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1、基于PLC的材料分拣装置设计学号_200604033098 密级_武汉大学东湖分校本科毕业论文基于PLC的材料分拣装置设计 二一年五月 郑 重 声 明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。 本人签名： 日 期： 摘 要随着科学技术的飞速发展，现代工业控制系统越来越复杂，传统控制科学面临着新的挑战。PLC以其体积小、功能齐全、价格低廉和可靠性
2、高等方面具有独特的优点，在各个领域获得了广泛应用。PLC的使用大大提高了控制系统的可靠性和自控程度，为企业提供了更可靠的生产保障。如何在PLC自动控制领域充分发挥PLC的优势，是目前自动控制学科的重要课题之一。本课题正是在这样的背景下，围绕基于PLC的材料分拣装置设计展开研究。论文首先叙述了PLC的材料分拣装置的发展背景、现状和发展方向。然后，说明了PLC自动分拣控制系统工作原理和与传统继电器的区别。本文详细叙述了一种基于PLC的材料分拣装置设计及自动控制编程，以及怎样通过PLC程序设计来实现材料分拣和自动控制。其电路结构简单，投资少（可利用原有设施改造），分拣系统不仅自动化程度高，还具有在线
3、修改功能，灵活性强，系统具有数据采集准确、可靠性高及系统成本低等优点。关键词：PLC；材料分拣；自动控制；传感器ABSTRACTWith the rapid development of science and technology, modern industrial control systems become more complicated, the traditional control of science is facing new challenges. PLC with its small size, full-featured, low cost and high reli
4、ability has unique advantages, in various fields has been applied widely. The use of PLC control system greatly improved the reliability and automation level, providing a more reliable production and protection. How to give full play to PLC automatic control advantages, is an important subject in on
5、e of the automatic control. This topic is in this context, the surrounding material sorting device based on PLC design of a study. Paper first describes the material sorting device PLC backs the development, current status and future directions. Then, show the work of PLC control system for automati
6、c sorting principle and the difference between traditional relays. This paper describes the material sorting based on PLC control device design and programming, PLC programming and how to achieve by material sorting and automatic control. The circuit structure is simple, less investment (transformat
7、ion of existing facilities can be used), sorting system is not only a high degree of automation, but also changes with the online features, flexibility, accurate data acquisition system with high reliability and system cost low.Keywords: PLC；material sorting；automatic control；sensor目 录摘 要I关 键 词IABST
8、RACTIIKeywordsII第1章 绪 论11.1 PLC材料分拣装置的研究背景11.2 PLC材料分拣系统的现状11.3 PLC材料分拣系统的发展方向11.3.1系统集成21.3.2工艺创新21.3.3自动分捡机2第2章 PLC材料分拣系统的硬件设计42.1 PLC自动分拣控制系统工作原理42.2 系统的硬件配置52.3系统的运行方式62.4 PLC与传统继电器的区别及选型62.4.1 PLC与传统继电器的区别72.4.2 PLC设计选型的一般原则72.5铁传感器的选用82.6铝传感器的选用82.7颜色传感器的选用102.8光电传感器的选用102.9 气压传动装置选用102.9.1气源装
