PLC與物料分揀系統(tǒng)畢業(yè)論文

預備技師答辯論文(設計)院系名稱： 機電工程系 班 級： 20 17 級預備技師（ 1 ）班學生姓名： 龐碩專業(yè)名稱： 電氣自動化設備安裝與維修指導教師姓名（職稱）：目 錄摘 要 .2引 言 .51.1 物料分揀系統(tǒng)概述 .51.2 物料分揀系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 .61.3 研究的目的及意義 .6第 1 章 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設計 .81.1 材料分揀裝置工作過程概述 .81.2 系統(tǒng)的技術(shù)指標 .91.3 系統(tǒng)的設計要求 .91.3.1 功能要求 .91.3.2 系統(tǒng)的控制要求 .10第 2 章 控制系統(tǒng)的硬件設計 .112.1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) .112.2 硬件選型與硬件組態(tài) .112.2.1 確定 I/ O 點數(shù) .112.2.2 PLC 的選擇 .122.2.3 PLC 的輸入輸出端子分配 .122.2.4 PLC 輸入輸出接線端子圖 .132.3 檢測元件與執(zhí)行裝置的選擇 .142.3.1 步進電機的選擇 .142.3.2 旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇 .142.3.3 電感式傳感器的選擇 .152.3.4 電容式傳感器的選擇 .162.3.5 顏色傳感器 .172.6 光電編碼器 .19第 3 章 控制系統(tǒng)的軟件設計 .13.1 控制系統(tǒng)流程圖設計 .13.2 控制系統(tǒng)程序設計 .2第 4 章 控制系統(tǒng)的調(diào)試 .84.1 硬件調(diào)試 .84.2 軟件調(diào)試 .84.3 整體調(diào)試 .10結(jié) 論 .11參考文獻 .12附 錄 .13致 謝 .18摘 要 分揀控制系統(tǒng)在先進制造領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色。是工業(yè)控制及現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，實現(xiàn)物料同時進行多口多層連續(xù)的分揀。在社會各行業(yè)如：物流配送中心、郵局、倉庫等行業(yè)得到廣泛應用。 本文在對熟悉了自動及分揀系統(tǒng)的原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的分揀要求，采用了整體化的設計思想，充分考慮了軟、硬件各自的特點并進行互補優(yōu)化，設計了一個物料傳送及分揀系統(tǒng)。此系統(tǒng)以 PLC 為主控制器，結(jié)合傳感器技術(shù)，氣動裝置和位置控制等技術(shù)，并運用梯形圖編程，實現(xiàn)對鐵質(zhì)、鋁質(zhì)和不同顏色的材料的自動分揀。具有自動化程度高、容易控制、運行穩(wěn)定、分揀精度高的特點，對不同的分揀對象，稍加修改本系統(tǒng)即可實現(xiàn)要求。關(guān)鍵詞：可編程控制器（PLC），傳感器，動控制，物料分揀關(guān)鍵詞: 可編程控制器；分揀裝置；控制系統(tǒng)；傳感器ABSTRACTSorting control system in the field of advanced manufacturing plays an extremely important role, is the industrial control and an important part of modern logistics system, Implement material simultaneously multi-port multi-level successive sorting. In the social various industries such as: logistics distribution center, the post office, warehouse and other industries widely used. Based on familiarity with the automatic and sorting system, on the basis of the principle of according to the requirement of a sorting, adopts the integration of design, fully consider the characteristics of software and hardware and complementary optimization, This system is given priority to with PLC controller, combined with the sensor technology, pneumatic device and position control technology, and using the ladder diagram programming, implementation of white, blue two kinds of plastic and aluminum piece, a total of 3 kinds of materials automatic sorting. With a high degree of automation, easy to control the characteristics of high precision, stable running, sorting, sorting of different objects, the system can be slightly modified implementation requirements. Key words: Programmable controller (PLC), sensors, pneumatic control, material sortingKey words: PLC; sorting device; control system; sensor1 引言 1.1分揀系統(tǒng)的介紹 自動分揀系統(tǒng)(Automatic sorting system)在配送中心處于十分必要的地位。