二、系统总体方案的设计
（一）控制要求
本设计是基于PLC设计的一套物料分拣系统，电动机启动后，待分拣的物料在传送带上运输，当物料进入传感器检测的范围内，会对物料的材质以及颜色进行检测，符合要求的物料会被电气缸推送至物料分拣区。本设计的具体控制要求如下：
（1）当系统启动后，可以选择自动模式或是手动模式。
（2）选择手动模式时，不会自动运输物料，需要手动添加物料进行分拣。
（3）选择自动模式时，运输的物料进入电感传感器的检测范围，电感传感器会分辨物料是否为铁质，铁质物料会被一号气缸推送至指定区域并且计数，剩余的物料会继续传送。
（4）待检测的物料进入电容传感器的检测范围内，电容传感器会对物料进行是否为铝质物料的分辨，铝质物料会被二号气缸分拣至指定区域并且计数，剩余的物料会继续在传送带运输。
（5）颜色传感器对剩下的物料颜色进行判别，红色物料会被三号气缸分拣至指定区域并且进行计数，不符合要求的物料继最后会下滑到下料区。
（二）总体框图
明确本设计的控制要求后，需要对系统总体进行设计。物料分拣系统总体框如图2-1所示。
图2-1 物料分拣系统总体框图
三、物料分拣系统的硬件设计
（一）物料分拣系统硬件接线图
对系统的总体方案做出规划后，对硬件部分进行与PLC进行连接。物料分拣系统的硬件接线图如图3-1所示。
图3-1 物料分拣系统硬件接线图
（二）PLC硬件结构图
PLC中主要的硬件有中央处理器CPU、存储器、输入单元、输出单元等。PLC的硬件接线图如图3-2所示。
图3-2 PLC的硬件结构
在PLC控制的系统中，CPU是PLC控制的核心部件，一般由控制电路、运算器、寄存器组成，对数据进行采集并执行用户的程序。I/O接口是CPU联系设备的通道，输入接口负责采集信号，输出接口负责控制执行装置。编程器的作用是用来存储程序。
四、物料分拣系统的软件设计
（一）总体设计流程图
根据控制要求，物料分拣系统的主程序用于选择手自动模式，或者对系统进行初始化，初始化子程序是为了解决设备运行时由于断电带来的问题，无法使系统复位需要手动初始化，自动分拣子程序用于对所需的物料分拣，可以分拣出金属、铝质、红色的物料，手动分拣子程序让设备停止自动分拣，用于后续对设备的修理检修。总体设计流程图如图4-1所示。
图4-1 总体设计流程图
五、控制系统运行调试
根据流程图，在STEP7-Micro/Winsp9软件中程序调试，使用梯形图对物料分拣系统进行编程。下面对编程的梯形图做简介。
（一）主程序
图5-1 物料分拣系统主程序
在主程序中，主要是控制开机、手动子程序、自动子程序。手动模式在这里的作用是为了以后维修和调试的时候更方便，按下手自动切换按钮I0.0后，设备只能在手动启动或者自动启动两种程序中选择一种，防止同时启动两种子程序。
（二）初始化程序
图5-2 物料分拣系统初始化子程序
初始化程序中，当通电的第一个周期内或者启动自动模式切换的第一个周期内，执行复位M0.0和Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3。选择做初始化子程序，是防止设备断电时，某些数据程序段存在不正常运行、运行错误等等情况。没有做初始化，可能会损坏设备，要根据控制要求决定的数据做初始化选择。
（五）组态王与PLC通讯
本设计选用西门子S700-200PLC编程，利用组态王画面完成控制系统的仿真。组态王kingview6.55是亚控科技公司推出一种监控软件，可以有效的满足检测人员对远程实时监控的需求，解决了工业生产中检测不到位的问题。
本设计中组态王与PLC的通讯是利用模拟器与组态王PPI连接来实现的。西门子S7-1200不带有官方的模拟器，需要先下载西门子S7-1200模拟器。首先在模拟器中打开PPI通信，接着在组态王中建立一个新的PPI通讯的COM1口，最后利用虚拟串口软件将COM1口与COM2口连接，即可实现组态王与PLC的控制，实现对PLC的监控。西门子S7-1200模拟画面如图5-12所示。
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