于学校对PLC这一方面的重视，我们才有这么好的试验设备进行实验操作，关于论文，我主要写到了以下几点：1. 介绍了PLC的发展史和物料自动识别缓冲系，通过PLC现在的发展状态，预测了PLC的发展趋势。我通过大量查阅书籍文献，对PLC的相关只是了解更加的全面。2. 介绍了PLC系统的基本结构和组成。PLC与PLC之间，PLC与上位PC机之前的通讯机制，这里主要介绍的是三菱PLC。通过这部分，我对PLC的基本结构和通信运行原理有了更深刻的理解。3. 主要介绍PLC的基本指令和其系统，这些指令都是PLC程序编写中最基础的运用，通过指令间相互组合，来达到我们预计的目的。这部分使得我对PLC编程指令基础有了更加系统的理解。4. 对实验设备PLC物料自动识别缓冲系统做了一个介绍，讲解了物料自动识别缓冲系统的基本构成和使用目的。试验设备针对性很强，也很有代表性。5. 最后就是程序主体，它