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1、高等教育自学考试高等教育自学考试毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目 教学用物料传送分拣机构设计专业班级 机电一体化 姓名 申建伟 指导教师姓名、职称 黄媛 工程师 所属助学单位 武汉理工大学华夏学院 20132013年年3 3月月1212日日目录摘要 1 Abstract 2 绪论 3 1.1 课题研究意义 4 1.2 物料分拣系统发展现状 4 2.系统分析 6 2.1 系统结构分析 6 2.2 系统流程 7 2.3 系统组成部件 9 3.系统设计 10 3.1 送料机构的设计10 3.2 物料传送分拣机构的设计11 3.3 分拣气动系统的设计15 4.控制系统的设计 17 4.1PLC 的
2、选择 17 4.2 传感器的选择18 5.系统的实现 21 5.1 分拣系统部分的 I/O 点数分配和 PLC 接线图21 参考文献 23 附录 24 致谢 25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) ,设计成本低、 效率高
3、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ABSTRACTPLC control is the most commonly used industrial automation control method, because of its convenient control to withstand an adverse environment, it is better th
4、an MCU control in the industrial. PLC traditional relay control technology, computer and communication technologies are integrated specifically for industrial control and design, have strong function, common flexible, high reliability and environmental adaptability, and programming simple, easy to u
5、se and small size, light weight, a series of low-power advantages in industrial applications become more extensive. This paper focuses on the PLC in the canned beverage production, The design of an automatic sorting device with low cost and high efficiency is presented in the paper, which regards pr
6、ogrammable logic controller ( PLC) as the master controller and combines pneumatic device, sensing technology, position control and other technology to implement automatic selecting of the products live. The device is characteristic of high automation, steady running, high precision and easy control
7、, which can fulfill the requirement according to different situations with little modifications.Key words： programmable logic controller，sorting device，control system，sensors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
8、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。 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
9、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
10、。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。1.1课题研究意义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，可以大量代替 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 可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以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，可以广泛应用 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。它可以搬运货物、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
11、；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 精密传感器，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 活多样，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，可以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，就能很快的投产，降低安
12、装和转换工 作的费用。本设计主要完成机械手的硬件部分设计。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、组合灵活、 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 械手已在众多领域得到了应用。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
13、生、食品加工、生活服务等领域机械手的应用也越来越多。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可以发现，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情况也很普遍。其主要原因有两点:一是一次性 投资巨大，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，也许只有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。二是系统
14、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应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，且越是特别的通用性就越差。 虽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。2系统分析2.1 系统结构分析该装置配置了触摸屏模块、PLC 模块、变频器模块、气动装置、上料器、送 料传动和分拣装置等实训机构。整个系统为模块化结构提供开放式实训平台， 实训模块可根据不同的实训要求进行组合：系统的控制部分采用触摸屏模块和 PLC 控制模块，执行机构由气动电磁阀-气缸构成的气压驱动装置，实现了整个 系统自动运行，并完成物料的分拣。整个实训考核装置的模块之间连接方式采 用安全
