一、明確系統控制要求

    大小鐵球分揀機結構如圖6-13所示。M1為傳送帶電動機，通過傳送帶驅動機械手臂左向或右向移動；M2為電磁鐵升降電動機，用于驅動電磁鐵YA上移或下移；SQ1、SQ4、SQ5分別為混裝球箱、小球球箱、大球球箱的定位開關，當機械手臂移到某球箱上方時，相應的定位開關閉合；SQ6為接近開關，當鐵球靠近時開關閉合，表示電磁鐵下方有球存在。

    大小鐵球分揀機控制要求及工作過程如下：

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

    ②分揀機的初始狀態（原點條件）是機械手臂應停在混裝球箱上方，SQ1、SQ3均閉合。

    ③在工作時，若SQ6閉合，則電動機M2驅動電磁鐵下移，2s后，給電磁鐵通電從混裝球箱中吸引鐵球，若此時SQ2處于斷開，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，電動機M1帶動機械手臂右移，如果電磁鐵吸引的為小球，機械手臂移至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，機械手臂回歸原位，如果電磁鐵吸引的是大球，機械手臂移至SQ5處停止，電磁鐵下移，將小球放人大球箱，而后電磁鐵上移，機械手臂回歸原位。

    圖6-13    大小鐵球分揀機的結構

    二、確定輸入／輸出設備并分配合適的PLC I／O端子

    大小鐵球分揀機控制系統用到的輸入／輸出設備和對應的PLC端子見表6-3。

    表6-3    大小鐵球分揀機控制采用的輸入／輸出設備和對應的PLC端子

輸入
輸入設備	對應端子	功能說明
SB1	0. 00	啟動控制
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
輸出
輸出設備	對應端子	功能說明
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	機械手臂左移控制
KM4線圈	100.04	機械手臂右移控制
KM5線圈	100.05	電磁鐵吸合控制

    三、繪制PLC控制線路圖

    圖6-14為大小鐵球分揀機的PLC控制線路圖。

    四、編寫PLC控制程序

    (1)繪制狀態轉移圖

    分揀機揀球時抓的可能為大球，也可能為小球，若抓的為大球時則執行抓取大球控制，若抓的為小球則執行抓取小球控制，這是一種選擇性控制，編程時應采用選擇性分支方式。

    圖6-14    大小鐵球分揀機的PLC控制線路圖

    圖6-15為大小鐵球分揀機控制的狀態轉移圖。

    圖6-15    大小鐵球分揀機控制的狀態轉移圖

    (2)繪制梯形圖

    啟動CX-編程軟件，根據如圖6-15所示的狀態轉移圖編寫梯形圖，編寫完成的梯形圖如圖6-16所示。

    圖6-16    大小鐵球分揀機控制的梯形圖

    五詳解硬件線路和梯形圖的工作原理

    下面結合圖6-13分揀機結構圖、圖6-14控制線路圖和圖6-16梯形圖來說明分揀機的工作原理。

    (1)檢測原點條件

    圖6-16梯形圖中的[0]程序用來檢測分揀機是否滿足原點條件。分揀機的原點條件有：①機械手臂停止混裝球箱上方（會使定位開關SQ1閉合，[0]0.01常開觸點閉合）；②電磁鐵處于上限位位置（會使上限位開關SQ3閉合，[0] 0.03常開觸點閉合）；③電磁鐵未通電（Q0.5線圈失電，電磁鐵也無供電，[0] Q0.5常閉觸點閉合）；④有鐵球處于電磁鐵正下方（會使鐵球檢測開關SQ6閉合，[0] 0.06常開觸點閉合）。這4點都滿足后，[0] 100. 00線圈得電，[8] 100.00常開觸點閉合，同時100. 00端子的內硬觸點接通，指示燈HL亮，HL不亮，說明原點條件不滿足。

