材料分揀系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)

1、鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目： 雙坐標(biāo)十字滑臺(tái)的設(shè)計(jì)入 學(xué) 年 月 _2014.11.24_姓 名_ _學(xué)號(hào) _專業(yè)_ _聯(lián) 系 方 式_學(xué) 習(xí) 中 心 _ _指 導(dǎo) 教 師 _ _完成時(shí)間 _2016_ 年_4_月_12_日鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄1緒論 11.1自動(dòng)分揀系統(tǒng)的定義 11.2自動(dòng)分揀系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 12系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 22.1 傳感器的選型 22.1.1電感式傳感器 22.1.2電容式傳感器 32.1.3顏色傳感器 52.2限位開關(guān)的設(shè)計(jì) 62.3電磁閥的設(shè)計(jì) .72.4 PLC 的選型 82.5 PLC 輸入輸

2、出接線端子圖 93系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 103 1 控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì) 103.2 PLC 梯形圖程序設(shè)計(jì) 113.3整體梯形圖 123.4 PLC 程序指令表 124總結(jié) 14 參考文獻(xiàn) 15鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)1緒論11 自動(dòng)分揀系統(tǒng)的定義 自動(dòng)分揀是指貨物進(jìn)入分揀系統(tǒng)到指定的分配位置為止， 都是按照系統(tǒng)設(shè)定 的指令靠自動(dòng)裝置來(lái)完成的。 自動(dòng)分揀系統(tǒng)一般由控制裝置、 分類裝置、 輸送裝 置及分揀道口組成。 控制裝置的作用是識(shí)別、 接收和處理分揀信號(hào)， 根據(jù)分揀信 號(hào)的要求指示分類裝置、 按商品品種、 按商品送達(dá)地點(diǎn)或按貨主的類別對(duì)商品進(jìn) 行自動(dòng)分類。這些分揀需求可以通過

3、不同方式， 如可通過條形碼掃描、 色碼掃描、 鍵盤輸入、重量檢測(cè)、語(yǔ)音識(shí)別、高度檢測(cè)及形狀識(shí)別等方式，輸入到分揀控制 系統(tǒng)中去，根據(jù)對(duì)這些分揀信號(hào)判斷， 來(lái)決定某一種商品該進(jìn)入哪一個(gè)分揀道口。 1 2 自動(dòng)分揀系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)自動(dòng)分揀機(jī)的應(yīng)用大約始于 1980年代, 近期的市場(chǎng)興起和技術(shù)發(fā)展始 于 1997 年。自動(dòng)分揀的概念先在機(jī)場(chǎng)行李處理和郵政處理中心得到應(yīng)用 , 然后 普及到其他行業(yè)。隨著業(yè)界對(duì)現(xiàn)代化物流的實(shí)際需求的增長(zhǎng) , 各行業(yè)對(duì)高速精確 的分揀系統(tǒng)的要求正在不斷地提高。 這一需求最明顯地表現(xiàn)在煙草、 醫(yī)藥、圖書 及超市配送領(lǐng)域 , 并有望在將來(lái)向化妝品及工業(yè)零配件等領(lǐng)域

4、擴(kuò)展。 這些領(lǐng)域的 一個(gè)共同特點(diǎn)是產(chǎn)品的種類繁多、 附加值高、 配送門店數(shù)量多、 準(zhǔn)確性要求高和 人工處理效率低等特點(diǎn)。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展， 市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈， 因此各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都迫切 地需要改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)， 提高生產(chǎn)效率， 尤其在需要進(jìn)行材料分揀的企業(yè)， 以往一 直采用人工分揀的方法，致使生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力差，材 料的自動(dòng)分揀已成為企業(yè)的唯一選擇。目前自動(dòng)分揀已逐漸成為主流， 因?yàn)樽詣?dòng)分揀是從貨物進(jìn)入分揀系統(tǒng)送到指 定的分配位置為止， 都是按照人們的指令靠自動(dòng)分揀裝置來(lái)完成的。 這種裝置是 由接受分揀指示情報(bào)的控制裝置、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)， 把到達(dá)分揀位置的貨物送到別處 的

5、的搬送裝置。由于全部采用機(jī)械自動(dòng)作業(yè)，因此，分揀處理能力較大，分揀分 類數(shù)量也較多；另外組態(tài)軟件的的發(fā)展，為物料分揀系統(tǒng)增添了新的活力。鄭州大1學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2 1 傳感器的選型2.1.1 電感式傳感器此傳感器接近開關(guān)屬于有開關(guān)量輸出的位置傳感器， 用來(lái)檢測(cè)金屬物體。 它 由 LC 高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng) 的振蕩感應(yīng)頭時(shí)， 使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。 這個(gè)渦流反作用于接近開關(guān)， 使接近開 關(guān)振蕩能力衰減， 內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化。 由此，可識(shí)別出有無(wú)金屬物體接近， 進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。本系統(tǒng)用該器件來(lái)檢測(cè)鐵質(zhì)材料

6、。電感式接近傳感器選擇 LE4-1K，技術(shù)參數(shù)如表 3.1 ：表 3.1 電感式傳感器技術(shù)參數(shù)工作電壓10-30V額定電流200MA感應(yīng)距離4mm圖 3.1 電感傳感器工作原理圖圖 3.2 電感傳感器 LE4-1K 成品圖鄭州大2學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)電感傳感器介紹：由鐵心和線圈構(gòu)成的將直線或角位移的變化轉(zhuǎn)換為線圈電 感量變化的傳感器， 又稱電感式位移傳感器。 這種傳感器的線圈匝數(shù)和材料導(dǎo)磁 系數(shù)都是一定的，其電感量的變化是由于位移輸入量導(dǎo)致線圈磁路的幾何尺寸變 化而引起的。 當(dāng)把線圈接入測(cè)量電路并接通激勵(lì)電源時(shí)， 就可獲得正比于位移輸 入量的電壓或電流輸出。電感式傳感器

