广州城市职业学院
学生毕业论文
毕业论文题目机械手分拣设计
教 学 单 位
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指导教师及职称
年 月 日
独 创 性 声 明
本人声明所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师指导下进行的研
究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的
地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，
也不包含为获得广州城市职业学院或其他教育机构的证书而使用过的材
料。与我一同工作的同志对本论文（设计）所做的任何贡献均已在论文
中作了明确的说明并表示谢意。
论文（设计）作者签名： 签字日期： 年 月
日
摘 要：所介绍的电动机械手由电控机械手、yz 轴丝杠组、手转动机构、旋转底盘等
机械部分组成，在 PLC 控制下，它可在行程范围内将物体从一点搬运至另一任意点，
可置放于各种不同生产线或物流流水线中。
关键词：机械手；PLC；步进电机
中图分类号：TP241 文献标志码：A 文章编号：
Design of the Control System of 4-dimension Motor-driven Mechanical Manipulator
Based on PLC
Abstract: Motor-driven mechanical manipulator disscussed in this paper consists of
power-operated mechanical manipulator,y-axis and z-axis screw lever modules ,rotatry
mechanism of manipulator,rotated-plate at the bottom etc. On the control of PLC system,it
can take bodies from one place to another in the range of its journey. It can be placed on
different manufacture assembly lines or goods circulation lines.
Key Words:mechanical manipulator; PLC; step motor
随着微电子技术、计算机和现代控制理论的不断完善，机械手技术也快速发展。
按实现功能和驱动方式划分，机械手可以分为很多种。仅就驱动方式，就有气动（或
液动）、电动和电气混合等。为实现不同的功能，有 3 个自由度的，也有 4、5 个自
由度的，甚至还有 6 个自由度的。本文中，笔者仅论述基于 PLC 技术的 4 个自由度
电动机械手的控制设计，它能满足绝大多数场合的搬运需要，并且可用于教学实验，
具有良好的示范性和教学性。
目 录
1.前 言 ..................................................................................................................................3
2.系统的总体设计及思路 ....................................................................................................3
控制要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
结构框图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
系统框图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5
3.系统的硬件设计 ................................................................................................................6
PLC 的发展概况 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6
PLC 的定义 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6
PLC 的特点 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6
PLC 的应用领域 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙7
三菱 FX 系列 PLC ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙7
机械手∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙8
机械手概况∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙8
传感器∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9
光电式接近开关∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9
对射式光电接近开关∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
反射式光电接近开关∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
