2022年材料分拣控制系统的方案设计书.docx

江苏财经职业技术学院 综合毕业实践说明书 论文标题：材料分拣掌握系统的设计2021 年 5 月 12 日摘 要自动分拣掌握系统广泛应用于社会各行各业，如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库该掌握系统的应用可以大大提高企事业单位该环节的生产效 率；本文作者通过查阅大量资料，对自动分拣系统及其相关的技术进展、现状和趋势作了一个比较全面的总结；在熟识了自动分拣系统的原理的基础上，依据肯定的分拣要求 以三菱 PLC为掌握核心， Mcgs 组态软件为监控软件，设计出材料分拣掌握系统；该材料分拣系统以 PLC 为主掌握器 , 结合气动装置、传感器技术、组态监控等技术 , 现场掌握产品的自动分拣；系统具有自动化程度高、运行稳固、分拣精度高、易掌握的特点 , 对不同的分拣对象 , 稍加修改本系统即可实现要求；关键词： 材料分拣 三菱 PLC Mcgs 组态软件目录摘要2目录引言431 概述1.1PLC 的进展历史51.2PLC 的定义和特点61.3PLC 基本结构和工作原理82 组态掌握技术112.1 组态技术概述122.2 组态掌握技术相对于传统运算机掌握技术的优点132.3 常用于组态掌握技术的运算机系统和组态软件133 设备选型及硬件电路的设计143.1 材料分拣系统的硬件结构及功能143.2 材料分拣系统的整个工作过程173.3 材料分拣系统各设备的选型173.4 材料分拣系统梯形图的编辑、设计与输入224 材料分拣系统组态监控画面及参数设置244.1 组态掌握画面的设计244.2 组态掌握参数与通讯参数的设定254.3 组态监控功能概述294.4 材料分拣掌握系统的调试29终止语29致谢 31参考文献 32附录33引言自动分拣系统的概述自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的安排位置为止，都是依据人们的指令靠自动装置来完成的；这种装置是由接受分拣指示信息的掌握装置、运算机网络、搬运装置、分支装置（负责把到达分拣位置的货物按运到别处的装置）、缓冲站（在分拣位置暂时存放货物的装置）等构成；除了使用终端的键盘、鼠标或者其它方式向掌握装置输入分拣指示信息的作业外，由于全部采纳自动掌握作业，因此它的分拣才能、分拣数量同人为分拣相比都比较大， 效率也得到了进一步突破；自动分拣系统的规模和才能已有很大的进展，目前大型分拣系统大多能分拣几十到几百个种类的物品，分拣才能达到每小时万件以上；国外分拣系统规模都很大，主要包括进给台、信号盘、分拣机、分拣信息识别系统、设备掌握系统和运算机治理系统等几大部分，仍要配备外围的各种运输和装卸机械，组成一个巨大而复杂的系统；自动分拣大部分与自动化立体仓库连接起来，协作自动引导车（ AGV）、托链小车等其它复杂的系统，分拣系统在总体布置上，可以说千变万化；从分拣技术水平上说，欧美各国进展最早，技术比较成熟，目前处于世界领先地 位；美国和欧洲在60 岁月开头使用，日本就在其次次世界大战后才引进分拣机，但近二十年来由于其本国经济进展需要进展快速，后来者居上，从1970-1985年共有 338台自动分拣机投入运行，其中58.32%用于储运业， 17.15%用于销售业；到 1987 年就已经拥有自动分拣机 1000 台，号称是世界上拥有分拣机最多的国家；我国自动分拣技术起步较晚，目前已能与国际先进水平保持同步，但是缺少技术创新才能，使自动分拣技术的物流系数也削减，大部分小型超市配送中心仍旧靠人工 分分拣；在二十世纪 80 岁月，我国最初是一些邮局采纳小型的半自动翻盘分拣机，用于邮包分拣； 1990 年为迎接第十一届亚运会，从荷兰引进了一套有3 个入口， 60 个出口的自动分拣系统，成立了北京食品配送中心，每小时可以配送3000 件货物，使我国的分拣技术有了一个飞跃；而如今分拣技术已经用于我国的各行各业，使这环节的效率得到了很大的提高；自动分拣机最先在邮政部门开头应用，大量的信件和邮包要在极端的时间内正确分 