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1、物料自动分拣控制系统设计物料自动分拣控制系统设计毕业设计(论文)任务书毕业设计论文开题报告题目PLC和物料传感器在物料分拣控制中的应用研究1.目的及意义含国内外的研究现状分析；物料分拣系统作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，能够大量代替单调往复或高精度需求的工作，在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它能够搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。能够实现生产的机械化和自动化，能在高温、腐蚀及有毒气体等环境下操作以保护人身安全，能够广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。随着工业的高速发展，物料分拣系统作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，已经在工业生产中得到了广泛的应用。它能
2、够搬运货物、分拣物品、用以代替人的繁重及单调劳动，实现生产的机械化和自动化；并能在高温、腐蚀及有毒气体等有害环境下操作以保护人身安全，被广泛用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能部门适应工业需要，本课题试图开发基于PLC的物料分拣设计，并借助必要的精细传感器，使其能够对不同颜色的物料按预先设计的程序进行分拣，动作灵敏多样，适应于可变换生产品种的中小批量自动化生产，广泛应用于柔性生产线。采用PLC控制，是一种预先设定的程序进行物料分拣的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并且在产品变化或临时需要对机械手进行新的分配任务时，能够允许方便的改动或重新设计其新部件，而对
3、于位置改变时，只要重新编程，就能很快的投产，降低安装和转换工作的费用。本设计主要包括执行系统、驱动系统的设计。基于PLC的物料分拣机构设计，是以可编程控制器是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术，具有可靠性高、功能完善、组合灵敏、编程简单、功耗低等优点，已经成为目前在机械手控制系统中使用最多的控制方式。使用PLC的自动控制系统具有体积小，可靠高，故障率低，动作精度高等优点。随着分拣系统自动化发展的深度和广度及机器人只能水平的提高，机械手已在诸多领域得到了应用。从传统的汽车制造向非制造领域延伸。如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统拥有维护的机器人的等。在国防军事、医疗卫生、食品
4、加工、生活服务等领域机械手的应用也越来越多。2.基本内容和技术方案；基本构造组成：工业现场材料分拣控制模型配有沟通电动机、带式传送机构、传感器、光电编码器、开关电源、电磁阀、气缸，可分拣金属、非金属以及颜色块。材料分拣系统的构造框图如图1所示。基本工作经过：系统通电后，下料传感器检测料槽有无物料。若料槽无料，传送带电动机不转，等待下料；当料槽有料时，下料传感器输出信号给PLC，PLC控制传送带电动机带动传送带运转，同时控制下料气动阀动作进行下料。某一个物料传感器检测出物料为铁质物料时，反应信号送到PLC上由PLC控制该传感器对应的气动换向阀动作，气动阀刚就将铁质物料推到对应的料槽中，同理，铝质
5、物料也是一样的，而颜色传感器就和物料传感器有一点点不同，不过大至上是一样的，这样则就实现了物料的分拣。基本功能：材料分拣装置应实现基本功能如下1分拣出金属和非金属2分拣黑色和白色3金属料、白色非金属和黑色非金属料分别用不同的速度传送系统中PLC的基本工作原理：与微型计算机等待命令的工作方式不同，PLC采用循环扫描的工作方式。CPU从第一条指令开场按指令步序号做周期性的循环扫描。假如无跳转指令，则从第一条指令开场按逐条顺序执行用户程序，直至碰到结束符后又返回第一条指令，周而复始不断循环，每一个循环称为一个周期。气动传动技术气动传动概述：气动传动简称气动，是以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号
6、，控制和驱动各种机械和设备，以实现生产经过序机械化、自动化的一门技术。3.进度安排；、毕业实习。明确任务，有针对性的调研、查阅文献资料，完成实习报告1-2周、根据要求完成控制系统的方案设计，完成开题报告。3-4周、完成控制系统原理图的设计5-7周、编制控制程序8-10周、撰写设计讲明书11-15周、答辩(16周)4.指导教师意见郑重声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所获得的研究成果。除了文中十分加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承当。目录摘要(1)ABSTRACT(2)绪论(3)1.1物
7、料分拣系统概述(3)1.2物料分拣系统的发展现状与趋势(4)1.3研究的目的及意义(4)第1章材料分拣装置构造及总体设计(6)1.1材料分拣装置工作经过概述(6)1.2系统的技术指标(7)1.3系统的设计要求(7)1.3.1功能要求(7)1.3.2系统的控制要求(7)第2章控制系统的执行机构设计(9)2.1光电式旋转编码器(9)2.2电感式接近开关(10)2.3光纤传感器(11)2.4电动机(12)2.5磁控接近开关(13)2.6光电开关(14)2.7电磁阀及气缸(15)第3章控制系统的硬件设计(17)3.1系统的硬件构造(17)3.2系统关键技术(17)3.2.1确定I/O点数(17)3.2
8、.2PLC的选择(18)3.2.3PLC的I/O分配(18)3.2.4PLC输入输出接线端子图(19)第4章控制系统的软件设计(20)4.1控制系统流程图设计(20)4.2控制系统程序设计(21)第5章控制系统的调试(25)5.1硬件调试(25)5.2软件调试(25)5.3整体调试(26)结论(27)致谢(33)参考文献(28)附录(29)摘要PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因而，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵敏、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使
9、用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因而在工业上的应用越来越广泛。本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器(PLC),设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。关键词:可编程控制器；分拣装置；控制系统；传感器ABSTRACTPLCcontrolisthemostcommonlyusedindustrialautomationcontrolmethod,becauseofitsconvenie