漫射式（漫反射式）光电接近开关∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙11
光纤式传感器∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙11
光电传感器在自动检测中的应用∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙12
对射式光电传感器应用∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙12
反射式传感器应用∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙12
漫反射式光电传感器应用∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙12
霍尔传感器∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙13
电子式行程开关∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙13
．Festo 的接近式传感器 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙13
电子式行程开关位置控制装置∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙14
压力传感器∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙14
．传感器的连接方法∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙14
使用电器设备的注意事项∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙15
电气回路连接安全规则∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙15
. 模拟检测∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙15
4.可编程控制器控制部分 ..................................................................................................16
机械手移送工件动作过程∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙17
操作方式概念∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙17
机械手与 PLC 的 I/0（输入/输出端口）∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙22
使用编程软件包（FXGP/WIN—C）对系统进行全过程监控∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙23
摆动机械手的控制∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙25
全系统 PLC 控制程序 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙25
5、结束语 ...........................................................................................................................30
参考文献 .............................................................................................................................30
致 谢 ...................................................................................................................................32
1.前 言
在很长的时间里，分拣工作的进行都是靠人工来完成的，但是随着社
会的不断发展，人民物质文化生活水平日益提高，人工分拣的生产效率
低、成本高等缺点越来越突出。
为了改变落后的生产状态，缓解日趋紧张的供求关系，且市场的竞争
也越来越激烈，因此各个企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效
率，尤其在需要进行材料分拣的企业。而随着科学技术的飞速发展，计
算机的普遍应用，多工步机械手的研究终于得到普及，它可以搬运货物，
分拣物品等，节省了大量的人力无力，效率也提高了不少。
本文就介绍了基于 PLC 控制的自动分拣控制系统，利用气动实现动
作，PLC 作控制器设计了一种成本较低，效率较高的材料自动分拣装置，
在分拣的过程中取得了较好的控制效果。
2.系统的总体设计及思路
控制要求
要求如下：
1） 按下启动按钮后若滑台不在原点，则返回原点
2） 启动电机
3） 放入分拣材料
4） 判断材料的材质和颜色
5） 判断是否到达传动带末端
6） 电机停止
7） 机械手动作
8） 将材料分拣到相应的位置上
9） 机械手回原点
10） 电机启动进入下次分拣
结构框图
该装置包含了 PLC 控制技术、位置检测技术、气动技术等，由 PLC
（三菱 FX1N）、电动机、开关电源、电磁滑、变频器、传感器等器件，
系统的功能子模块有：传动模块；机械手模块（含真空吸放）；气源处理