拣，非凭借高度自动化的分拣措施不行；此后，运输企业、配送中心、通讯出版部 门、烟草部门、出版行业、食品化工、造纸业、化工业、机械制造以及各类工业企业亦相继应用；近二十年来 , 特殊是物流行业，随着经济和生产的进展, 商品趋势趋于 " 短小轻薄 " ，流通趋于小批量多品种和准时制（ JUST-IN-TIME，简称 JIT ；分拣作业已成为一项重要的工作环节，分拣系统的应用已经日趋普遍；我国目前多数配送中心和物流企业都是人工分拣；明显，随着分拣量的增加、分送点的增多、配货响应时间的缩短和服务质量的提高，单凭人工分拣将无法满意大规模配送的要求，所以这一环节亟待提高；而国外一些配送中心多采纳分拣系统进行分拣，充分发挥了分拣技术分拣速度快、分拣点多、差错率极低、效率高和基本上全自动操作的优势；日本一位物流专家认为，在用户需求表现为多种小批量的时代，物流技术的三大措施是自动分拣机、自动化仓库和无人自动引导车；自动分拣机是其中最接近与成熟的产品，这可以认为是国家对于自动分拣在物流技术中的位置和现状的一个较好的概括；自动分拣系统成为当代物流技术进展的三大标志之一；1.1 PLC 的进展历史在可编程序掌握器问世之前，继电器接触器掌握在工业掌握领域中占有主导位置；但随着工业的进展，继电器接触器掌握已不能满意人们的要求；为明白决这一问题，早在1968 年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司GM 公司 ，为了适应汽车型号不断翻新，以求在猛烈竞争的汽车工业中占有优势，就提出要用一种新型的掌握装置取代继电器接触器掌握装置，并且对将来的新型掌握装置做出了具体设想；要把运算机的完备功能以及敏捷性、通用性好等优点和继电器接触器掌握的简洁易懂、操作便利、价格廉价等优点溶入于新的掌握装置中，且要求新的掌握装置编程简洁，使得不熟识运算机的人员也能很快把握它的使用技术；美国数字设备公司DEC依据 GM公司招标的技术要求，于 1969 年研制出世界上第一台可编程序掌握器，并在 GM公司汽车自动装配线上试用，获得胜利；其后，日本、德国等相继引入这项新技术，可编程序掌握器由此而快速进展起来；在 20 世纪 70 岁月初期、中期，可编程序掌握器虽然引入了运算机的优点，但实际上只称为 PLCProgrammable Logical Controller；随着微处理器技术的进展， 20世纪 70 岁月末至 80 岁月初，可编程序掌握器的处理速度大大提高，增加了很多特殊功能，使得可编程序掌握器不仅可以进行规律掌握，而且可以对模拟量进行掌握；因此 ， 美 国 电 器 制 造 协 会 NEMA将 可 编 程 序 控 制 器 命 名 为 PCProgrammable Controller， 但人们 习惯 上将 之仍 称为 PLC， 以便 与个 人运算机 PCPersonal Computer 相区分；80 岁月以来，随着大规模和超大规模集成电路技术韵迅猛进展，以16 位和 32 位微处理器为核心的可编程序掌握器得到快速进展；这时的PLC 具有了高速计数、中断技术、PID 调剂和数据通信等功能，从而使PLC的应用范畴和应用领域不断扩大；目前， PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化消遣等各个行业；1.2 PLC 的定义和特点PLC的进展初期，不同的开发制造商对PLC有不同的定义；为使这一新型的工业控 制装置的生产和进展规范化，国际电工委员会IEC 于 1985 年 1 月制定了 PLC 的标准，并给它作了如下定义：可编程序掌握器是一种特地为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置；它采纳可编程序的储备器，用来在其内部储备执行规律运算、次序掌握、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，掌握各种类型的机械或生产过程；可编程序掌握器及其有关的外部设备，都应按易于与工业掌握系统联成一个整体，易于扩充其功能的原就而设计；它的一些性能与继电器相比具有以下特点：1 