自动分拣系统综合设计(共23页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上桂林航天工业学院课程设计报告课程名称 专业综合工程设计 开课学期 2015-2016年第二学期 实 验 室 南校区巡天楼408 班 级 自动化2班 姓 名 甘志荣 学 号 12 专心-专注-专业桂林航天工业学院学生课程设计成绩鉴定表学生姓名甘志荣专业班级自动化2班设计题目自动分拣控制系统设计设计评价内容评价态度实验态度是否端正;实验是否认真。优秀 良 好 中等 及格 不及格纪律是否按时上课,是否缺勤优秀 良 好 中等 及格 不及格能力动手能力;创新能力;分析、解决实际问题能力;协作与组织管理能力;社会活动能力;语言及文字表达能力。优秀 良 好 中等 及格 不及格效果是
2、否完成了规定的实验任务;是否达到了既定的实验效果。优秀 良 好 中等 及格 不及格综合评价优秀 良好 中等 及格 不及格指导教师签名: 年 月 日桂林航天工业学院课程设计任务书设计题目:自动分拣控制系统设计 学生姓名甘志荣课程名称专业综合工程设计专业班级自动化2班地 点巡天楼411起止时间2016年6月27日至2016年7月11日设计内容通过Micro850编写CCW程序来使得系统能分拣出不同的物料。设计参数(1) 使自动分拣系统正常工作;(2) 能够分拣出金属物料;(3) 能够分拣出白色物料;(4)能够分检出黑色物料;设计进度(1)2016年6月27日:选定及分析题目;(2)2016年6月2
3、8日-6月30日:查找相关资料,确定设计方案;(3)2016年7月1日-7月3日:完成程序的编写以及调试工作;(4)2016年7月4日-7月6日:完成设计报告;设计成果(1) 分拣系统能按照指定的顺序分拣出物料;(2) 课程设计报告。参考资料1陈霞.可编程控制器入门与系统设计M.北京:中国电力出版社,20082张万忠,周渊深.可编程控制器应用技术M.北京:化学工业出版社,2001.43左健民.液压与气压传动M.北京:机械工业出版社,2008.44周美兰,周封,王岳宇.PLC电气控制与组态设计M.北京:科学技术出版社,2003.126-1285孙余凯,吴鸣山,项绮明.传感器应用电路300例M.北
4、京:电子工业出版社,2008.3说明1本表应在每次实施前由指导教师填写一式2份,审批后所在系(部)和指导教师各留1份。2多名学生共用一题的,在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。3若填写内容较多可另纸附后。系(部)分管领导:教研室主任: 指导教师: 年 月 日 摘 要随着科学技术的发展,自动分拣系统(Automaticsortingsystem)已成为先进配送中心所必需的设施条件之一,它一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成,具有很高的分拣效率。自动分拣机是自动分拣系统的一个主要设备,它是提高物流配送效率的一项关健因素。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
5、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、轻工业和货物中转中心等。 本文主要讲述罗克韦尔PLC在材料分拣系统中的应用,利用可编程控制器设计精度高、效率高的材料自动分拣装置。以罗克韦尔PLC为主控制器,结合气动装置、传感器技术、位置控制等技术,控制材料的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易于控制的特点。关键词:物料分拣;自动化;罗克韦尔PLCAbstract With the development of science and technology, automatic sorting system is has bec
6、ome one of the necessary for advanced distribution center facilities. It is generally composed of device control, classification device, conveying device and sorting crossing composition, with very high sorting efficiency. Automatic sorting machine is a main equipment of automatic sorting system, wh
7、ich is a Guan Jian factor to improve the efficiency of logistics distribution. It can carry goods, sorting goods, replace the heavy labor of people. Can realize the mechanization and automation of production, in under the environment of high temperature, corrosive and toxic gases such operation to p
8、rotect the personal safety can be widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, light industry and cargo transit center etc.This paper describes the Rockwell PLC in material sorting systems, the use of programmable logic controller design of high precision, high-efficiency automat
9、ic material sorting device. In Rockwell PLC-based controllers, combined with pneumatic device, sensor technology, position control technology, control automatic sorting material. System with a high degree of automation, stable operation and high precision, easy to control features.Keywords: material
10、 sorting; automation; Rockwell PLC目 录一 绪论1.1 课题背景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,都是按照人们的预定靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示命令的控制装置、计算机网络,把到达分拣位置的货物送到相应的搬送装置。由于全部采用机械自动作业,因此,分拣处理能力大,效率也不高。分拣分类数目也比较多。作为通用工业控制计算机,近些年来,可编程控制器技术在逐步成熟,实现了工业控制领域接