模块；传感器检测模块；电源模块；可编程控制器模块；变频器模块；
气动电磁阀模块。
具体结构框图如下：
图 系统结构框图
系统框图
系统功能图如下：
3.系统的硬件设计
可
编
程
控
制
器
电容开关
电感开关
光电开关
限 位 开 关
传送带电机
下料汽缸电磁
阀
滑台电磁阀
机械手电磁阀
开始
检查滑台位置
是否在原点
启动电机
放置元件
判断材质
判断颜色
是 否 到 输
送带末端
电机停止
分拣
回到原点
是否到输送
带末端
电机停止
分拣
回到原点
判 断 所 处 模
式
按下开始按钮
N
Y
非
金
手动循环模式
自动循环模式
PLC 的发展概况
PLC 自问世以来，经过 40 多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重
要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量
产值大幅度上升而价格则不断下降。目前，世界上有 200 多个厂家生产 PLC，较有
名的：美国：AB 通用电气、莫迪康公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；
德国：西门子公司；法国：TE 斯耐德公司；韩国：三星、LG 公司等。
PLC 的定义
PLC 即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础
的 新 型 工 业 控 制 装 置 。 在 1987 年 国 际 电 工 委 员 会 （ International Electrical
Committee）颁布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了如下定义：“PLC 是一种专门为在工
业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，
用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，
并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及
其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的
原则而设计。”
PLC 的特点
1）可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采
用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。
例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。一些使用冗余
CPU 的 PLC 的平均无故障工作时间则更长。从 PLC 的机外电路来说，使用 PLC 构
成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数
百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 带有硬件故障自我检测功能，
出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故
障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，
整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2）配套齐全，功能完善，适用性强
PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规
模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的数据运算能
力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了
位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC 通信能力的增强及人机界
面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。
3）易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语
言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相
当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。
为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开
了方便之门。
4）统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计
及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改
变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
5）体积小，重量轻，能耗低
以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗
仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
PLC 的应用领域
目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、
汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下
几类：
1）开关量的逻辑控制
这是 PLC 最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、
顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑
机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2）模拟量控制
在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等
都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字
量（Digital）之间的 A/D 转换及 D/A 转换。PLC 厂家都生产配套的 A/D 和 D/A 转换
模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
3）运动控制
PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开
关量 I/O 模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可
驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要 PLC 厂家的产
品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4）过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC
能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID 调节是一般闭环控制系统中用
得较多的调节方法。大中型 PLC 都有 PID 模块，目前许多小型 PLC 也具有此功能模
块。PID 处理一般是运行专用的 PID 子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅
炉控制等场合有非常广泛的应用。
5）数据处理
现代 PLC 具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、
排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与
存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到
别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制
的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型
控制系统。
6）通信及联网
PLC 通信含 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，
工厂自动化网络发展得很快，各 PLC 厂商都十分重视 PLC 的通信功能，纷纷推出各
自的网络系统。新近生产的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。
三菱 FX 系列 PLC
在 FX 系列中，除了基本的指令表编程方式外，还可以采用梯形图编程及对应机
械动作流程进行顺序设计的 SFC 顺序功能图编程，而且这些程序可相互转换，FX 系
列还设置了高数计数器，对来自特定的输入继电器的高脉冲进行中断处理，扩大了
PLC 的应用领域；而本设计所用到的 FX2N PLC 更可以采用作为扩展设备的硬件计
数器，可获取最高 50KHz 的高速脉冲。
机械手
机械手是机器人的一个重要分支 ，它的特点是可通过编程来完成各种预期的任
务，而准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前
景。
机械手概况
工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发
和设计是从二十世纪中叶开始的.我国的工业机械手是从 80 年代"七五"科技攻关开
始起步,在国家的支持下,通过"七五","八五"科技攻关,目前已经基本掌握了机械手操
作机的设计制造技术,控制系统硬件和软件设计技术,运动学和轨迹规划技术,生产了
部分机器人关键元器件，开发出喷漆，孤焊，点焊，装配，搬运等机器人。世界工
业机械手的数目虽然每年在递增，但市场是波浪式向前发展的。在新世纪的曙光下
人们追求更舒适的工作条件，恶劣危险的劳动环境都需要用机器人代替人工。随着
机器人应用的深化和渗透，工业机械手在汽车行业中还在不断开辟着新用途。机械
手的发展也已经由最初的液压，气压控制开始向人工智能化转变，并且随着电子技
术的发展和科技的不断进步，这项技术将日益完善。
本设计所用的就是气动式的机械手，拾取和释放材料都是由气压控制。
把组装完成的工件送到与该系统配套使用的传送带分拣工作站中继续工作过程。
图 模块化自动生产加工系统（MPS）外形图
图 模块化加工生产系统（MPS）结构图
传感器
机械手动作的时机需要传感器来给予，本设计所要用到的传感器包括：电感接近
开关，电容接近开关，光电传感器，滑台限位开关。其中，电感接近开关用于判断
元件在传送带上的位置，电容接近开关用于判断元件的材质，光电传感器用于判断
元件颜色，滑台限位开关是判断滑台的位置。
图 电容式传感器应用 图 电容式接近开关图形符号
电容式传感器在自动检测中的应用:由于电容传感器根据其感应灵敏度可以检测不同
材质的工件。如图 所示，在自动生产线上可以检测出工件是否金属或塑料、塑料
或瓷器等等，用以控制计数器计数或下一个加工步骤等。
光电式接近开关 光
电式传感器是用光电转换器件作敏感元件、将光信号转换为电信号的装置。光电式
传感器的种类很多，按照其输出信号的形式，可以分为模拟式、数字式、开关量输
出式。
以开关量形式输出的光电传感器，即为光电式接近开关。
光电式接近开关,利用光电效应制成的传感器称为光电式传感器。光电式传感器的种
类很多，其中输出形式为开关量的传感器为光电式接近开关。
（1）光电式接近开关主要由光发射器和光接收器组成。