牢靠性高牢靠性包括产品的有效性和可修理性；可编程掌握器的牢靠性高，表现在以下几个方面：a) 可编程掌握器不需要大量的活动部件和电子元件，接线大大削减，与此同时，系统的修理简洁，修理时间缩短，因此牢靠性得到提高；b) 可编程掌握器采纳一系列牢靠性设计方法进行设计，例如冗余设计，掉电爱护，故障诊断，报警和运行信息显示和信息爱护及复原等；c) 可编程掌握器有较强的易操作性，它具有编程简洁，操作便利，编程的出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使牢靠性大大提高；d) 可编程掌握器的硬件设计方面，采纳了一系列提高牢靠性的措施；例如，采纳牢靠性高的工业级元件，采纳先进的电子加工工艺（SMT）制造，对干扰采纳屏蔽、隔离和滤波等；储备器内容的爱护，采纳看门狗和自诊断措施，便于修理的设计等；2 操作性高a) 操作便利：对 PLC 的操作包括程序的输入和程序更换操作，大多数PLC采纳编程器进行程序输入和更换操作；现在的PLC 的编程器大部分可以用电脑直接进行，更换程序也可依据所需地址编号、继电器编号或接点号等直接进行搜寻或按次序查找，然后可以在线或离线更换；b) 编程方面： PLC有多种程序设计语言可以使用，梯形图与电气原理图相像；编程语句是功能的缩写，便于记忆；功能图表语言以过程流程进展为主线，特别适合设计人员 与工艺专业人员设计思想的沟通；功能模块图和结构化文本语言，功能清楚，易于理 解等优点；c) 修理便利： PLC 所具有的自诊断功能对修理人员的技术要求较低，当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，修理人员可以依据有关故障代码的显示和故障信号灯 的提示等信息，或通过编程器和HMI 屏幕的设定，直接找到故障所在的部位，为快速排除故障和修复节约了时间，提高了效率；3 敏捷性好a) 编程的敏捷性： PLC采纳的标准编程语言有梯形图、指令表、功能图表、功能模块图和结构化文本编程语言等；使用者只要把握其中一种编程语言就可进行编程，编程方 法的多样性使编程便利；b) 扩展的敏捷性： PLC的扩展敏捷性是它的一个重要特点；它可以依据应用的规模不断扩展，即进行容量的扩展、功能的扩展、应用和掌握范畴的扩展；它不仅可以通过增加输入输出模块增加点数，通过扩展单元扩大容量和功能，也可以通过多台PLC 的通信来扩大容量和功能；c) 操作的敏捷性：操作的敏捷性指设计工作量、编程工作量、和安装施工的工作量的削减；操作变得特别便利和敏捷，监视和掌握变得很简洁；在继电器次序掌握系统中所需的一些操作得到简化，不同生产过程可采纳相同的掌握台和掌握屏等；4 可实现机电一体化为了使工业生产的过程掌握更平稳，更牢靠，向优质、高产、低耗要效益，对过程控制设备和装置提出了机电一体化，即外表、电子、运算机综合的要求，而PLC 正是这一要求的产物，它是特地为工业过程而设计的掌握设备，具有体积小、功能强，抗干扰性好等优点，它将机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把外表、电子和运算机的功能综合集成在一起，因此，它已经成为当今数控技术、工业机器人、离散制造和过程流程等领域的主要掌握设备，成为工业自动化三大支柱（PLC，机器人， CAD/CAM）之一；可编程掌握器现在已经成为了一个不行代替的掌握系统，它们可以与其它系统通讯，供应产品报表，生产调度，诊断自身和设备的故障，这些技术上的改进，让PLC 成为今日的各行各业的高质量和产量的重要的奉献者；1.3 PLC 基本结构和工作原理基本结构目前，可编程序掌握器的产品很多，不同厂家生产的PLC以及同一厂家生产的不同型号的 