3.2.1 确定I/O点数

设计的控制要求含有开关输入信号和传感器信号，其中开关输入信号有2个，而电感式、电容式传感器、用于检测某一颜色的传感器、添加的备用传感器、起始处的下料传感器以及计数传感器则构成了6种传感器的信号。系统还有5个用于控制汽缸动作的信号，并且每个汽缸不但有动作的限位，它们还有回位的限位，因而信号有10个。接触器加上电磁阀构成了输出信号。接触器是用来改变电动机的运行状态，5个电磁阀则用于推动汽缸动作。这样系统需要24个I/O点，在这24个点中有18个是输入点，有6个是输出点。

3.2.2 PLC类型的选择

鉴于是用开关量来操作本次的物料分拣设备，以及按照前面确定的I/O点数，本次设计挑选S7-200系列中的CPU226型的PLC。这种PLC共有24个输入点，满足18个输入量的需求；它还有16个输出点，也能够实现要求的6个输出量。

3.2.3 PLC的输入输出端子分配

挑选好PLC后，进行分配本次设计的I/O端子，如下表3-1所示。

表3-1 PLC 输入/输出表

西门子分拣系统接口(I/O) 备注 PLC(I/O) 输 入 部 分

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 UCP(计数传感器) SN(下料传感器) SA(电感式传感器) SB(电容式传感器) SC(颜色传感器) 是否有下料 是否为铁质物料 是否为铝制物料

I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 I2.0 I2.1 输 出 部 分 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5

SD(备用传感器) SFW1(推气缸1动作限位) SEW2(推气缸2动作限位) SFW3(推气缸3动作限位) SFW4(推气缸4动作限位) SFW5(下料气缸动作限位) SBW1(推气缸1回位限位) SBW2(推气缸2回位限位) SBW3(推气缸3回位限位) SBW4(推气缸4回位限位) SBW5(下料气缸回位限位) SB1(启动) SB2(停止) M（传送带电机驱动器) YV1(推气缸1电磁阀) YV2(推气缸2电磁阀) YV3(推气缸3电磁阀) YV4(推气缸4电磁阀) YV5(下料气缸电磁阀) 其它物料 3.2.4 PLC输入输出接线端子图

如图3-2所示为PLC的输入输出的接线图。

图3-2 PLC输入输出接线图

3.3 检测元件与执行装置的选择

本节介绍旋转编码器以及选择的原因，还有电感传感器等的介绍。

3.3.1 旋转编码器

连接着电机的旋转编码器，在本次设计中被当做系统内一种计数器，并且给系统加入脉冲输入。这个信号转变成为位移的变化量，改变在传送带的上面的物块位置。当物料被传送到传感器时，旋转编码器发出信号传送给PLC，以此开始分拣动作，同时，旋转编码器还可以调整步进电机的转速。挑选旋转编码器E6A2CW5C型号并在本次设计中使用,它的原理图如下图3-3所示，实物图如图3-4所示。

图3-3 旋转编码器的原理图

图3-4 旋转编码器的实物图

旋转编码器：旋转编码器是用来测量转速的装置。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。它分为单路输出和双路输出两种。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。编码器如以信号原理来分，可分为增量脉冲编码器（SPC）和绝对脉冲编码器（APC）两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件。编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

旋转编码器的工作原理：由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取，获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D，每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。 由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在