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1、-纺织职业技术学院毕业设计（论文）基于PLC控制的物料分拣装置 班级电气 专业 电气工程及其自动化 所在系机电工程系 指导老师目 录摘要3ABSTRACT4绪论5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6分拣单元的结构组成71.2 系统的技术指标71.3 系统的设计要求71.3.1 功能要求81.3.2 系统的控制要求8第2章控制系统的硬件设计82.1 系统的硬件结构82.2 系统关键技术92.2.1 确定I/ O 点数92.3检测元件与执行装置的选择112.3.1 光电编码器112.3.2 光电传感器132.3.3 光纤传感器14电感接近开关16磁性开关17通用变频
2、器驱动装置18电磁阀组和气动控制回路21第3章控制系统的软件设计213.1 控制系统流程图设计223.2 控制系统程序梯形图设计23第4章控制系统的调试304.1 硬件调试304.2 软件调试304.3 整体调试30结论31致32参考文献33摘要本论文阐述了利用西门子生产的一种YL335B小型物料分拣，结合气动、传感器和位置控制等技术，并运用梯形图编程，实现对铝块及白色、黑色共三种材料的自动分拣。该系统的通用性极强，可靠性好，程序开发简单，可适应进行材料分拣生产线的需求。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
3、。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。关键词：PLC，材料分拣，梯形图编程ABSTRACT The paper e*plained how to combine the mini YL-335B that was made by Siemens with pneumatic sensor and position control technology and program with the laddershape figure, designing the auto
4、matic system that sorts out aluminum 、black plastics and whrit plastics . The fle*ibility of this system is fine, the reliability is also e*cellent and programming is easy. It adapts to elasticity production line for materials sorting. At present the automatic sort gradually has become the mainstrea
5、m, because the automatic sort is enters the assignment position from the cargo which the sort system delivers assigns up to, all is defers to peoples instruction to depend on the automatic sorting equipment to completed. This kind of equipment is by accepts the sort instruction information the contr
6、ol device, the computer network elsewhere, arrives sorts the position the cargo delivers moves to delivers. Because uses the machinery automatic work completely, therefore, sort handling ability is big, sort classification quantity are also many.Key Words ：PLC，Automatic Sorting System，The Ladder-sha
7、pe Program 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。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
8、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，对本系统稍加修改即可实现要求。PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术
9、、传感器技术、位置控制技术等容，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。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
10、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 所示为本分拣装置图1.1图分拣单元是YL-335B 中的最末单元，完成对上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣。使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。当输送站送来工件放到传送带上并为入料口光电传感器检测到时，即启动变频器，工件开始送入分拣区进行分拣。分拣单元主要结构组成为：传送和分拣机构，传动带驱动机构，变频器模块，电磁阀组，接线端口，PLC 模块，按钮/指示灯模块及底板等。1.1.1分拣单元的结构组成分拣单元的结构组成如图所示。其主要结构组成为：传送和分拣机构，传动机构，变频器模块，电磁阀组，接线端口，PLC 模块，底板等。传
11、送已经加工、装配好的工件，在金属传感器和光纤传感器检测到并进行分拣。它主要由传送带、物料槽、推料（分拣）气缸、漫射式光电传感器、旋转编码器、金属传感器、光纤传感器、磁感应接近式传感器组成。传送带是把机械手输送过来加工好的工件进行传输，输送至分拣区。导向件是用纠偏机械手输送过来的工件。三条物料槽分别用于存放加工好的金属、黑色工件和白色工件。传送和分拣的工作过程：本站的功能是完成从装配站送来的装配好的工件进行分拣。当输送站送来工件放到传送带上并为入料口漫射式光电传感器检测到时，将信号传输给PLC，通过PLC 的程序启动变频器，电机运转驱动传送带工作，把工件带进分拣区，如果进入分拣区工件为金属，则检
12、测金属物料的接近开关动作，作为1 号槽推料气缸启动信号，将金属料推到1 号槽里；如果进入分拣区工件为白色，则检测白色物料的光纤传感器动作，作为2 号槽推料气缸启动信号，将白色料推到2 号槽里；如果进入分拣区工件为黑色，检测黑色的光纤传感器作为3 号槽推料气缸启动信号，将黑色料推到3 号槽里。自动生产线的加工结束。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环境温度围：-540气源：大于0.2MPa切小于0.85Mpa1.3 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
13、应实现基本功能如下 ：（1）分拣出金属和非金属（2）分拣*一颜色块（3）分拣出非金属中*一颜色块（4）分拣出金属和非金属中*一颜色块1.3.2 系统的控制要求系统利用各种传感器对待测材料进行检测并分类。当待测物体经下料装置送入传送带后，依次接受各种传感器检测。如果被*种传感器测中，通过相应的气动装置将其推入料箱；否则，继续前行。其控制要求有如下8个方面：（1）系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲 （2）电机运行，带动传输带传送物体向前运行（3）有物料时，下料汽缸动作，将物料送出（4）当光电感传感器检测到金属物料时，推汽缸1 动作（5）当光纤传感器检测到白色物料时，推汽缸2 动作（6）当光纤
14、传感器检测到黑色材料时，推汽缸3 动作 （7）汽缸运行应有动作限位保护 （8）下料槽无下料时，延时后自动停机第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（1）PLC 的I/O 接线本单元中，传感器信号占用6 个输入点（1 个光电、2 个光纤、1
15、 个金属、3 个磁性开关），输出点数为7 个，其中1 个输出点提供给变频器使用。选用西门子S7-224*P AC/DC/RLY主单元，共14 点输入和10 点继电器输出，供料单元的I/O 接线原理图如图3- 所示。由PLC 来进行变频器的启动/ 停止操作、物料颜色属性的判别以及相应推出操作。在物料被推出，推杆伸出运动可能产生干扰信号，使得推出操作反复进行，为此应采取相应的屏蔽措施。如果希望增加变频器的控制点数，即可把Q0.4 、Q0.5 和Q0.6 分配给分拣气缸电磁阀，而把Q0.0 Q0.2 分配给变频器的5、6、7 号控制端子用。2.2.1-1分拣单元PLC 的 I/O 信号表（2）分拣单元控制工艺要求分拣单元与前述几个单元电气接线方法有所不同，该单元的变频器模块是安装在抽屉式模块放置架上的。因此，该单元PLC 输出到变频器控制端子的控制线，须首先通过接线端口连接到实训台面上的接线端子排上，然后用安全导线插接到变频器模块上。同样，变频器的驱动输出线也须首先用安全导线插接到实训台面上的接线端子排插孔侧，再由接线端子排连接到三相交流电动机。分拣单元需要完成在传送带上把不同颜色的工件从不同的滑槽分流的功能。为了使工件能准确地推出，光纤传感器灵敏度的