PLC，其结构各不相同，但就其基本组成和基本工作原理而言，是大致相同的；它们都是以微处理器为核心的结构，其功能的实现不仅基于硬件的作用，更要靠软件的支持；实际上可编程序掌握器就是一种新型的工业掌握运算机；PLC硬件系统的基本结构框如下列图：PLC硬件系统结构框图1 中心处理器（ CPU）中心处理器是可编程掌握器的核心，它在系统程序的掌握下，完成规律运算、数学运算、和谐系统内部各部分的工作任务等；2 储备器储备器是可编程掌握器存放系统程序、用户程序以及运算数据的单元；可编程序控制器配有两种储备器，即系统储备器 EPROM和3 输入输出接口用户储备器 RAM；输入输出接口是可编程掌握器和工业掌握现场各类信号连接的部分； 输入口用来接收生产过程的各种参数，输出口用来送出可编程掌握器的运算后得出的掌握信息，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类掌握；依据信号的种类归类有直流信号输入、输出，沟通信号的输入、输出；依据信号的输人、输出形式分有数字量输入、输出， 开关量输入、输出，模拟量输入、输出；下面通过开关量输入、输出模块来说明 I/O 模块与 CPU的连接方式；(1) 开关量输入模块开关量输人设备是各种开关、按钮、传感器等，其信号可能是沟通电压110 V 或220 V ，直流电压 12 24 V 等；因此，输入模块要能将生产现场的信号转换成CPU 能接收的 TTL 标准电平的数字量信号；对于开关量中沟通输入模块的工作原理，只是在输人端先通过整流将沟通输入信号变成直流信号，其他与开关量直流输入模块工作原理相同；(2) 开关量输出模块输出模块的作用是将 CPU执行用户程序所输出的 TTL 电平的掌握信号转化为生产现场所需的，能驱动特定设备的信号，以驱动执行机构的动作；通常开关量输出模块有三种形式，即继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出；继电器输出可接直流或沟通负载，晶体管输出属直流输出，只能接直流负载；当开关量输出的频率低于 1000 Hz，一般选用继电器输出模块；当开关量输出的频率大于1 000 Hz ，一般选用晶体管输出；而双向晶闸管输出属沟通输出；对于继电器输出 型， CPU输出时接通或断开继电器的线圈，继电器的触点闭合或断开，通过继电器触点掌握外电路的通断；对于晶体管输出型，就是通过光电耦合使开关晶体管截止或饱和 导通以掌握外部电路；对于晶闸管输出型，采纳的是光触发型双向晶闸管；4 电源可编程掌握器的电源包括可编程掌握器各工作单元供电的开关电源以及为掉电爱护电路供电的后备电源，后者一般为电池；5 外部设备编程器是 PLC的重要外部设备，利用编程器可将用户程序送人PLC 的用户程序储备器，调试程序、监控程序的执行过程；编程器从结构上可分为以下三种类型；1 简易编程器 2 图形编程器 3 通用运算机编程；基本工作原理我们已经知道 PLC 是一种储备程序的掌握器；用户依据某一对象的具体掌握要求，编制好掌握程序后，用编程器将程序键人到PLC的用户程序储备器中寄存； PLC的掌握功能就是通过运行用户程序来实现的；PLC运行程序的方式与微型运算机相比有较大的不同，微型运算机运行程序时， 一旦执行到 END指令，程序运行终止；而 PLC从 0000 号储备地址所存放的第一条用户程序开头，在无中断或跳转的情形下，按储备地址号递增的方向次序逐条执行用户程序，直到 END指令终止；然后再从头开头执行，并周而复始地重复，直到停机或从运行RUN切换到停止 STOP状态；我们把 PLC这种执行程序的方式称为扫描工作方式；每扫描完一次程序就构成一个扫描周期；另外， PLC对输入、输出信号的处理与微型运算机不同；微型运算机对输入、输出信号实时处理，而 PLC 对输入、输出信号是集中批处理；下面我们具体介绍 PLC的扫描工作过程；PLC 扫描工作方式主要分三个阶段：输入采样、程序执行、输出刷新；1) 输入采样PLC在开头执行程序之前，第一扫描输入端子，按次序将全部输入信号，读人到寄 