器构成的控制装置。它们的运行方式是不同的：继电器控制装置采用硬接线逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点在继电器控制线路的那个位置会立即同时动作。PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的串行运行方式，即如果一个逻辑线圈被接通或断开，该线圈的程序中所有的触点（包括起常开或常闭触点）不会立即动作，必须等到扫描到该触点时才会动作。而用户最常用的编程语言就是梯形图，梯形图就是从继电器控制电路图演变而来，以图形符号及其相互之间的相互关系表示相互关系。

梯形图编程是各种PC通用的方式。尽管各种PC的指令系统以及指令的助记符不完全相同，但梯形图的设计方法基本上是相同的。首先，梯形图按自上而下，从左至右的顺序排列，每个继电器为一个逻辑行，即一层阶梯。没一逻辑行起于左母线，终于右母线。继电器线圈与右母线直接相连接，不能在继电器线圈与右母线之间连接其它元素。梯形图中，一般情况下，某个编号的继电器线圈只能出现一次，而继电器的接点则可无限引用，既可是常开接点，也可是常闭接点。输入继电器的线圈由输入点上的外部输入信号驱动。因此，梯形图中输入继电器的接点用以表示对应点的输入信号。

语句编程也是各种PC通用的编程方式。通常是根据梯形图来进行语句表编程。由于PC的指令比较简单，所以语句表编程比较简单。首先，对梯形图的的并列支路编程时，先上后下、先左后右。其次，在较复杂的梯形图中，常遇到几个逻辑组相串联或相并联的情况，其逻辑运算比较复杂，编程时需用接点组的串、并联指令，这时需要使用堆栈。

可编程控制器运行时，在系统程序的监视下，按常规的顺序对系统内部的各个任务进行查询、判断和执行，CPU每一个时刻只能执行一个操作，随着时间延伸，一个动作接一个动作顺序执行，这种分时操作过程称为扫

描。扫描过程周而复始的不断循环。一个扫描过程称为扫描周期。在一个扫描周期内，前面执行的结果，马上就可被后面的将要执行的任务所用。 4.1 材料分拣系统的软件设计流程图

本课题要求实现三种物料的分拣，分别是铁质物料、铝质物料、红色物料等。本系统采用可编程控制器来控制分拣系统装置。系统开始运行时，第一个光电传感器首先检测进料槽有无物料，若有开始上料（我设置的是每3秒一次把物料推上传送带），之后启动传送带（系统启动时延迟1秒工作）。传送带启动后，物料到达第一个电感传感器传感器开始检测，若是铁块，推下，不是继续前行。到达第二个电容传感器时又开始检测，若是铝块，推下，不是继续往前传送，到达第三个颜色传感器，开始检测，若是带有颜色的物块，推下，没有继续前行。第四个传感器是备用传感器，它主要起到把前面漏拣的物料分拣下来，只要有物块就推下。这是一个循环过程。若第一个光电传感器没检测到物料，则断电延时器开始记时，到一周期后断电，整个系统停止。直至检测下料槽的光电传感器检测到物料时才会启动整个系统重新开始工作，进行物料分拣。以下是我对于以上设计思路来进行软件程序设计的。

分拣系统的软件设计结构图如图4-1所示。

图4-1 材料分拣系统软件设计流程图

4.2 分拣系统的梯形图设计

根据要求，利用PLC 的基本逻辑指令来实现分拣系统的控制程序编程。

一、首先是进料槽控制部分

开始工作时，如果进料槽有待分拣的物料，则进料槽的光电传感器就接受到信号，然后把信号传送给PLC。PLC通过控制电磁阀来控制气缸推手把物料推入传送带。本设计的是每三秒钟推一次物料。在光电传感器检

测到物料时，程序首先形成自锁，同时记时器1开始记时，气缸推手把物料推入传送带。记时器1和记时器2主要是控制进料槽的推手每三秒工作一次。这样被分拣物料就会有规律的被传送到传送带上被分拣。X000就代表光电传感器的输入信号。X001、X002分别是行程开关，用来控制Y000、Y001。Y000、Y001分别代表是气缸推手工作的前行程开关和后行程开关。下面图4-2就是实现这个功能的梯形图设计。

图4-2 进料槽部分控制梯形图

二、断电延时器部分

我为这个系统设计了断电延时器。是为了防止下料箱没有物料时，通过一个周期记时后发出一个信号使整个系统停止运行，这样可以节省大量的资源。程序启动以后，如果下料箱的传感器检测到没有待分拣物料时，就会启动断电延时器部分。在下面的梯形图中，当第一个光点传感器没检测到信号时，则记时器3开始记时，等12秒一过则通过M102使整个程序停止运行。下图4-3是关于实现这个功能的梯形图设计。

图4-3 断电延时器梯形图

三、检测分拣铁质部分

图 4-4 电感传感器控制部分梯形图

上图4-4是我关于第一个检测铁的电感传感器的工作控制梯形图的设计。X003代表电感传感器，X004、X010都是气缸推手运动的限位开关。系统运行起来后，当物料被传送到第一个传感器下面时，如果是铁的话，则电感传感器就会检测到有信号，此时给相应的电磁阀一个信号，使电磁阀打开，利用空气压缩机的气体动能来推动推手，从而把铁质物料分拣下去。控制推手把物料推下传送带。Y002、Y003分别代表气缸控制推手前行程动作和后行程动作。

四、检测分拣铝质部分

第二个环节是检测分拣铝的部分。我设计的是用电容传感器来检测的。X011是代表电容传感器，X012、X013分别是气缸推手的限位开关。下图4-5是我对于这个环节的设计控制图。原理同上一步一样，它在物料经过它下面的时候进行检测，如果检测到有信号的话说明被分拣的物料是铝，就会发出一个脉冲信号给相应的电磁阀。电磁阀打开，则控制气缸推手动作把铝质物料分拣下来。

图4-5 电容传感器控制部分梯形图 图4-6 颜色传感器控制部分梯形图

五、检测分拣颜色物料部分

前面已经检测铁和铝了，这一部分是检测带有红色的物料。此设计用开关X014来代替颜色传感器，X020、X021分别是气缸推手的限位开关。当有颜色的被分拣物料经过它下面时，如果它检测到有信号时发送一个信号给PLC来控制电磁阀，使气缸推手动作把它分拣下去。上图4-6是实现这个功能的梯形图设计。

六、备用传感器控制分拣部分

为防止所分拣的物料中混有除铁、铝、颜色之外的其它物料分拣不下来，所以设计了备用检测部分。本设计使用光电传感器来实现次功能。光电传感器使用方便、检测准确。只要它检测到有物料时就把信号发送给相应的电磁阀，使它打开，从而启动第5个气缸推手把它分拣下来。如图4-7所示开关X022代表光电传感器，X023、X024分别为限为位开关，Y011、Y012分别是第5个气缸推手的前行程、后行程动作开关。

图4-7 备用传感器检测分拣部分

七、传送带控制部分