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1、毕 业 设 计（论 文）物料自动分拣控制系统设计物料自动分拣控制系统设计教 学 系： 信 息 工 程 系 指导教师： 专业班级： 自动化 学生姓名： 二一二年六月毕业设计毕业设计( (论文论文) )任务书任务书学生姓名专业班级自动化 1083指导教师工作单位信息工程系设计(论文)题目:物料自动分拣控制系统设计 设计（论文）主要内容：将物料传感器和 PLC 结合起来，很好地完成检测与控制功能。1. 概述物料分拣系统的结构及硬件系统。 2. 阐述物料传感器的原理及使用方法；3. 简述气动执行机构的动作原理；4阐述 PLC 控制系统的硬件设计；5阐述 PLC 控制系统的软件设计；6. 阐述 PLC
2、控制系统的整体调试及结果。7. 对所设计控制系统进行综述，提出改进意见。要求完成的主要任务及其时间安排:第 1-2 周 毕业实习，第 3 周交实习报告，下达毕业设计任务书；第 4 周 查阅相关资料，撰写开题报告；第 5-10 周 物料分拣控制系统的设计。进行必要的安装、调试及仿真，第 10 周给出论文初稿；第 1113 周 指导教师审阅学生初稿，学生修改设计报告（论文）并定稿；第 14 周，交评阅教师评阅论文；第 15-16 周 参加毕业答辩。必读参考资料：1. 刘杰 主编.自动检测技术.人民邮电出版社，2009.2. 柳春生 编著.电器控制与 PLC.机械工业出版，2010.3. 常斗南 主
3、编.PLC 运动控制实例与解析（西门子）.机械工业出版社，2009.指导教师签名： 教研室主任签名： 盖章毕业设计（论文）开题报告毕业设计（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，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
4、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；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
5、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
6、。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；基本结构组成：工业现场材料分拣控制模型配有交流电动机、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。材料分拣系统的结构框图如图 1 所示。基本工作过程：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，反馈信号送到
7、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 从第一条指令开始按指令步序号做周期性的循环扫描。如果无跳转指令，则从第一条指令开始按逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，周
8、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，控制和驱动各种机械和设备，以实现生产过程序机械化、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）、撰写设计说明书（11-15 周）、答辩(16 周)4.指导老师意见郑郑 重重 声声 明明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特
9、别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担。本人签名： 日期： 目录目录摘 要 .1ABSTRACT .2绪 论 31.1 物料分拣系统概述 .31.2 物料分拣系统的发展现状与趋势 .41.3 研究的目的及意义 .4第 1 章 材料分拣装置结构及总体设计 .61.1 材料分拣装置工作过程概述 .61.2 系统的技术指标 .71.3 系统的设计要求 .71.3.1 功能要求 .71.3.2 系统的控制要求 .7第 2 章 控制系统的执行机构设计 92.1 光电式旋转编码器 .92.2 电感式接近开关 102.3 光纤
10、传感器 112.4 电动机 122.5 磁控接近开关 .132.6 光电开关 .142.7 电磁阀及气缸 .15第 3 章 控制系统的硬件设计 .173.1 系统的硬件结构 173.2 系统关键技术 173.2.1 确定 I/ O 点数 .173.2.2 PLC 的选择 183.2.3 PLC 的 I/O 分配 183.2.4 PLC 输入输出接线端子图 19第 4 章 控制系统的软件设计 .204.1 控制系统流程图设计 204.2 控制系统程序设计 21第 5 章 控制系统的调试 .245.1 硬件调试 245.2 软件调试 245.3 整体调试 25结 论 26致 谢 .27参考文献 2
11、8附 录 .29摘摘 要要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
12、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ABSTRACTABSTRACTPLC control is the most commonly used industrial automation control method, because of its convenient control to withstand an adverse environment, it is better than MCU control in the industrial. PLC traditional relay control techn
13、ology, 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 use and small size, light weight, a series of low-power advantages in
14、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 programmable logic controller ( PLC) as the master controller and combi
15、nes 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, which can fulfill the requirement according to different situations
16、 with little modifications.Key words： programmable logic controller；sorting device；control system；sensors绪绪 论论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，他可以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，因此，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，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
