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1、. . . . 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院Henan Polytechnic Institute毕业设计（论文）题 目材料分拣装置的PLC控制系统班 级姓 名 指导教师 目录第一章绪论1第二章可编程控制器的概述32.1 PLC 的基本概念32.2 PLC的分类与应用与前景62.4 传感器与气动装置的概述13第三章材料分拣装置硬件系统153.1基本功能与控制要求153.2 系统的结构设计153.3 材料分拣装置的组成与各各部的功能16第四章 PLC硬件设计204. 1 PLC选型204. 2 I/O地址分配204. 3 I/O连接图214. 4 与上位机通讯22第五章 PLC软件设计
2、235. 1 程序流程图235. 2 梯形图与说明245. 3 PLC指令26第六章控制系统的调试286.1 硬件调试286.2 软件调试286.3 整体调试29结论30致32参考文献33附件一：34附件二：35毕业设计任务书16一、设计题目：材料分拣装置的PLC控制系统二、设计目的（1） 通过毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、基本技能进行分析和解决实际问题的能力；（2） 使学生受到PLC系统开发的综合训练，达到能够进行PLC系统设计和实施的目的；（3）使学生掌握工业生产流水线中材料分拣系统的工作原理。三、设备概述与技术数据1、材料分拣装置工作过程下面为材料分拣装置的结构示意图
3、。其工作过程为：通电状态下，下料时，下料传感器动作，传送带运行，电感传感器检测到铁块材料时，汽缸1动作将材料推下。电容传感器检测到铝块材料时，汽缸2动作将材料推下。颜色传感器检测到非金属材料黄色块时，汽缸3动作将材料推下。其它颜色非金属材料块被传送到SD位置时，汽缸4动作将材料推下。竖井式下料槽无料时，传送带运行一个行程自动停机。2、技术数据输入电压：AC200240V消耗功率：250W环境温度围：540四、设计要求1、控制要求（1）分拣出金属与非金属（2）分拣某一颜色块（3）分拣出金属中某一颜色块（4）分拣出非金属中某一颜色块（5）分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块分拣颜色为：红、黄
4、、蓝；分拣材料为：铁、铝、塑料。2、设计容（1）根据分拣装置工作过程设计功能图表（2）设计电气控制原理图（3）进行PLC选型与I/O分配（4）设计PLC硬件系统（5）设计控制程序。（6）按要求撰写毕业设计说明书（7）绘制设计图样五、参考文献 PLC编程与应用 机械工业工厂电气控制技术 清华大学机电类专业毕业设计指南 机械工业传感器原理与工程应用 科技电子大学电子技术与应用 机械工业摘要本文详细阐述了可编程控制器（PLC）在自动材料分拣系统中的应用。利用可编程控制器，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、传感技术等，现场控制材料的自动分拣。系统具有自动化程度高、
5、运行稳定、精度高、易控制的特点，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且人工劳动强度大大降低，可明显提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对材料的分配和管理。其设计采用标准化、模块化的组装，系统布局灵活，程序开发简单，维护、检修方便，可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求，受场地等因素的影响不大。同时，只要对本系统稍加修改即可实现各种不同生产线的要求。关键词：可编程控制器,分拣装置,控制系统,传感技术,气动技术AbstractThe design of an automatic sorting device with low cost and high efficie
6、ncy is presented in the paper which regards programmable logic controller (PLC) as the master controller and combines pneumatic device sensing technology and other technology to implement automatic selecting of the products. The device is characteristic of high automation, steady running, high preci
7、sion and easy control .It can be continuous, large quantities of goods are sorted, sorting error rate low ,greatly reduce labor intensity, can significantly increase labor productivity. Furthermore, the sorting system would be flexibly and seamlessly connect to other logistics equipment. The design
8、use of standardized and modular assembly , a flexible system layout, simple program development and easy maintenance. It adapts to elasticity production line for materials sorting. The system affected by the venue and other factors with little impact. Meanwhile it can fulfill different requirement a
9、ccording to different situations with little modifications.Keywords: PLC; sorting device; control system; Sensing Technology; Pneumatic Technology / 第一章 绪论随着科学技术的发展,工业自动化程度的不断提高,市场竟争的激烈，传统的人工分拣生产效率低，成本高，企业竟争力差，已经无法满足现代化生产的需要，因此，企业都迫切需要改进生产技术，提高生产效率，节约成本，增强竟争力。而编程控制器出现则克服了这些困难，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置，是自动
10、化控制系统的关键设备。自动分拣系统具有以下主要特点1、能连续、大批量地分拣货物由于采用大生产中使用的流水线自动作业方式，自动分拣系统不受气候、时间、人的体力等的限制，可以连续运行，同时由于自动分拣系统单位时间分拣件数多，因此自动分拣系统的分拣能力是人工分拣系统可以连续运行100个小时以上，每小时可分拣7000件包装商品，如用人工则每小时只能分拣150件左右，同时分拣人员也不能在这种劳动强度下连续工作8小时。2、分拣误差率极低自动分拣系统的分拣误差率大小主要取决于所输入分拣信息的准确性大小，这又取决于分拣信息的输入机制，如果采用人工键盘或语音识别方式输入，则误差率在3%以上，如采用条形码扫描输入
11、，除非条形码的印刷本身有差错，否则不会出错。因此，目前自动分拣系统主要采用条形码技术来识别货物。3、分拣作业基本实无人化国外建立自动分拣系统的目的之一就是为了减少人员的使用，减轻工员的劳动强度，提高人员的使用效率，因此自动分拣系统能最大限度地减少人员的使用，基本做到无人化。分拣作业本身并不需要使用人员，人员的使用仅局限于以下工作：（1）送货车辆抵达自动分拣线的进货端时，由人工接货。（2）由人工控制分拣系统的运行。（3）分拣线末端由人工将分拣出来的货物进行集载、装车。（4）自动分拣系统的经营、管理与维护。物料分拣采用可编程控制器PLC进行控制，能连续地分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可
12、显著提高劳动生产率。而且分拣系统能灵活的与其它物流设备无缝连接，实现对物料实物流，物料信息流的分配与管理，其设计采用标准化，模块化的组装，具有系统布局灵活，维护，检修方便等的特点材料分拣装置使用了PLC技术，传感器技术，位置控制技术，电气传动和气动技术，是实际工业现场生产设备的微缩模型。应用PLC结合气动技术，传感器技术和位置控制技术，设计不同的自动分拣控制系统，该系统灵活性较强，程序开发简单，可造用于进行材料分拣的弹性生产线的要求，且可以实现不同材料的自动分拣和归类功能。本文设计的材料分拣系统可以实现以下功能：（1）分拣出金属与非金属（2）分拣某一颜色块（3）分拣出金属中某一颜色块（4）分拣
13、出非金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块。（5）分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块。分拣颜色：红黄蓝；分拣材料为：铁，铝，塑料。第二章可编程控制器的概述2.1 PLC 的基本概念可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）， 简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制随着技术的发展这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Com
14、puter）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。2.1.1 PLC 的特点1 PLC 的主要特点（1）高可靠性1）所有的I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC 部电路之间电气上隔离。2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms。3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。4）采用性能优良的开关电源。5）对采用的器件进行严格的筛选。6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。7）大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高。（2）丰富的I/O 接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如： 交流或直流； 开关量或模拟量； 电压或电流； 脉冲或电位； 强电或弱电等。有相应的I/O 模块与工业现场的器件或设备，如： 按钮 行程开关 接近开关 传感器与变送器 电磁线圈 控制阀直接连接另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。（3）采用模块化结构为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外绝大多数PLC 均采用模块化结构PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用