存输入状态的输入映像寄存器中，这个过程称为输入采样；PLC在运行程序时，所需的输入信号不是现时取输人端子上的信息，而是取输入映像寄存器中的信息；在本工作周期内这个采样结果的内容不会转变，只有到下一个扫描周期输入采样阶段才被刷新；2) 程序执行PLC完成了输入采样工作后，按次序从0000 号地址开头的程序进行逐条扫描执行，并分别从输人映像寄存器、输出映像寄存器以及帮助继电器中获得所需的数据进行运算处理；再将程序执行的结果写入寄存执行结果的输出映像寄存器中储存；但这个结果在全部程序未被执行完毕之前不会送到输出端子上；3) 输出刷新在执行到 END指令，即执行完了用户的全部程序后，PLC将输出映像寄存器中的内容送到输出锁存器中进行输出，驱动用户设备；PLC扫描过程示意图如下图所示；PLC扫描过程示意图PLC工作过程除了包括上述三个主要阶段外，仍要完成内部处理、通信处理等工作，在 内部处理阶段， PLC检查 CPU模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部工作；在通信服务阶段， PLC与其他的带微处理器的智能装置实现通信；2 组态掌握技术2.1 组态技术概述组态掌握技术是一种运算机掌握技术；利用组态掌握技术构成的运算机测控系统与一般运算机掌握系统在结构上没有本质的区分，它们都是由被控对象、传感器、I/O接口、运算机和执行机构几部分组成；显示器键盘现场参数运算机I/O接口执行器被控对象传感器现场设备I/O接口一般运算机掌握系统的结构组成传感器的作用是可以把被控对象的各种参数进行检测，然后将参数显示于运算机的显示器上；并依据参数实际值与设定值的偏差，依据肯定的掌握算法发出掌握命令，掌握执行机构的动作，从而完成任务；I/O 接口负责沟通传感器、执行器，它是运算机与现场设备的桥梁；内部有将数字量转换成模拟量 D/A 转换器、模拟量转换数字量的A/D 转换器、对开关量进行隔离的光电隔离器等；执行器由一些机械设备组成，如：电机、电源、管道、气阀、集成电路等组成；2.2 组态掌握技术相对于传统运算机掌握技术的优点组态的概念是相伴着集散型掌握系统（Distributed Control System简称 DCS）的显现才开头被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的；在工业掌握技术的不断发展和应用过程中， PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显；这些优势主要表达在： PC技术保持了较快的进展速度，各种相关技术已经成熟；由PC构建的工业掌握系统具有相对较低的拥有成本；PC 的软件资源和硬件资丰富，软件之间的互操作性强；基于PC的掌握系统易于学习和使用，可以简洁地得到技术方面的支持； 在 PC技术向工业掌握领域的渗透中，组态软件占据着特别特殊而且重要的位置；组态（ Configuration）的意思就是模块的任意组合；简洁的讲，组态就是用应用软件中供应的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过程；在组态概念显现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如使用 BASIC,C,FORTRAN等）来实现的；编写程序不但工作量大、周期长，而且简洁犯错误，不能保证工期；组态软件的显现，解决了这个问题；对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成；这样系统设计人员就可以把更多的留意力集中在如何挑选最优的掌握方法上，设计出合理的掌握系统结构，选者合适的掌握算法等这些提高掌握品质的关键问题上；一方面，从治理的角度讲，用组态软件开发的系统具有与Windows一样的图形化操作界面 ,特别便于生产的组织与治理；2.3 常用于组态掌握技术的运算机系统和组态软件一般来说，只要采纳 