根据设计要求，需要10个输入接口，10个输出接口。所以选取IO接口为1616的三菱FX2N-32MR-001型PLC。 4.3 IO分配及主要器件的IO连接图
此次设计IO设备主要为传感器、限位开关、变频器、电磁阀等。总IO口为1616，使用接口为1010。其输入输出地址表如下： 表4-1 系统输入输出地址表 输 入 器件代号 地址号 功能说明 输 出 器件代号 SB1 SB2 KM8 KM9 KM10 X0 X1 X2 X3 X4 总启动 总停止 传感器1 传感器2 传感器3 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 启动传送带A 启动传送带B 传送带A减速 传送带B减速 机械手上下运动 KM11 X5 传感器4 KM6 Y5 机械手左右运动 SQ1 X6 机械手上限位 SQ2 X7 机械手下限位 HL1 Y7 KM7 Y6 机械手抓放运动 机械手原位 地址号 功能说明 SQ3 X10 机械手左限位 KM12 Y10 变频器1高频控制开关 SQ4 X11 机械手右限位 KM13 Y11 变频器2高频控制开关
下面将分别说明每个器件的连接电路和程序设计。 4.5 PLC对传送带调速系统的控制
在第二章中已经介绍，传送带调速系统主要是由电动机、传感器、变频器组成，要实现传送带的启动、减速、停止，就需要由传感器检测到物体后给PLC一个信号，然后由PLC处理后，将信号输出给变频器以控制电动机运转。由于PLC与电动机不能直接相连，与变频器和传感器也要考虑COM口的连接问题，所以为了更有效的连接及维护，与硬件设备的连接统一以继电器作为中转。 4.5.1 PLC 与传感器连接电路
对射式传感器的工作是以红外线射入接受器，如果有物体进过，则遮住红外线，接受器会生成一个电平信号送给PLC。PLC根据这个电平信号判断有无物体通过传感器所在位置。其连接电路如图4-2：
图 4-2 PLC与传感器连接图
4.5.2 PLC与变频器连接电路
当传感器检测到物件后，将信号送给PLC，PLC将控制变频器执行减速、停止的调速运动。如图3-3所示，当继电器KM1 KM3接通时，变频器正常频率。也就是电动机带动传送带高速运动。当KM1 KM2接通，KM3关闭时，电动机带动传送带减速。当KM1断开，电动机停止运转，传送带停止。
图 4-3 PLC与变频器连接图
4.5.3 传送带调速系统状态转移图及程序
关于传送带调速系统的程序设计，采用了步进指令，这样可以简洁明了的完成工作，其状态转移图（4-4）如下：
图 4-4 传送带调速系统状态转移图
传送带调速系统程序如下：
SET S0 STL S0 LD X0 SET S20 STL S20 SET Y0 LD X2 ANI Y10 SET S21 STL S21 OUT Y2 LD X3 SET S22 STL S22 RST Y0
4.6 PLC对物件搬运系统的控制
物件搬运系统是整个工作单元中自动化成分最高的工作系统，其控制结构图如下：（图4-5）
图 4-5 机械手控制系统结构图
其中PLC是一级控制单元，由PLC发出的信号控制电磁阀的开合，再由电磁阀控制气缸的运动方向，达到控制机械手动作的目的。 4.6.1 PLC与电磁阀连接电路
图4-6 PLC与电磁阀连接电路
如图4-6所示，当Y5处于长闭状态，KM1闭合，线圈带电产生磁力，吸引活塞往左运动。控制气流从右侧进入气缸。反之，KM1打开，磁力消失，活塞在弹簧弹力的作用下向右运动，气流从左边进入气缸。如此，就达到了通过Y5的开合控制气缸进气方向，即控制了机械手的运动方向的目的。
4.6.2 PLC与限位开关的连接
PLC与限位开关是通过一个磁性开关相作用的，当气缸运动到限位点时，状态开关动作，活塞此方向动作结束，转入下一个动作。
图4-7 限位状态开关接入
4.6.3 机械手运动状态转移图
机械手工作的状态转移图如下（图4-8）：
图4-8
执行到S25状态时，机械手完成了抓取 移动 放下的工作，然后返回原位等待下一个物件到来，再重复动作。 物件搬运系统设计程序如下：
1 SET S20 18 SET S23 2 STL S20 19 STL S23 3 SET Y4 20 SET Y5 4 LD X7 21 LD X11
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