（2）光发射器用于发射红外光或可见光。
（3）光接收器用于接收发射器发射的光，并将光信号转换成电信号以开关量形式输
出。
（4）按照接收器接收光的方式不同，光电式接近开关可以分为对射式、反射式和漫
射式三种。光发射器和光接收器也有一体式和分体式两种。
对射式光电接近开关
对射式光电接近开关是指光发射器（光发射器探头或光源探头）与光接收器（光
接收器探头）处于相对的位置工作的光电接近开关。其原理和外形如图 、图
所示。
图 对射式接近开关的工作原理
图 对射式接近开关外形图
反射式光电接近开关
反射式光电接近开关的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且光发射器与光
接收器为一体化的结构，在其相对的位置上安置一个反光镜，光发射器发出的光经
反光镜反射回来后由光接收器接收。其原理和外形如图 所示。
图 反射式光电接近开关的工作原理及其外形图
漫射式（漫反射式）光电接近开关
漫射式光电接近开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，
由于物体反射的光线为漫射光，故该种传感器称为漫射式光电接近开关。 其原理和
外形如图 所示。
图 漫射式光电接近开关的工作原理及其外形图
光纤式传感器
光纤电缆由一束玻璃纤维或由一条或几条合成纤维组成。光纤能将光从一处传导
到另一处,甚至绕过拐角处。其 工作原理是通过内部反射介质传递光 线。光线通过
具有高折射率的光纤材 料和低折射率护套内表面,由此形成的 光纤在光纤内的反射
式传递。
光纤由芯部(高折射率)和护套(低折射率)组成。在光纤内,光被不断来回反射, 产生全
内反射,因而光能通过曲线路径。光纤式传感器外形如图 所示。
图 光纤式传感器外形图
6．光电式接近开关的图形符号如图 所示。
图 光电式接近开关的图形符号
光电传感器在自动检测中的应用
对射式光电传感器应用
用两个对射式光电传感器检测传送带的张力，如图 所示。在正常情况下，
传送带的传送速度应保持一定的范围内，即 V1 和 V2 的带速度应为一致。即传感器
A 有信号，B 没有信号。如果在某一时刻 A 和 B 都有信号，这就表明 V2 传送出现
问题，这样会在送入和输出机构之间出现带子重叠，这个时候必须减小送入带速
V1。如果在某一时刻 A 和 B 都没有信号，这就表明了 V1 的送入速度出现问题，这
就应相应地增大 V1 或减小 V2 的速度进行控制。
图 对射式光电传感器应用
反射式传感器应用
使用反射式传感器来控制大门的开、闭。如果传感器检测到可感应的介质工件
经过，则有相应的信号输出，如图 所示。
图 反射式传感器应用
漫反射式光电传感器应用
在一个产品分类站上，不同表面特性和不同颜色的产品（介质）要区分开来，
这可以用一个漫反射式光电传感器来检测。如图 所示。如同时使用三种不同的
颜色的产品，白色的金属、红色的塑料和黑色的塑料。根据工件颜色反射的的不同
可以区分出白色和红色，以及没有反射的黑色，如再要区分金属和塑料则使用电感
传感器就可以了。
图 漫反射式光电传感器应用
霍尔传感器
Festo 的霍尔传感器为微型和精密气爪而特殊设计,它们只用一个传感 器和一个
电子信号值比较单元检测 三个气爪位置。采用霍尔传感器时 SMH-AE1-…-M12 电
子信号值比较单元是必需的。这个单元允许通过电位计独立设定三个开关点，这三
个开关点能够作为三个电子信号分 接到电子信号值比较单元的五针 M12 插头上。
气爪活塞上集成有磁铁，随着距离 的变化磁场强度也在发生变化，于是传感器
产生一个模拟量电信号（与磁场强度成比例关系），通过信号值比较单元模拟量信号
被转换成 数字量信号。霍尔传感器符号如图 所示。
图 霍尔传感器符号
电子式行程开关
．Festo 的接近式传感器
Festo 的接近式传感器为位置传感器，是专门为 Festo 驱动器而配套设计的。这些
传感器可直接安装于驱动器上也可通过特定的安装附件进行安装。只有在驱动器的
活塞上加上永磁体，才能使接 近式传感器工作。
接近式传感器在气缸上的位置可以通过机械方式加以调整并固定。一旦气缸活
塞 回复到这一位置，切换信号的状态就会发生变化。电子式行程开关外形及符号如
图 所示。
图 电子式行程开关外形及符号
电子式行程开关位置控制装置
为了知道气缸活塞的两个绝对位置（最内端和最外端），就可以用两个磁感应传
感器来检测。如图 所示。在气缸活塞环上，包有一层永久磁铁。当活塞往外运
动到最外端时，传感器 A 就发出信号（一般传感器上有指示灯），当活活塞往内运动
到最内端时，传感器 B 就发出信号。这样就可以检测气缸活塞的位置。
图 位置控制检测
压力传感器
压力传感器用于气爪夹紧力的设定和检测控制。压力传感器是压力开关和模块
化压力传感器系统，启动压力能进行调节。特点是：装配更方面，启动速度更快，
显示更好（采用数字式显示）。压力传感器外形及符号如图 所示。
图 压力传感器外形及符号图
．传感器的连接方法
本单元机械零部件及气动控制回路安装无误后，进行电气回路的安装。电气回
路由信号输入回路和输出控制回路组成。信号输入回路主要读取运行过程中的各种
位置及压力信号，由各种传感器检测并转换为相应的开关量信号，通过 I/O 接线端口
输入端用数据电缆连接 PLC 相应的 I 端口。输出控制回路是 PLC 输出端 O 端用数据
电缆连接 I/O 端口再连接相应的电磁阀从而控制各种功能的实现。
I/O 接线端口如图 所示，有 8 个输入端及 8 个输出端，每个输入、输出接线
端上装有 LED，可显示回路状态以及用于系统纠错。并且，在每一个端子旁都有数
字标号，以说明端子的位地址，是 PLC 与输入、输出设备连结的桥梁。接线端口通
过导轨固定在铝合金板上。
图 I/O 接线端口
使用电器设备的注意事项
1.电气插座不得过荷。
2.在修理或调试设备前，应先切断电源。
3.不使用设备时应切断电源。
4.所有电气设备必须接地线。
5.切勿在手湿时接触电器设备。
电气回路连接安全规则
1.电气连接完成前不能通电。