IPC（工业掌握运算机），挑选通用接口部件和组态软件，这样构成的系统都是基于组态掌握技术的；世界上有很多自动化设备生产厂家生产了很多基 于这种技术的 DSC（集散式掌握系统）运算机系统；如：中国的研华公司、时利和公司、德国的西门子公司、日本三菱等等；与上面系统专用组态软件相对的是通用组态软件，常用的国产通用组态软件有微控可视组态、 MCG、S King view组态王 等等；本系统采纳 MCGS作为上位机的监控软件；3 设备选型及硬件电路的设计3.1 材料分拣系统的主要硬件结构该系统采纳台式结构，内置电源，设置的转接面板上设计了可与PLC 连接的转接口；本装置仍设置了气动方面的减压器、滤清、气压指示等，可与各类气源相连接；其外形结构、各传感器位置见图材料分拣系统的主要结构图材料分拣系统的各部分的结构如下：1、转接面板2、单向感应电动机3、三菱 PLC4、调压阀、空气滤器、油雾器与气压指示表5、内置电源6、传送带7、挡板8、料槽9、10、11、12、13、先导式电磁换向阀14、16、18、20、23、气缸回位限位开关（磁感应开关）15、17、19、21、22、气缸动作限位开关（磁感应开关）24、电容传感器 SB25、颜色传感器 SC26、电感传感器 SA28、29、30、31、导料轨道32、气缸 133、气缸 234、气缸 335、气缸 436、气缸 5材料分拣系统各结构的功能料槽 图 6 中的 8 是一个材料手动入库而自动出库的装置，底部有一个光电传感器；使用时可先人为地将材料放入料槽中，此时间电传感器检测到料块时系统开头运行；当系统运行时，启动传送带（图6 中的 6）并由出料气缸（图 6 中的 36）将料库内底层材料推入传送带；传送带是由单向感应电机 图 6 中的 2 驱动的皮带式输送装置；为了防止气缸的压力过大而导致材料被打飞，所以在出料口加了挡板（图6 中的 7）；自动分选部分由传感器（图6 中的 24、25、26）、先导式电磁换向阀（图6 中的 9、10、11、12）、气缸（图 6 中的 32、33、34、35）及导料轨道（图 6 中的 28、29、30、31）组成；当传感器检测到相应料块时，对应的先导式电磁换向阀动作驱动气缸动作将其推人应去的滑道；例如：当电感传感器感应到铁块时，对应的气缸（图6 中的 36 ）动作，将铁块推入对应的导料轨道（图6 中的 31）；调压阀、空气滤器与气压指示外表（图6 中的 4）集中于一个模块上，它们接收来自气源的气压并传送到下面的5 个气阀中；来自气源的压缩空气其压力通常都高于设备和装置所需的工作压力，因压力波动比较大，因而需要调剂调压阀降压，使其输出压力与每台气动设备和装置所需要的压力一样，并保持该压力的稳固；空气过滤器是气动系统中最常见的一种空气净扮装置，安装在使用压缩空气的设备气动系统气源的入口处；其作用是滤除压缩空气中的水分、油滴以及杂质微粒等危害，以达到系统要求的净化程度；过滤的原理是依据固体物质和空气中的分子的大小和质量不同，利用惯 性、阻隔和吸附的方法将空气中的水分、油滴以及杂质微粒等危害去除；油雾器是一种特殊的注油装置，它以压缩空气为动力，将润滑油喷成雾状并混合于压缩空气中， 并随空气进入需要润滑的部件，达到润滑的目的，使压缩空气具有润滑气动元件的才能；目前气动掌握阀、气缸和气马达主要是靠这种有油雾颗粒的压缩空气来实现润滑，它的主要优点是便利、洁净、润滑的质量高；在气压传动系统中，组成气动回路是为了驱动用于各种不同目的机械装置，其最重要的三个掌握内容是：力的大小、运动的方向和运动的速度；与生产装置相连接的各种类型的气缸，靠压力掌握阀、方向掌握阀和流量掌握阀分别实现对三个内容的掌握， 正是利用它们组成了各种气动掌握回路；材料分拣系统选用的是方向掌握阀中的先导式电磁换向阀；气动换向阀是利用电磁力的作用来实现阀的换向的；主要有电磁部分和主阀两部分组成，依据掌握方式的不同可以分为直动式和先导式；先导式电磁换向阀第一由直动式电磁阀（先导阀）供应掌握气压，再去掌握主阀（气控阀）阀芯的运动，实现主阀的换向；由于这种阀的输出流量较大，故常作为掌握气缸的主控阀；当传感器感应到有材料通过时，输出一个信号，这个信号通过 