10、ntcontroltowithstandanadverseenvironment,itisbetterthanMCUcontrolintheindustrial.PLCtraditionalrelaycontroltechnology,computerandcommunicationtechnologiesareintegratedspecificallyforindustrialcontrolanddesign,havestrongfunction,commonflexible,highreliabilityandenvironmentaladaptability,andprogrammin
11、gsimple,easytouseandsmallsize,lightweight,aseriesoflow-poweradvantagesinindustrialapplicationsbecomemoreextensive.ThispaperfocusesonthePLCinthecannedbeverageproduction,Thedesignofanautomaticsortingdevicewithlowcostandhighefficiencyispresentedinthepaper,whichregardsprogrammablelogiccontroller(PLC)ast
12、hemastercontrollerandcombinespneumaticdevice,sensingtechnology,positioncontrolandothertechnologytoimplementautomaticselectingoftheproductslive.Thedeviceischaracteristicofhighautomation,steadyrunning,highprecisionandeasycontrol,whichcanfulfilltherequirementaccordingtodifferentsituationswithlittlemodi
13、fications.Keywords：programmablelogiccontroller；sortingdevice；controlsystem；sensors绪论1.1物料分拣系统概述自动化的程度是工作发展程度的标志，自动分拣正是自动化中的一个必不可的部分，而PLC控制分拣装置以其成本低，效率高的优点，已经成为主流，他能够根据设定的程序无人的，高效的工作，维护费用极少。由于全部采用机械自动化作业，因而，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。节省了大量的人力劳动，减少了企业的额外支出，是企业节省成本最好的方法。尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，由于人工作的个人限制性
14、，因人而致使有的生产效率很低，误差多，生产成本高，企业的竞争能力差，阻碍了企业的正常发展。所以分拣装置人PLC控制系统必然会取代人工的分拣工作。这也正是其能够迅猛发展的根本原因，好是社会和企业发展的必然。随着工业的越来越发展，业水平的越来越高，自动分拣装置完全取代人工作业是必须的也是必然的。材料分拣采用可编程控制器PLC进行控制，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵敏地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵敏，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。同时，只
15、要根据不同的分拣对象，对本系统稍加修改即可实现要求，非常方面。如今的大部分的企业都有本人的生产流水线，而自动分拣装置是流水线上不可少的部分，有的流水线甚至要用到多个分拣装置，这也讲明它有着很大的市场空间。PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因而，在工业上优于单片机的控制。材料分拣装置的PLC控制系统利用了PLC技术、位置控制技术、气动技术、传感器技术、电动技术传动技术等，这些技术都是自动化技术中必要的，能够讲是当代工作生产现场生产设备的一个微小的模型。本论文主要介绍了材料分拣装置的PLC控制系统的构造、硬件组成、软件控制、程序流程以及软硬件的组装和
16、调试方法。让大家对材料分拣装置的PLC控制系统有一个较为深化的了解。1.2物料分拣系统的发展现状与趋势纵观国内外物料分拣系统的应用情况能够发现，国外的物流配送中心或工业中倾向于采用自动化程度很高的分拣系统，而且应用也较为广泛。而在我国，由于物流业起步晚，物料分拣系统中人工作业的比例也较高。尽管自动分拣系统有非常多的优点，但因其要求使用者必须具备一定的技术经济条件，在发达国家某些行业不用自动分拣系统的情况也很普遍。其主要原因有两点:一是一次性投资宏大，先期投入回收慢。系统的设备复杂，投资和运营成本相当高，需要可靠的货源作保证，也许只要大型生产企业或专业物流公司才有能力投资。小企业则无能为力。二是
17、系统对商品外包装要求高。为使大部分商品都能用机械进行自动分拣，需要采取诸如推行标准化包装、根据分拣商品统一的包装特性定制分拣机等二次措施。但要让所有商品的供给商都执行国家的包装标准是很困难的，定制分拣机又会使硬件成本上升，且越是十分的通用性就越差。固然物料分拣系统有它的局限性，但随着社会的高速发展，一切都讲究效率，我相信高效率的物料分拣系统设计将会被人们越来越重视。而本设计就针对物料分拣设计出了一个由PLC控制的分拣系统，解决了组成系统的设备能在安全工作的同时又能提高物料分拣效率的问题。1.3研究的目的及意义分拣系统中物料传感器以及气缸应自动化设备更新时的需要，能够大量代替单调往复或高精度需求
18、的工作，在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它能够搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。能够实现生产的机械化和自动化，能在高温、腐蚀及有毒气体等环境下操作以保护人身安全，能够广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。分料盘在物料分拣中起着关键作用，安装在其内部的步进电机的驱动将使分料盘发生相应的动作来到达物料的最终分拣。由于同样实现了自动化分拣，因而在当代工业中也较广泛地使用。可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术，具有可靠性高、功能完善、组合灵敏、编程简单、功耗低等优点，已成为目前在物料分拣控制系统中使用最多的控制方式。使用PLC的自动控制系统具有体积小，可靠高，故障率低，动作精度高等优点。使其适应了工业等的需要。本课题试图开发PLC对物料与分拣物料的控制，并借助必要的精细传感器，使其能够对不同颜色以及种类的物料按预先设定的程序进行分拣，适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产，广泛应用于柔性生产线。采用PLC控制，是一种预先设定的程序进行物料分拣的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并且在产品变化或临时需要对物料传感器，气缸进行新的分配任务时，能够允许方便的改动或重新设计其新部件，而对于位置改变时，只要重新编程，并能很快地投产，降低了安装和转换工作的费用。