    (2)工作過程

    當PLC上電啟動時，A200. 11觸點會接通一個掃描周期，執行“SNXT W0. 00”指令，轉移啟動W0. 01步程序。

    當按下啟動按鈕SB1時→[8]0.00常開觸點閉合→由于100. 00觸點閉合，故執行“SNXT W0. 01”指令，轉移啟動W0. 01步程序→[12]P_On觸點閉合→[12]100. 02線圈得電，通過接觸器KM2使電動機M2驅動電磁鐵下移，與此同時，定時器T0000開始2s計時→2s后，[12]兩個T0000常開觸點均閉合，若下限位開關SQ2處于閉合，表明電磁鐵接觸為小球，[12] 0.02常開觸點閉合，[12]0.02常閉觸點斷開，執行“SNXT W0. 02”指令，轉移啟動W0. 02步程序，開始抓小球控制程序，若下限位開關SQ2處于斷開，表明電磁鐵接觸為大球，[12] 0.02常開觸點斷開，[12] 0.02常閉觸點閉合，執行“SNXTW0. 05”指令，轉移啟動W0. 05步程序，開始抓大球控制程序。

    ①小球抓取控制（W0. 02～W0. 04步程序）。W0. 02步程序被啟動后→[24] P_On觸點閉合→100.05線圈被置位，通過KM5使電磁鐵通電抓住小球，同時定時器T0001開始1s計時→1s后，[24] T0001常開觸點閉合，執行“SNXT W0. 03”指令，轉移啟動W0. 03步程序→[30] P_On觸點閉合→100. 01線圈得電，通過KM1使電動機M2驅動電磁鐵上升→當電磁鐵上升到位后，上限位開關QS3閉合，[30] 0.03常開觸點閉合，執行“SNXT W0. 04”指令，轉移啟動W0. 04步程序→[35] P_On觸點閉合→100. 04線圈得電，通過KM4使電動機M1驅動機械手臂右移→當機械手臂移到小球箱上方時，小球箱定位開關SQ4閉合→[35]0.04常閉觸點斷開，100.04線圈失電，機械手臂停止移動，同時[35]0.04常開觸點閉合，執行“SNXT W0.08”指令，轉移啟動W0. 08步程序，開始放球控制。

    ②放球并返回控制（W0. 08～W0. 11步程序）。W0. 08步程序啟動后→[62] P_On觸點閉合，100. 02線圈得電，通過KM2使電動機M2驅動電磁鐵下降，當下降到位后，下限位開關SQ2閉合→[62]0.02常開觸點閉合，執行“SNXT W0.09”指令，轉移啟動W0. 09步程序→[67] P_On觸點閉合→100.05線圈被復位，電磁鐵失電，將球放入球箱，與此同時，定時器T0002開始1s計時→1s后，[67] T0002常開觸點閉合，執行“SNXT W0. 10”指令，轉移啟動W0. 10步程序→[73] P_On觸點閉合，100. 01線圈得電，通過KM1使電動機M2驅動電磁鐵上升→當電磁鐵上升到位后，上限位開關SQ3閉合，[73] 0. 03常開觸點閉合，執行“SNXT W0. 11”指令，轉移啟動W0. 11步程序→[78] P_On觸點閉合，100. 03線圈得電，通過KM3使電動機M1驅動機械手臂左移→當機械手臂移到混裝球箱上方時，混裝球箱定位開關SQ1閉合→[78]0.01常閉觸點斷開，100. 03線圈失電，電動機M1停轉，機械手臂停止移動，與此同時，[78]0.01常開觸點閉合，執行“SNXTW0. 00”指令，轉移啟動W0. 00步程序→[8]P_On觸點閉合，若按下啟動按鈕SB1，則開始下一次抓球過程。

   ③大球抓取過程（W0. 05～W0. 07步程序）。W0. 05步程序啟動后→[43] P_On觸點閉合，100. 05線圈被置位，通過KM5使電磁鐵通電抓取大球，同時定時器T0001開始1s計時→1s后，[43] T0001常開觸點閉合，執行“SNXT W0. 06”指令，轉移啟動W0. 06步程序→[49] P_On觸點閉合，100. 01線圈得電，通過KM1使電動機M2驅動電磁鐵上升→當電磁鐵上升到位后，上限位開關SQ3閉合，[49]0.03常開觸點閉合，執行“SNXTW0. 07”指令，轉移啟動W0. 07步程序→[54]P_On觸點閉合，100. 04線圈得電，通過KM4使電動機M1驅動機械手臂右移→當機械手臂移到大球箱上方時，大球箱定位開關SQ5閉合→[54]0.05常閉觸點斷開，100. 04線圈失電，機械手臂停止右移，同時[54]0. 05常開觸點閉合，執行“SNXT W0.08”指令，轉移啟動W0. 08步程序，開始放球過程。

    大球的放球與返回控制過程與小球完全一樣，不再敘述。