PLC 实现对先导式电磁换向阀的掌握，先导式电磁换向阀又掌握相对应的气缸来弹出材料到导料轨道；每个气缸上都有两个磁感应开关，它们是有开关量输入输出的传感器；分别作为气缸回位限位开关、气缸动作限位开关；磁感应开关是一种属于金属感应的线性器 件，接通电源后，在传感器的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中就产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后依据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的；当气缸动作时动作限位开关断开，气缸快速弹出，此时先导式电磁阀复位，当气压太大时而气缸没有复位时气缸复位限位开关感应动作从而关闭先导式电磁阀从而起到爱护气缸的作用；导料轨道（图 6 中的 28、29、30、31、）主要作用是当气缸推出材料时导出材料；转接板上有相对应的指示灯，用于指示各个输入输出信号的指示以便于我们进一步掌握；电感式接近开关属于有开关量输出的位置传感器，用来检测金属物体；它由LC 高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流；这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡才能衰减，内部电路的参数发生变化；由此，可识别出有无金属物体接近，进而掌握开关的通或断；本系统用该器件来检测铁质材料；电容传感器也属于具有开关量输出的位置传感器，是一种接近式开关；它的测量头通常是构成电容器的一个极板, 而另一个极板是待测物体的本身；当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化；由此，便可掌握开关的接通和关断；本装置中电容传感器是用于检测铝质材 料；颜色传感器同样也属于具有开关量输出的位置传感器；它是在Si 等多数光电二极管之前，分别放置 R（红）、 G（绿）、 B（蓝）三种颜色的彩色滤光器，以便处理各自的输出信号并识别彩色的方法；材料分拣系统采纳它主要是用来识别绿色与黄色的材料；单向感应电动机作为执行机构用于带动传输带输送物料前行；掌握器采纳三菱 FX2N-32MR型 PLC（图 6 中的 3）；它接受料槽光电传感器、各材料传感器、先导式电磁换向阀、单向感应电动机、气缸位置传感器的信号，依据要求分别掌握输送带电机和各电磁阀动作；内置电源（图 6 中的 5 ）可以将 220 沟通电转换成 24 伏的直流电供应各个传感器与气阀以及转接板上的各个指示灯，同时也为单向感应电动机供应稳固的220 伏电压；本系统共设置了三个检测材料的传感器，同时预留了一个空余的气阀与气缸用来添加其它的传感器；用户可以依据自己的需求挑选相应的传感器安装即可；3.2 材料分拣系统的整个工作过程本课题是基于区分材料的材质的不同而设计的材料分拣系统，主要是实现对铁质、铝质、不同颜色的材料的自动分拣；具体掌握过程为:1 接通电源，按下启动开关，系统进入启动状态； 2 系统启动后，下料传感器 光电传感装置 检测到料槽有材料，每隔 2 秒出料气缸动作一次，将待测材料推到传送带上，待测物体开头在传送带上运行；假如下料传感器没有感应到材料，传送带不运行；3 当铁检测传感器检测到铁质材料时，铁出料气缸将待测物体推下；4当颜色检测传感器检测到材料为黄色或者绿色时，颜色出料气缸动作将被检测到的材料推下；5 当铝检测传感器检测到铝质材料时，铝出料气缸动作将待测物体推下；6 剩余红色非金属材料落到传送带后方； 7 当料槽无材料时，传送带须连续运行一个行程后自动停机；3.3 材料分拣系统各设备的选型三菱 PLC的选型依据材料分拣系统的工作过程由可知，系统的掌握有输入信号12 个，均为开关量；输出信号有 5 个，其中一个掌握电动机，剩下的掌握气阀，也都是开关量；依据分拣系统的需要配置出 I/O 