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1、基于基于 PLCPLC 的自动分拣系统设计的自动分拣系统设计XXXXXX 毕业设计 I 题 目 基于 PLC 的自动分拣系统设计 班 级 姓 名 指导老师 XXXXXX 毕业设计 II 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此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、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此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
2、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 PLC分拣装置变频器传感器 XXXXXX 毕业设计 III 目 录 封面I 摘要II 目录III 绪论1 第 1 章材料分拣装置结构及总体设计2 1.1 材料分拣装置工作过程概述2 1.2 系统的技术指标3 1.3 系统的设计要求3 1.3.1 功能要求3 1.3.2 系统的控制要求 3 第 2 章 控制系统的硬件设计4 2.1 系统的硬件结构4 2.2 系统关键技术4 2.2
3、.1 确定 I/ O 点数4 2.2.2 PLC 的选择4 2.2.3 PLC 的 I/O 分配4 2.2.4 PLC 输入输出接线端子图5 2.3 检测元件与执行装置的选择6 2.3.1 光电式旋转编码器6 2.3.2 电感式接近开关 8 2.3.3 光纤传感器9 2.3.4 变频器10 2.3.5 电动机13 2.3.6 磁控开关14 2.3.7 光电开关16 2.3.8 电磁阀及气缸17 第 3 章 控制系统的软件设计18 3.1 控制系统流程图设计18 3.2 控制系统程序设计 18 第 4 章 控制系统的调试23 4.1 硬件调试23 4.2 软件调试23 XXXXXX 毕业设计 I
4、V 4.3 整体调试23 结 论24 致 谢25 参考文献26 附录PLC 程序27 XXXXXX 毕业设计 1 绪 论 分拣是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。按分拣的手段不同可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。 目前自动分拣已逐渐成为主流因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业因此分拣处理能力较大分拣分类数量也较多而且错误率极低。 随着社会的不断发展市场的竞争也越来越激烈因此各个生产企业都迫切地
5、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以往一直采用人工分拣的方法致使生产效率低生产成本高企业的竞争能力差材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题利用 PLC 技术设计了一种成本低效率高的材料自动分拣装置在材料分拣过程中取得了较好的控制效果。 物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。而且分拣系统能灵活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活维护、检修方便等特点受场地原因影响不大。同时只要根据不同的分拣对象对本系统稍加修改
6、即可实现要求。 PLC 控制分拣装置涵盖了 PLC 技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容是实际工业现场生产设备的微缩模型。 应用 PLC 技术结合气动、传感器和位置控制等技术设计不同类型材料的自动分拣控制系统。该系统的灵活性较强程序开发简单可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求。本文主要介绍了 PLC 控制系统的硬件和软件设计以及一些调试方法。XXXXXX 毕业设计 2 第 1 章 材料分拣装置结构及总体设计 PLC 控制分拣装置涵盖了 PLC 技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容是实际工业现场生产设备的微缩模型。本章主要介绍分拣装置的工艺过程及控制要求。 要想进行 PLC
7、控制系统的设计首先必须对控制对象进行调查搞清楚控制对象的工艺过程、工作特点明确控制要求以及各阶段的特点和各阶段之间的转换条件。 1.1 材料分拣装置工作过程概述 如图 1-1 所示为本分拣装置的结构示意图。 图 1-1 材料分拣装置结构示意图 它采用台式结构内置电源有三相异步电机、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件可与各类气源相连接。选用颜色识别传感器及对不同材料敏感的电感式传感器分别固定在网板上且允许重新安装传感器排列位置或选择网板不同区域安装。 系统上电后要等到手动启动后系统才进入运行状态当有物料从料口到传送带上时光电传感器输出信号给 PLC同时电感传感器和光纤传
8、感器进行检测将物料信息反馈给 PLCPLC 根据物料的材质和颜色选择不同的速度传送道不同的位置并控制对应的电磁阀动作将物料推入对应的仓中。 XXXXXX 毕业设计 3 1.2 系统的技术指标 输入电压AC200240V带保护地三芯插座 消耗功率250W 环境温度范围-540 气源大于 0.2MPa 切小于 0.85Mpa 1.3 系统的设计要求 系统的设计要求主要包括功能要求和控制要求进行设计之前首先应分析控制对象的要求。 1.3.1 功能要求 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 1.3.2 系统的控制
9、要求 系统利用各种传感器对待测材料进行检测并分类。当待测物体经机械手或其他传送机构送入传送带后依次接受各种传感器检测。如果被某种传感器测中通过相应的气动装置将其推入料仓中。其控制要求有如下几个方面 1系统送电后各部分在初始位置时需要手动启动后方可运行 2电机运行带动传输带传送物体向前运行 3有物料时电动机带动传送带动作将物料送走 4当电感传感器检测到金属物料时汽缸 1 动作 5当光纤传感器检测到白色非金属物料时汽缸 2 动作 6当电感传感器和光纤传感器均没有检测到而光电传感器检测到有物料时汽缸 3 动作 7汽缸运行应有伸出限位保护 8按下停止按钮要等到该物料分拣完成后方可停止 9启动后有物料就
10、自动分拣而分拣完成就自动停止 10分拣时根据检测到的不同材料应有不同的速度运行 XXXXXX 毕业设计 4 第 2 章 控制系统的硬件设计 PLC 控制系统的硬件设计主要是根据被控制对象对 PLC 控制系统的功能要求确定系统所需的用户输入、输出设备选择合适的 PLC 类型并分配 I/O 点。2.1 系统的硬件结构 设计系统的硬件结构框图如图 2-1 所示。 图 2-1 系统的硬件结构框图 2.2 系统关键技术 系统关键技术即分析控制系统的要求确定 I/O 点数选择 PLC 的型号然后进行 I/O 分配。 2.2.1 确定 I/ O 点数 根据控制要求输入应该有 2 个开关信号3 个传感器信号包括电感传感器、光纤感器。相应地有 3 个汽缸运动位置信号每个汽缸的动作到位信号共计 11 个信号。输出包括控制电动机以不同速度运行的 3 个发向变频器的信号以及 3 个控制汽缸动作的电磁阀。共需 I/ O 点 18 个其中 11 个输入8 个输出。 2.2.2 PLC 的选择 根据上面所确定的 I/ O 点数且该材料分拣装置的控制为开关量控制。因此选择一般的小型机即可满足控制要求。本系统选用西门子公司的 S7-200 系列CPU224CN 型 PLC。它有 14个输入点10 个输出点满足本系统的要求。 2.2.3 P