具有非常高的效率，一般來說每小時所分揀商品的數(shù)量達6000-12000箱不等，可以說，自動分揀作為能夠提高物流分配、發(fā)送效率重要因素之一。也是二戰(zhàn)后在許多國家例如日本等國家物流中心所廣泛使用的一種自動分揀系統(tǒng)，目前，該系統(tǒng)已廣泛的應用于發(fā)達國家的大中型物流中心。 關(guān)于自動分揀系統(tǒng)的作業(yè)流程的描述如下：物流中心吸收供應商送來的各種商品，并且在最短時間內(nèi)這把上述商品卸下,然后根據(jù)商品的種類、供應商和發(fā)送地點來準確分類，并將上述商品送到指定目的地，同時，如果供應商通知物流中心按自己所要求的配送指示發(fā)送貨物時，分揀系統(tǒng)能夠在最短的時間內(nèi)，從高層貨存架存儲系統(tǒng)中準確的找到要出庫的商品及其所在位置，并按所需要求出庫。從不同儲位上取出的不同數(shù)量的商品按配送地點的不同運送到不同的理貨區(qū)域或配送站臺集中，以便裝車配送。1.1.1分揀系統(tǒng)的發(fā)展概況 最初的分揀系統(tǒng)是完全基于人力的作業(yè)系統(tǒng), 通過人工搜索、承運貨物完成貨物的提取。在這個系統(tǒng)中,書面文檔生產(chǎn)和發(fā)現(xiàn),如手動處理浪費了巨大的人力資源,效率很低,顯然不能滿足現(xiàn)代物流的速度、精度要求高的特點。 隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展,分揀系統(tǒng)開始運用各種各樣的自動化設備,計算機控制技術(shù)和信息技術(shù)成為信息傳遞和處理的重要手段。雖然在大部分分揀系統(tǒng)中有些作業(yè)環(huán)節(jié)到目前為止需要有人工的參與,但作業(yè)強度越來越小。完全由機械完成分揀作業(yè)的自動分揀系統(tǒng)也與之而生。機械化、自動化、智能化成為現(xiàn)代分揀系統(tǒng)的主要特點與發(fā)展趨勢。 現(xiàn)代物流配送中,高科技的應用為作業(yè)效率和質(zhì)量的提高提供了堅實的技術(shù)保證?，F(xiàn)代化的分揀系統(tǒng)逐漸成為物流機械化系統(tǒng)、信息系統(tǒng)以及管理組織系統(tǒng)的有機組合。物流機械化系統(tǒng)主要是各種物流設備的有效組合和配置,信息系統(tǒng)是分揀信息和控制信息等流動的載體,管理組織系統(tǒng)負責設備、人員的調(diào)度,控制系2 統(tǒng)總體的運作模式。計算機控制技術(shù)、信息技術(shù)以及物流自動化機械成為現(xiàn)代分揀系統(tǒng)的重要組成部分。1.1.2國內(nèi)外分揀系統(tǒng)的對比 應用現(xiàn)狀及趨勢 縱觀國內(nèi)外分揀系統(tǒng)的應用情況可以發(fā)現(xiàn),國外的物流配送中心傾向于采用自動化程度很高的分揀系統(tǒng)。而在我國,由于物流業(yè)起步晚,分揀系統(tǒng)中人工作業(yè)的比例也較高。 國外自動分揀系統(tǒng)的廣泛使用 以美國、日本及歐洲為代表的發(fā)達國家,在分揀系統(tǒng)的應用上體現(xiàn)出自動化程度越來越高的特點。代表美國、日本和歐洲發(fā)達國家的應用分類系統(tǒng)反映的特點,自動化程度越來越高。自動分揀系統(tǒng)已成為發(fā)達國家大中型物流中心、配送中心或一個配送中心是不可或缺的一部分。 自動分揀系統(tǒng)是二戰(zhàn)后在美國,日本和其他國家的一個廣泛應用于大中型物流中心分揀系統(tǒng),參照郵局排序字母自動化經(jīng)驗配置。一般包括控制裝置、分類裝置、傳動裝置和分揀道口,它們通過計算機網(wǎng)絡聯(lián)結(jié)在一起,配合人工控制及相應的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個完整的分揀系統(tǒng)。其主要特點為: 能連續(xù)、大量的來給貨物分類,分類錯誤率極低 ,基本實現(xiàn)無人操作排序。自動分揀系統(tǒng)中人員的使用僅局限于進貨時的接貨、系統(tǒng)的控制、系統(tǒng)的經(jīng)營、管理與維護等,這恰好達到了國外企業(yè)的下列要求：減少人員使用、減輕員工勞動強度、提高人員使用效率，所以受到了他們的廣泛重視。 就國外進行配送業(yè)務的行業(yè)或企業(yè)來說,自動揀選系統(tǒng)已廣泛應用在醫(yī)藥制造業(yè)和其他行業(yè),比如日本,資生堂,如大木有限公司。自動排序作為關(guān)鍵設備在自動分揀系統(tǒng),因為它可以達到每小時5000 - 5000例排序的效率,也廣泛用于日本和歐洲,日本,連鎖經(jīng)營企業(yè)(如西友、高島屋等)和眾議院JiBian(大和,佐川等等)是廣泛使用的自動分選機;在日本唱片中心,CD及錄像帶的新出版品也利用高端的機器人自動分揀機揀貨。 目前常用自動分揀系統(tǒng) 第 1 章 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設計PLC 控制分揀裝置涵蓋了 PLC 技術(shù)、氣動技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)等內(nèi)容，是實際工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)設備的微縮模型。本章主要介紹分揀裝置的工藝過程及控制要求。要想進行 PLC 控制系統(tǒng)的設計，首先必須對控制對象進行調(diào)查，搞清楚控制對象的工藝過程、工作特點，明確控制要求以及各階段的特點和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件。1.1 材料分揀裝置工作過程概述如圖1-1 所示為本分揀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1