9、置102.9.2气压发生装置112.9.3冷却器122.9.4储气罐122.9.5气动控制装置132.10限位开关的选用132.11熔断器的选用132.12电动机的选用13第3章 PLC自动控制的软件设计153.1 系统程序流程153.2 系统I/O分配173.3 系统功能表图183.4 材料分拣装置PLC梯形图19第4章 总结与展望214.1 总结214.2 未来展望21参考文献23致 谢24附 录A 材料分拣装置PLC梯形图2531第1章 绪 论1.1 PLC材料分拣装置的研究背景随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制几乎扩展到所有工业领域。现代社会要求制造业对市场要求做
10、出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品1。为了满足这一要求，生产设备和自动生产线的看着系统必须具有极高的可靠性和灵活性，可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）正是顺应着一要求出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。PLC的应用面广、功能强大、使用方便，是当代工业自动化系统的主要设备之一。PLC已经广泛的应用于各种机械设备和生产过程的自动化控制中，PLC在其他领域，例如民用个家庭自动化也得到了迅速的发展。而在众多工业生产领域中，对不同的材料进行分拣，以往常采用传统的继电器接触控制，使用硬连接电器多，可靠性差，自动化程度
11、不高。目前已有许多企业采用先进控制器对传统接触控制进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自动控制程度，为企业提供了更可靠的生产保障。本文在此介绍一种采用可编程控制器（PLC）对材料自动分拣的一种方法，其电路结构简单，投资少（可利用原有设施改造），自动分拣系统不仅自动化程度高，还具有在线修改功能，灵活性强。本控制系统是一简单的材料分拣控制系统，在本系统的基础上，可以将之改进为物流分拣系统、自动分拣机，从而服务于人们的日常生活中。1.2 PLC材料分拣系统的现状随着生产趋于个性化、集约化，许多企业开始加深对物流的认识及其价值的深度挖掘，通过物流建设降低成本，提升竞争力。自动化物流系统逐渐应用于烟草
12、、制造、家电、医药、食品、图书等领域。随着物流市场需求的增长，国内物流系统及装备供应商通过自主技术创新、引进消化吸收，从起初低端技术、国外进口到现在高端创新、与国外厂商同台竞技，物流装备技术水平已明显提高，但在高端技术方面也还存在较大差距。1.3 PLC材料分拣系统的发展方向PLC材料分拣系统未来发展方向可以分为系统集成、工艺创新和自动分拣机2三个方向。1.3.1系统集成由于专业高度分工和全球经济一体化，系统集成是一种理念和趋势。国内厂商应采取国内集成、国外配套的合作思路，充分利用合作方在高端产品、关键设备上技术先进成熟的优势，迅速实现优势互补，提高整个物流系统的技术含量和技术水平。集成不是简
13、单的设备组合，是以系统思维的方式对设备功能的充分应用，并保证软硬接口的无缝和快捷，目的是实现集成创新。1.3.2工艺创新物流系统应充分注重“系统”概念，系统由多个单元组成。单元的有效组合，即是流程及工艺的设计，这是一个全局优化的复杂过程。工艺设计中最重要的是了解用户的实际需求，不同的行业和用户对物流的需求有着较大的差异，这是一种个性化的服务，应不断拓展创新。就从烟草行业来讲，结合卷烟生产工艺，将物流做宽做深，从烟叶醇化到成品发货，从制丝分组加工到储叶储丝模块化精益生产，工艺创新和装备已融入并实现工厂生产自动化（FA）。现在社会上己将物流的高科技产品(自动分拣机、自动化立体仓库、信息处理及通讯自
14、动化等)广泛应用于各个流通领域。自动分拣系统是一次大战后在美国、日本的配送中心广泛采用的一种物流设备，己经成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。可以肯定，随着物流大环境的逐步改善，科学技术日新月异的进步，特别是感测技术、电子标签及计算机控制技术等的引入使用，自动分拣系统在我国发展空间巨大。1.3.3自动分捡机在商业配送领域自动分捡机的应用较为广泛，可实现多品种、小批量、多批次、短周期的物品分拣和配送作业。自动分捡机的种类很多，有滑靴式、翻板式、交叉带式等，国内厂商能提供相应产品，但从分类能力、可靠性等指标来看，性参数能较国外先进水平还有较大差距。目前，项目系统集成中进口比例较高，在机场物流行李分拣系统中，由于分拣量大及高可靠性要求，基本都从国外进口。随着商业配送物流的快速发展，配送中心对自动分拣机将会有更多需求，分拣技术水平和设备性能将会有较大提高。物流配送中心是从事配送业务的物流场所或组织，它的作业流程包括“入库保管拣货分拣暂存出库” 。物流中心每天接受众多供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种物品，用最短的时间将物品卸下并按品种、货主、储位或发送地点进行快速准确的分类，然后将物品运送到指定地点。当订货商向物流中心发出配送订单后，自动分拣系统在最短时间内