2.在安全电压下操作，工作电压 24VDC。
. 模拟检测
电气回路连接完毕检查无误，应使用数字量仿真盒（SIMBOX）连接 I/O 接线端
端口模拟控制全过程进行试运行。数字量仿真盒如图 所示。数字量仿真盒具有
模拟 MPS 工作站或 PLC 输入信号，显示输出信号数字的功能，可完成下列操作：
1．测试 PLC 程序时，模拟输入。
2．设定输出信号（独立 24V 电源供电）进一步完成 MPS 工作站的操作。
图 数字量仿真盒
使用时把数字量仿真盒与 I/O 模块的电缆线接头连接，首先接通电源（暂不接通
气源），由于推料缸两端安装有磁感应开关在两个极限位置，在两个极限位置时，传
感器上 LED 指示灯、I/O 接线端口及数字量仿真盒相应指示亮，表示位置到达及能
进行检测，磁传感器安装位置可以进行调整。摆动气缸转位到达，I/O 接线端口及数
字量仿真盒相应指示灯亮，如调整微动开关的位置可使摆动气缸的转位角度改变。
接通气源，板动数字量仿真盒上相应的 O 输出开关，则控制相应气动动作。例
如板动 O1 开关，将产生真空吸力，如吸附工件则真空检测开关 LED 指示灯、I/O 接
线端口及数字量仿真盒相应指示亮，表示已达到设定的真空压力。板动 O4 开关，摆
动气缸摆向下一站。如此将整个控制顺序与传感器输入信号指示模拟运行，并进行
相应的调整，模拟运行如与设计一致后可接入 PLC，实现全程序自动运行。
4.可编程控制器控制部分
该系统可安装三菱、西门子、欧姆龙、松下等各种型号的 PLC 进行控制。可编
程序控制器 PLC 如图 所示。是目前在自动控制领域中使用最广泛的控制装置之
一。它是以微处理器为基础，综合计算机技术与自动控制技术而发展起来的新一代
工业控制器，具有逻辑判断、计数、定时、记忆、算术运算、数据处理、联网通信、
PID 回路调节、人工智能等功能。PLC 以其优异的性能，低廉的价格和高可靠性等
优点，在机器制造、冶金、化工、煤炭、汽车、纺织、食品等诸多行业的自动化储
藏中得到广泛的应用。
目前，可编程序控制器、集散控制系统和工业控制计算机这三类自动化控制装
置几乎占领了所有控制装置产品的市场。而在自动机与自动线中，可编程序控制器
已成为首选的控制装置。
（a）西门子机型 （b）三菱机 FX2N 型
图 可编程序控制器 PLC 外型图
在组装单元中机械手控制主要使用 PLC 控制，并配以传感器将现场状态反馈，实
现全过程自动控制。本说明书以三菱 FX2N-48 型作参考设计。
机械手移送工件动作过程
为便于控制系统调试和维护，控制系统有手动和自动控制功能，其控制面板如
图 所示。当手动/自动转换开关置于“手动”位置时，按下相应的手动按钮，可实
现上升、下降、左移、右称、夹紧、放松的手动控制。机械手停在任何位置时，转
换开关置于“回原点”，按下“原点”启动按钮，机械手自动返回原点位置。当机械手处
于原位时，将手动/自动转换开关置于“自动”位置时，进入自动状态。手动按钮无效。
自动运行动作顺序如图 所示。动作过程分为 8 步：从原点→①下降→①夹紧（T）→
①上升→①右移→①下降→①放松（T）→①上升→①左移到原点结束一个动作循环，
时间（T）为可自定，本例为 1 秒。
图 机械手移动工件系统操作面板
图 机械手移动工件系统自动运行动作示意图
操作方式概念
设备的操作方式大致分为手动方式和自动方式，它们又可再分为其他运行方式，
控制要求如表 所示。另运行及紧急停止的按钮与 PLC 程序无关。用两个按钮使
PLC 与外部负载电源接通（ON）或分断（OFF）。各区域如图 所示。
表 运行方式及控制要求
手动 用各自的按钮使各个负载单独接通或断开的方式。手
动
回原点 该方式按动回原点按钮时，机械自动向原点回归
自 单步运行 按动一次启动按钮，前进一个工步（或工序）
单周期运
行
在原点位置按动启动按钮，自动运行一遍再在原点停止。
若在中途按动停止按钮就停止运行；再按启动按钮，从断点处
开始继续运行，回到原点自动停止。
动
连续运行 在原点位置按动启动按钮，开始连续的反复运行。若中途按动
停止按钮，动作将继续到原点为止才停止。
图 操作面板控制区域
（4）根据机械手控制设定 PLC 的 I/0（输入/输出端口），如表 所示 。
表 PLC 的 I/0（输入/输出端口）分配表
输入 输入 输出
输入继电器 作用 输入继电器 作用 输出继电器 控制对象
X001 下限位行程开关 X020 手动操作 Y000 下降电磁阀
X002 上限位行程开关 X021 回归原点 Y001 夹紧电磁阀
X003 右移限位行程开关 X022 单步运行 Y002 上升电磁阀
X004 左移限位行程开关 X023 单周期运行 Y003 右行电磁阀
X005 上升操作按钮 X024 自动连续运行 Y004 左行电磁阀
X006 左移操作按钮 X025 返原点启动 Y005 原点指示灯
X007 放松操作按钮 X026 自动启动按钮
X010 下降操作按钮 X027 停止按钮
X011 右移操作按钮
（5）根据图 所示控制过程画出 PLC 状态转移图如图 所示。
图 机械手状态转移图
（6）根据状态转移图画出梯形图如图 所示，指令表如表 所示。
图 机械手 PLC 控制系统梯形图
表 机械手 PLC 控制系统指令表
步序 指令 步
序
指令 步序 指令
0 LD X004 35 SET S10 73 STL S22
1 AND X002 37 STL S10 74 OUT Y002
2 ANI Y001 38 RST Y001 75 LD X002
3 OUT Y005 39 RST Y000 76 SET S23
4 OUT M8044 40 OUT Y002 78 STL S23
6 LD M8000 41 LD X002 79 OUT Y003
7 IST X020 S20
S27
42 SET S11 80 LD X003
14 STL S0 44 STL S11 81 SET S24
15 LD X012 45 RST Y003 83 STL S24
16 SET Y001 46 OUT Y004 84 OUT Y000