11、线逻辑到存储逻辑的飞跃,其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备,在世界各地发挥着越来越大的作用。1.2 课题研究的目的和意义 为了解决工人分拣工作的繁重和误差性大等问题,自动分拣系统在实际工作中应用越来越广泛。这种系统利用PLC编程控制,可降低经济成本的同时提高工作效率和可靠性。基于PLC控制的自动分拣系统,利用气动实现动作,具有成本低、效率高、可靠性好等特点。基于PLC的物料分拣机构设计,是以可编程控制器作为核心,综合了计算机和自动控制
12、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控制系统中使用最多的控制方式。随着分拣系统自动化发展的深度和广度的提高,分拣系统在众多领域得到了应用。在国防军事、医疗、食品加工、生活服务等领域都有广泛应用。伴随着自动化在各个领域的应用,机械设备的自动控制成分显得越来越重要,由于工作的需要,人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害,增加了工人的劳动强度。因此机传送带就这样诞生了,其中的自动分拣传送带是近代自动控制领域中出现的一项新技术,它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识,它能部分地代替人工操作,能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来
13、完成工作的传送和装卸。广泛应用传送带可以逐步改善劳动条件,更体现可控的生产能力,加快产品更新换代,提高生产效率和保证产品质量,消除枯燥无味的工作,节约劳动力,提供更安全的工作环境,降低工人的劳动强度,减少劳动风险以及提高生产效率。1.3 本设计的内容及意义1.3.1 本设计内容(1) 系统得电后,各部分在初始位置时,需要手动启动后便可运行;(2) 电机开始工作带动传输带传送物体向前运行;(3) 有物料时,电动机带动传送带动作,将物料送走;(4) 当金属物料传感器检测到是金属物料时,气缸一动作;(5) 当白色物料传感器检测到白色非金属物料时,气缸二动作;(6) 当黑色物料传感器检测到黑色非金属物
14、料时,气缸三动作;(7) 当非定义物料传感器检测到非定义的物料时,气缸四工作;(8) 气缸运行应有伸出限位保护;(9) 按下停止按钮,要等到该物料分拣完成后方可停止;(10) 启动后,有物料就自动分拣,而分拣完成就自动停止。1.3.2 本设计的意义随着电气技术应用领域迅速的拓展,尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。电气可编程控制技术与气动技术相结合,使整个系统自动化程度更高,控制方式更灵活,性能更加可靠。本文主要针对生产线上的自动化设计一个四段物料分拣传送带,实现生产的自动化。分拣系统中物料传感器以及气缸应自动化设备更新时需要,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
15、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保护人身安全,可以广泛应用到各个领域。为了适应工业生产的需要,本设计试图开发PLC对物料与分拣物料的控制,并借助必要的精密传感器,使其能够对不同颜色以及种类的物料按预先设定的程序进行分拣,适用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,并且在产品变化或临时需要对物料传感器,气缸进行新的分配任务时,可以允许方便的改动或者重新设计其新的部件,而对
16、于位置改变时,只要重新编程,就能很快地投入生产中,降低安装和转换工作的费用和提高生产时间。二 系统的设计2.1 系统设计任务与设计要求2.1.1 系统设计任务(1)熟悉罗克韦尔的开发环境,运用PLC来编写工程文件;(2)分拣出金属和非金属;(3)分拣出黑色物料和白色物料;(4)分拣出非定义的物料。2.1.2 系统设计要求(1) 完成分拣系统的接线;(2)编写控制程序;(3)完成软件对硬件检测和调试工作;(4)查阅国内外的研究动态和发展前沿信息,阅读相关外文文献。2.2 方案比较与选择 由于本设计是基于PLC的材料分拣系统设计,所以从材料分拣系统装置的控制系统方面进行方案的比较与选择。一共有三种
17、方案:分别是PLC、继电器控制系统与计算机控制系统。下面是关于三种方案的比较与选择。2.2.1 PLC与继电器控制系统的比较几十年来,继电器控制系统为工业控制的发展起到了巨大的作用,而且目前仍然在工业领域中大量的运用,然而其控制性能与自身的功能已无法满足与适应工业控制的要求和发展,与PLC相比较,存在着质的差别。下面是关于它们的各个方面的比较:(1) 控制功能的实现:继电器控制系统通过对继电器进行硬接线完成相应的控制功能,而PLC对其进行编程实现所需控制要求。(2) 对生产工艺变化的适应性:继电器控制系统需要重新设计与接线,适应性差,PLC只需对程序进行修改,适应性强。(3) 可靠性:继电器控
18、制系统元器件多,触点多,容易出现故障,PLC采样大规模集成电路,绝大部分是软继电器,可靠性高。(4) 控制的实时性:继电器控制系统机械动作时间常数大,实时性差,PLC微处理器,实时性非常好。(5) 占用空间与安装:继电器控制系统控制体积巨大、笨重,安装施工工作量大,PLC体积小,重量轻,安装工作量小。(6) 使用寿命:继电器控制系统易损,寿命短,PLC寿命较高。(7) 价格:继电器控制系统的价格较低,PLC较高。(8) 维护:继电器控制系统维护复杂、工作量大,PLC维护工作量较小。2.2.2 PLC与计算机控制系统的比较 通用计算机具有十分强大的计算与数据处理能力,同时数据处理速度已达到极高的
19、水平,但是应用通用计算机进行工业控制,在很多方面没有PLC功能强大。下面是关于它们的比较:(1) 工作方式:通用计算机采样中断方式,PLC采样扫描方式。(2) 通用计算机使用汇编语言、高级语言,PLC采用助记符语句表、梯形图等。(3) 工作环境:通用计算机要求较高,PLC可在较差的环境工作。(4) 对使用者的要求:通用计算机需要专用的学习培训才行,PLC语言易学,稍加培训即可使用。(5) 可靠性:通用计算机商业级要求,PLC工业级,且有多种特殊设计。(6) 系统软件:通用计算机系统软件功能强大,但占用存储空间过大,PLC系统软件功能专用,占用存储空间小。(7) 价格:通用计算机价格高,PLC价
20、格较低。 以上各种情况综合分析,决定采用PLC控制系统来控制材料分拣系统装置。和其他两种控制系统相比PLC控制系统主要优点是可靠性、易操作性、灵活性、机电一体化等。三 控制系统的硬件部分3.1 系统硬件结构介绍PLC控制系统的硬件设计,主要是根据被控制对象对PLC控制的功能要求,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。设计系统的硬件结构框图,如图3-1所示。图3-1 系统的硬件结构框图3.2 光电传感器光电开关是光电接近开光的简称,它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关
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