使用plc的自动分拣系统本科毕业论文.docx

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1、使用plc的自动分拣系统本科毕业论文1绪论1.1设计的目的和意义某家生产厂的一个材料仓库中存有大量的底面直径为10cm,高2cm的圆柱形料块,进货的时候各种料块被杂乱无章的堆放在一起。各种料块的形状固然一样但是材质不同,共分铁、铝和塑料三种材质，其中塑料又分蓝、黄两种不同颜色。在采用自动分拣系统之前，当需要某种原料时，全靠人工选取，由于铁块和铝块的颜色比拟接近，难以区分，因而取错料的情况经常发生，影响了工厂的正常生产。同时，由于各种物料搀杂在一起，取用某一种原料所用的时间较长，效率低；在进行技术改造，采用自动分拣系统之后，料仓里的物料被准确分拣出来，不同材质的料块分别存放在不同的地方，当需要某

2、种原料时能够直接取用。取错料的情况得到根本避免，取料时间大大缩短，效率有很大的提高。随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越剧烈，因而各个企业都迫切地需要改良生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以前一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，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。分拣是把很多物体按品种或类别，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。目前自动分拣已逐步成为主流，由于自动分拣是从物体进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是根据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

3、报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的物体送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因而，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。利用PLC技术设计一种成本低，效率高的材料自动分拣装置已成为主流。PLC的迅速发展是由于它的具大功能和操作功能简单更是无法超越的可靠性极高，能经受恶劣环境的考验，使用极大方便的优越性，迅速占领工业自控领域，成为工业自动控制的首选产品，与机器人，CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支柱。PLC的作用体如今，其一它能代替人工操作；其二，它能根据生产工艺的要求，遵循一定的程序，时间和位置来完成工件的传送和装卸。因而，它能大大地改善工人的劳动条件，显著地提高劳动

4、生产率中，加快实现工业生产机械化的自动化的步伐。在材料分拣装置中运用到PLC控制，它具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点。1.2设计项目的发展自动分拣系统PAS是为了正确快速并花费极少劳动力，将商品以零散单位进行细分作业。以对应零件的滑块式分拣输送机迷你自动分拣机为核心，配置投入用的带式输送机，以便装载搬运物搬运到分拣输送机上，在投入部设置投入电脑触摸式面板和输入用的条形码读数装置，另外配对进行情报管理用的管理电脑，控制机械用的控制电脑。自动分拣系统PAS最先是有HOKUSHO于1990年3月和美国AutoMotion公司进行技术合作,在1991年3月开发了以重量级(相当于45Kg

5、)家电产品的快速分拣为目的的滑块式分拣搬运机大型自动分拣机。因其能连续、大批量地分拣货物，极大的提高了生产效率，分拣误差低，自动化程度高等优点获得了世人的青睐，并不断的发展和完善。现如今，从台数上来看，如今大约一半左右是用于流通行业中按客户播种分拣，今后还会进一步增加。从处理的商品种类上来看，越来越多的用于以化装品、医药用品为主，服装、书籍、加工食品、日用杂品、CD、玩具、录象带等不胜枚举的商品。值得一提的是用户引进PAS，即便客户所处理的商品从加工食品改变为日用杂货，可以以继续使用PAS，从物流中心的形态来看，还是以密集型共同、中转型中心为主流。这是由于一方面提高了效率，另一方面在国际会计基

6、准中现金流动越来越被重视，所以不得不进一步压缩库存。在这样的中心里提高综合能力是必要的条件。除此以外，环境安全规则家电当前位置：文档视界使用plc的自动分拣系统本科毕业论文使用plc的自动分拣系统本科毕业论文2系统总体方案设计2.1概述材料分拣装置的示意图，如图2.1所示，它采取台式构造，内置电源，有步进电机、汽缸、电磁阀、光电编码器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件，能够和各类气源向连接。选择颜色传感器极对各种材料敏感的电容式和电感式传感器，分别固定在网板上，且允许重新安装传感器排列位置或选择网板不同区域安装。材料分拣装置实现如下5种基本功能。1分拣出金属与非金属。2分拣某一颜色。3分拣出

7、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。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。假如被某种传感器测中，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9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当电感传感器检测到金属物料时，推汽缸1动作，将待物料推入下料槽。5当电容传感器检测到非金属物时，推汽缸2动作将待测物料推入下料槽。6当颜色传感器检测到物料为某一颜色时，推汽缸3动作将带测

8、物料推出下料槽7其他物料被送到SD位置时，汽缸4将待测物料推入下料槽8汽缸运行应该有限位保护9下料槽内无料时，延时自动停机。下料口传感器备用传感器颜色传感器电容传感器汽缸动作限位电感传感器汽缸回位限位电机传输带光电码盘下料槽卸料槽汽缸5汽缸1汽缸2汽缸3汽缸4电磁阀组二联体过滤器气体压缩机图2.1材料分拣装置的构造示意图3硬件设计电器元件、设备的选择3.1系统构造框图如图3.1所示。其工作经过是开启电源,步进电机运行并驱动传输带,下料传感器检测下料槽内能否有物料。若无物料,延时后自动停止并等待上料;当下料槽内有物料时,系统自动运行。首先,下料传感器发送信号给,并转送给推汽缸。经过一定时间,下料