17 LD X007 47 LD X004 85 LD X001
18 RST Y001 48 SET S12 86 SET S25
19 LD X005 50 STL S12 88 STL S25
20 ANI Y000 51 SET M8043 89 RST Y001
21 OUT Y002 53 RST S12 90 OUT T1 K10
22 LD X010 55 STL S2 93 LD T1
23 ANI Y002 56 LD M8041 94 SET S26
24 OUT Y000 57 AND M8044 96 STL S26
25 LD X006 58 SET S20 97 OUT Y002
26 AND X002 60 STL S20 98 LD X002
27 ANI Y003 61 OUT Y000 99 SET S27
28 OUT Y004 62 LD X001 101 STL S27
29 LD X011 63 SET S21 102 OUT Y004
30 AND X002 65 STL S21 103 LD X004
31 ANI Y004 66 SET Y001 104 OUT S2
32 OUT Y003 67 OUT T0 K10 106 RET
33 STL S1 70 LD T0 107 END
34 LD X025 71 SET S22
注：定时器 T 指令占用步数 3 步，状态 SET 指令占用步数 2 步。
机械手与 PLC 的 I/0（输入/输出端口）
接线图如图 所示。
图 机械手与 PLC 输入/输出端子接线图
使用编程软件包（FXGP/WIN—C）对系统进行全过程监控
在程序编写完毕后，按设计要求调试电路。三菱编程软件 FXGP/WIN—C 具有
监控功能，用户可以实时观察触点、线圈、计数器、计时器等元件的状态来确定程
序是否与设计相同。选择[监控/测试]下拉菜单，如图 所示。
图 监控/测试对话框
（1）开始监控
选择[开始监控]，在 PLC 运行时通过梯形图程序显示各位元件的动作情况。可
以实时观察到元件的运行情况。屏幕上便会显示出各个触点、线圈等元件的状态画
面，其中绿色表示该元件处于接通状态，如图 7. 9 所示。
图 PLC 运行监控示意图
（2）元件监控
选择[进入元件监控]后输入要监控的元件，在 PLC 的运行过程中能观察到指定
的元件的动作情况。
（3）强制 Y 输出
在程序运行后，需强制某个输出端口（Y）输出 ON 或输出 OFF 状态时，可使
用强制 Y 输出。点击[强制 Y 输出]，弹出对话框，如图 所示。设置元件及 ON/OFF
状态后，点击确认，即可完成特定的输出。
图 强制 Y 输出对话框图 强制 ON/OFF 对话框
（4）强制 ON/OFF
强行设置或重新设置 PLC 的位元件状态。操作方法是进入强制 ON/OFF 菜单命
令，显示强制设置，重置对话框。如图 所示。设置完毕后单击[确认]，使特定
的元件得到设置或重置。
（5）改变当前值
在调试中有时需改变字元件的当前值，如定时器、计算器的当前值及存储单元
的当前值等。具体操作也是从[监控]——[测试]菜单中进入，选择[改变当前值]并在
弹出的对话框中设置元件及数值后点击“确定”即可。
摆动机械手的控制
摆动机械手的动作过程如图 所示，由 8 步组成：从原点→①伸出→①夹紧
（P 压力继电器）→①缩回→①左摆→①伸出→①放松（P 压力继电器）→①缩回→①
右摆到原点结束一个动作循环。由于动作过程与机械手相似，可参考机械手的可编
程控制方法。
图 摆动机械手的动作过程图
全系统 PLC 控制程序
1．系统 PLC 接口说明
输入 X
端口 作用 说明 端口 作用 说明 端口 作用 说明
X0 启动/停止 开 关 X10 主后退到位 X20
00
X1 急停 开 关
01
X11 主前伸到位 X21 右摆到位
X2 主伸 开 关
02
X12 上升到位 X22 左摆到位
X3 主降 开 关
03
X13 下降到位 X23
X4 主夹紧 开 关
04
X14 主 料 仓 压 下 工
件
X24 副转 开关 10
X5 主进料 开 关
05
X15 副 料 仓 压 下 工
件
X25 副夹紧 开关 11
X6 主推料 开 关
06
X16 副后退到位 X26 副进料 开关 12
X7 副伸 开 关
07
X17 副前进到位 X27 副推料 开关 13
输出 Y
端口 作用 说明 端口 作用 说明 端口 作用 说明
Y0 副伸出 Y10 推 出 完 成 工
件
Y20 灯 0 端口 00
Y1 主伸出 Y11 副 料 仓 装 工
件
Y21 灯 1 端口 01
Y2 主下降 Y12 副推出工件 Y22 灯 2 端口 02
Y3 主压紧 Y13 副摆动 Y23 灯 3 端口 03
Y4 Y14 Y24
Y5 副夹紧 Y15 Y25
Y6 主推出工件 Y16 Y26
Y7 主 料 仓 装 工 Y17 Y27
件
2．PLC 全功能程序
5、结束语
本自动供料、自动送料以及自动组装是我校自行研发的模块化自动生产线
（MPS）第一套教学设备，在此基础上，可以后续研发以下独立系统为其配套使用：
（1）传送带分栋单元，能实现不同材料、不同高度元件的分栋工作；
（2）加工单元，对使用不同的材料元件自动进行钻孔、压紧等工序；
（3）自动仓库单元，对不同的材质的成品自动进行进仓管理。
通过本教学设备，提高学生的学习兴趣。使各科专业知识能全面认识、全面整
合、互相提升。
参考文献
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卷第10期，55
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致 谢
在论文的写作过程中，我得到了学校、系、老师和同学的大力帮助和支持。特
别感谢指导老师对我的悉心指导，他给了我许多有益的建议和意见，使我的思维得
到了进一步开阔。我的同学也在我的论文写作中给了我很大的启发。在此特向给予
我帮助的所有人表示诚挚的谢意。
