1.工作任务
（1）设备的工作目标是完成对白色芯金属工件、白色芯塑料工件和黑色芯的金属或塑料工件进行分拣。为了在分拣时准确推出工件，要求使用旋转编码器做定位检测。并且工件材料和芯体颜色属性应在推料气缸前的适应位置检测出来。
（2）设备上电和气源接通后，若工作单元的三个气缸均处于缩回位置，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
（3）若设备准备好，按下启动按钮，系统启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。当传送带入料口人工放下已装配的工件时，变频器即启动，驱动传动电动机以频率固定为30Hz的速度，把工件带往分拣区。
如果工件为白色芯金属件，则该工件对到达1号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到1号槽中；如果工件为白色芯塑料件，则该工件对到达2号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到2号槽中；如果工件为黑色芯件，则该工件对到达3号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到3号槽中。工件被推出滑槽后，该工作单元的一个工作周期结束。仅当工件被推出滑槽后，才能再次向传送带下料。
如果在运行期间按下停止按钮，该工作单元在本工作周期结束后停止运行。
2.PLC的I／O接线
根据工作任务要求，设备机械装配和传感器安装如图5-22所示。
图5-22 分拣单元机械安装
分拣单元装置侧的接线端口信号端子的分配如表5-12所示。由于用于判别工件材料和芯体颜色属性的传感器只需安装在传感器支架上的电感式传感器和一个光纤传感器，故光纤传感器可不使用。
表5-12 分拣单元装置侧的接线端口信号端子的分配
分拣单元PLC选用S7-224XPAC／DC／RLY主单元，共14点输入和10点继电器输出。选用S7-224XP主单元的原因是，当变频器的频率设定值由HMI指定时，该频率设定值是一个随机数，需要由PLC通过D／A变换方式向变频器输入模拟量的频率指令，以实现电机速度连续调整。S7-224XP主单元集成有两路模拟量输入，一路模拟量输出，有两个RS-485通信口，可满足D／A变换的编程要求（见项目六）。
本工作任务仅要求以30Hz的固定频率驱动电动机运转，只需用固定频率方式控制变频器即可。本例中，选用MM420的端子“5”（DIN1）作电机启动和频率控制，PLC的信号如表5-13所示，I／O接线原理图如图5-23所示。
表5-13 分拣单元PLC的I／O信号表
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为了实现固定频率输出，变频器的参数应如下设置：
（1）命令源P0700＝2（外部I／O），选择频率设定的信号源参数P1000＝3（固定频率）。
（2）DIN1功能参数P0701＝16（直接选择+ON命令），P1001＝30Hz。
（3）斜坡上升时间参数P1120设定为1秒，斜坡下降时间参数P1121设定为0.2秒。注意：由于驱动电动机功率很小，此参数设定不会引起变频器过电压跳闸。
图5-23 分拣单元PLC的I／O接线原理
图5-24 分拣控制子程序初始步梯形图
3.分拣单元的编程要点
（1）分拣单元的主要工作过程是分拣控制，可编写一个子程序供主程序调用，工作状态显示的要求比较简单，可直接在主程序中编写。
（2）主程序的流程与前面所述的供料、加工等单元是类似的。但由于用高速计数器编程，必须在上电第1个扫描周期调用HSC_INIT子程序，以定义并使能高速计数器。主程序的编制，请读者自行完成。
（3）分拣控制子程序也是一个步进顺控程序，编程思路如下：
①当检测到待分拣工件下料到进料口后，清零HC0当前值，以固定频率启动变频器驱动电机运转。梯形图如图5-24所示。
②当工件经过安装传感器支架上的光纤探头和电感式传感器时，根据2个传感器动作与否，判别工件的属性，决定程序的流向。HC0当前值与传感器位置值的比较可采用触点比较指令实现。完成上述功能的梯形图如图5-25所示。
③根据工件属性和分拣任务要求，在相应的推料气缸位置把工件推出。推料气缸返回后，步进顺控子程序返回初始步。这部分程序的编制，也请读者自行完成。
图5-25 在传感器位置判别工件属性的梯形图
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