9、汽缸依次将物料推至传输带。当物料由传输带传输时,光电编码器发脉冲开场进行计数,电机运行,实现定位控制当电感传感器检测到物料为金属物料时,发出反应信号给PLC,由PLC控制推汽缸1动作,将物料推到卸料斗。当推汽缸电磁阀运行到限位时,电磁阀复位,恢复原状态。此时,电机重新工作驱动传输带到下一位置同理,可通过相应传感器分拣相应的物料。汽缸压缩机气缸4气缸3气缸2气缸1电机及下料气缸可编程控制器备用传感器颜色传感器电容传感器电感传感器下料传感器图3.1系统硬件框图3.2PLC技术参数和选择确定I/O点数根据控制要求,输入应该有6个传感器信号,包括电感传感器、电容传感器、颜色传感器、预留传感器(可根据要

10、求设置),以及检测下料的传感器和计数传感器。相应地,有相应的5个汽缸运动位置信号,每个汽缸有动作限位和回位限位,共计10个信号。输出包括控制电动机运行的接触器,以及5个控制汽缸动作的电磁阀。共需I/0点22个,其中16个输入,7个输出。PLC的选择由于该材料分拣装置的控制为开关量控制,且所需的I/O点数不多。因而,选择一般的小型机即可知足控制要求。本系统选择的PLC机型为三菱FX2N型号。建立I/O地址分配表根据所选择的PLC机型,对PLC的I/O点分配编号。系统的I/O分配表,如表3.2所示。通过I/O的连接,即可实现PLC对分拣装置的控制。如图3.2所示。表3.2分拣系统面板的I/O分配当

11、前位置：文档视界使用plc的自动分拣系统本科毕业论文使用plc的自动分拣系统本科毕业论文备用传感器启动按钮推汽缸1动作限位推汽缸2动作限位推汽缸3动作限位推汽缸4动作限位下料汽缸动作限位电感传感器电容传感器颜色传感器推汽缸1回位限位推汽缸2回位限位推汽缸3回位限位推汽缸4回位限位下料汽缸回位限位下料传感器停止按钮急停按钮计数传感器推汽缸1电磁阀输送带电机推汽缸2电磁阀推汽缸3电磁阀推汽缸4电磁阀下料汽缸电磁阀气体压缩机压缩机开关步进脉冲脱机电平公共阳极.5.5图3.2PLC接线图3.3检测元件与执行装置的选择3.3.1光电编码器一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感

12、器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判定旋转方向，码盘还可提供相位相差90o的根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。两路脉冲信号。黑蓝电源负输出电源正感应体图3.3E6C-A光电编码器3.3.2电感传感器由铁心和线圈构成的将直线或角位移的

13、变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通鼓励电源时，就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。电感式传感器的特点是：无活动触点、可靠度高、寿命长；分辨率高；灵敏度高；线性度高、重复性好；测量范围宽测量范围大时分辨率低；无输入时有零位输出电压，引起测量误差；对鼓励电源的频率和幅值稳定性要求较高；不适用于高频动态测量。电感式传感器主要用于位移测量和能够转换成位移变化的机械量如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等

14、的测量。常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中，这三种传感器多制成差动式，以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。变间隙型电感传感器这种传感器的气隙随被测量的变化而改变,进而改变磁阻。它的灵敏度和毫米之间。变面积型电感传感器这种传感器的铁芯和衔铁之间的相对覆盖面积即磁通截面随被测量的变化而改变,进而改变磁阻。它的灵敏度为常数，线性度也很好。螺管插铁型电感传感器，它由螺管线圈和与被测物体相连的柱型衔铁构成。其工作原理基于线圈磁力线泄漏途径上磁阻的变化。衔铁随被测物体移动时改变了线圈的电感量。由于本系统用来感应铁，但不感觉金属中的铝，所以选用M18X1X40电感传感器

15、。图3.4电感传感器图3.3.3电容传感器工作原理极其选型电容式传感器的感应由两个同轴金属电极构成，很象“打开的电容器电极，该两个电极构成一个电容，串联在RC振荡回路内。电源接通时，RC振荡器不振荡，当一个目的朝着电容器的电极靠近时，电容器的容量增加，使振荡器开场振荡，通过后级电路的处理，将停振和振荡两种信号转换成开关信号，进而起到了检测有无物体存在的目的。该传感器能检测金属物体，也能检测非金属物体，对金属物体能够获得最大的动作距离，对非金属物体动作距离决定于材料的介电系数越大，可获得的动作距离越大。当一个目的靠近时，电容式传感器的电流消耗随之增加。大多数的LEDE电容式传感器都有一个20圈的螺旋电位器，用于开关距离的微调。在制作经过中，通过使用3Sn见方的接地方钢作为测试目的，动作范围设置成0.70.8，所均基Sn于有技术数据此标测