对应功能，列表如下：三菱 PLCI/O分拣系统接口 I/O备注X010SFW2气缸动作限位开关X011SFW3气缸动作限位开关X017SFW4气缸动作限位开关X013SFW5气缸动作限位开关X000SA电感传感器输X001SB电容传感器入X002SC颜色传感器部X005SBW2气缸回位限位开关分X006SBW3气缸回位限位开关X007SBW4气缸回位限位开关X015SBW5气缸回位限位开关X014SN判定下料有无下料传感器 先导式电磁换向阀11先导式电磁换向阀10先导式电磁换向阀9先导式电磁换向阀13Y000YV2输Y001YV3出Y003YV4部Y004YV5分Y005M传送带表 1：材料分拣系统的 I/O 列表再依据 PLC选型的要求，在实际统计的输入/ 输出点数的基础上需有15%-20% 的备用量，因此挑选三菱 FX2N32MR的 PLC作为主机，它可以满意本系统的需求，且仍有一 定的剩余 I/O 以备将来的扩展；气动装置选型气源挑选 FB0.048/7静音空气压缩机，该空气压缩机具有噪音低、性能稳固、工作安全牢靠的特点 ，适合于材料分拣系统的要求；它的技术参数如下：FB 0.048/7 静音空气压缩机 一台功率压力排气量转速噪音储气罐容积重形状尺寸KWMPaL/minr.p.mdBAL量cm0.550.74828004515Kg3240x40x58调压阀、油雾器与气压指示表综合于一体，该部分选用SANW（O三和） SAW2000型号的产品；空气滤器选用SANW（O三和） SAL2000 型号的产品；调压阀、油雾器、气 压指示表、空气滤器也综合于一体；该套产品质量牢靠，性能稳固、体积紧凑，适合使用；气阀选用 SANW（O三和） SVK0120型号的先导式电磁换向阀；采纳它的优点：（1）外漏堵绝，内漏易控，使用安全；（2）系统简洁，便接电脑，价格低廉；（3）动作快递，功率微小，形状轻巧；该电磁阀的线圈为DC24伏， 2.5瓦的线圈，电源来自分拣系统的内置电源，内置电源通过将220 伏转化为 24 伏电压而来；它的技术参数如下表：SANW（O三和） SVK0120先导式电磁换向阀个数： 5接电方式（G）出线式标准电源沟通： 110v,220v（ 50hz） 直流： 24V绝缘及爱护额定电压的 -10%+10%沟通启动： 5.6VA连续： 3.4VA功率直流2.5W气缸采纳 SANW（O三和） SCDJB10-45S型号的产品，该产品与气阀的型号相配套，性能优越；传感器的选型气缸回位限位开关、气缸动作限位开关都选用D C73 型号的磁感应开关，掌握功率高、作用距离大、结构简洁、成本低、工作稳固牢靠、寿命长；适合用于自动掌握系统中，进行自动检测、定位、爱护等；它的技术参数如下：DC73磁感应开关个数： 10额定电压DC24VAC110V额定电流DC： 540mAAC: 520mA而震程度1050HZ使用温度060 摄氏度电感式接传感器挑选百斯特 BLJ18A48Z/B1Z 技术参数如下：百斯特 BLJ18A48Z/B1Z个数： 1额定电压DC：636V额定电流300mA颜色传感器挑选 OMRO的N术参数如下：E3SVS1E4型，该传感器具有灵敏度高，易调剂的优点；技OMRON E3S VS1E4型 个数： 1额定电压DC：1224V额定电流400mA输出形式直流 3 线式 NPN电容式传感器挑选 OMRO的N E2K X81ME1型，技术参数如下：OMRONE2K X81ME1型 个数： 1Description静电容量型近接开关Sensing DistanceOutput8mm直流 3 线式 NPNSizeM18电动机与内置电源的选型电机挑选 LINIX的单向感应电动机，它具有功率效率高、功率消耗低、更低的噪声以及在应用中更易掌握的优点；型号为YN606 ，技术参数如下：LINIXYN60 6 型单向感应电动机个数： 1功电频极电流率压率数WVHZPR/mim6220500.154394004713801/450A启动转矩.Mg .cm额定转矩.M