7、的特點(diǎn)是：無(wú)活動(dòng)觸點(diǎn)、可靠度高、壽 命長(zhǎng)；分辨率高；靈敏度高；線性度高、重復(fù)性好；測(cè)量范圍寬（測(cè)量 范圍大時(shí)分辨率低）；無(wú)輸入時(shí)有零位輸出電壓，引起測(cè)量誤差；對(duì)激勵(lì)電 源的頻率和幅值穩(wěn)定性要求較高； 不適用于高頻動(dòng)態(tài)測(cè)量。 電感式傳感器主要 用于位移測(cè)量和可以轉(zhuǎn)換成位移變化的機(jī)械量（如力、張力、壓力、壓差、加速 度、振動(dòng)、應(yīng)變、流量、厚度、液位、比重、轉(zhuǎn)矩等）的測(cè)量。常用電感式傳感 器有變間隙型、 變面積型和螺管插鐵型。 在實(shí)際應(yīng)用中， 這三種傳感器多制成差 動(dòng)式，以便提高線性度和減小電磁吸力所造成的附加誤差。2.1.2 電容傳感器此傳感器屬于具有開關(guān)量輸出的位置傳感器， 是一種接近式開關(guān)。

8、它的測(cè)量 頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板 , 而另一個(gè)極板是待測(cè)物體的本身。當(dāng)物體移向 接近開關(guān)時(shí)， 物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化， 使得和測(cè)量頭相連的電路狀 態(tài)也隨之發(fā)生變化。 由此，便可控制開關(guān)的接通和關(guān)斷。 本裝置中電容傳感器是 用于檢測(cè)鋁質(zhì)材料。電容式傳感器選擇 OMRO的N E2KX81ME1型，技術(shù)參數(shù)如表 3.2 ：表 3.2 電容式傳感器技術(shù)參數(shù)工作電壓10-30V額定電流200MA感應(yīng)距離8mm圖 3.3 電容傳感器工作原理圖鄭州大3學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)圖 3.4 電容傳感器 E2K X81ME1成品圖電容傳感器介紹： 用電測(cè)法測(cè)量非電學(xué)量時(shí)， 首先

9、必須將被測(cè)的非電學(xué)量轉(zhuǎn) 換為電學(xué)量而后輸入之。 通常把非電學(xué)量變換成電學(xué)量的元件稱為變換器； 根據(jù) 不同非電學(xué)量的特點(diǎn)設(shè)計(jì)成的有關(guān)轉(zhuǎn)換裝置稱為傳感器， 而被測(cè)的力學(xué)量 (如位 移、力、速度等)轉(zhuǎn)換成電容變化的傳感器稱為電容傳感器。從能量轉(zhuǎn)換的角度 而言，電容變換器為無(wú)源變換器， 需要將所測(cè)的力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓或電流后進(jìn)行 放大和處理。力學(xué)量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉伸、壓縮、膨 脹、變形等無(wú)不與長(zhǎng)度有著密切聯(lián)系的量； 這些量又都是通過長(zhǎng)度或者長(zhǎng)度比值 進(jìn)行測(cè)量的量，而其測(cè)量方法的相互關(guān)系也很密切。另外，在有些條件下，這些 力學(xué)量變化相當(dāng)緩慢， 而且變化范圍極小， 如果要求測(cè)量極小距

10、離或位移時(shí)要有 較高的分辨率， 其他傳感器很難做到實(shí)現(xiàn)高分辨率要求， 在精密測(cè)量中所普遍使 用的差動(dòng)變壓器傳感器的分辨率僅達(dá)到 15 m數(shù)量級(jí)；而有一種電容測(cè)微儀， 他的分辨率為 0.01 m，比前者提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，最大量程為 1005 m， 因此他在精密小位移測(cè)量中受到青睞。對(duì)于上述這些力學(xué)量， 尤其是緩慢變化或微小量的測(cè)量， 一般來(lái)說(shuō)采用電容 式傳感器進(jìn)行檢測(cè)比較適宜，主要是這類傳感器具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：(1)測(cè)量范圍大其相對(duì)變化率可超過 100%；(2)靈敏度高，如用比率變壓器電橋測(cè)量，相對(duì)變化量可達(dá) 10-7 數(shù)量級(jí)；(3)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快， 因其可動(dòng)質(zhì)量小， 固有頻率高， 高頻特性既適宜動(dòng)

11、態(tài)測(cè)量， 也可靜態(tài)測(cè)量；(4)穩(wěn)定性好由于電容器極板多為金屬材料，極板間襯物多為無(wú)機(jī)材料，如 空氣、玻璃、陶瓷、石英等；因此可以在高溫、 低溫強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)輻射下長(zhǎng)期工作， 尤其是解決高溫高壓環(huán)境下的檢測(cè)難題。鄭州大4學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)2.1.3 顏色傳感器此傳感器屬于具有開關(guān)量輸出的位置傳感器。它是在 Si 等多數(shù)光電二極管 之前，分別放置 R（紅）、 G（綠）、 B（藍(lán)）三種顏色的彩色濾光器，以便處理 各自的輸出信號(hào)并識(shí)別彩色的方法。 材料分揀系統(tǒng)采用它主要是用來(lái)識(shí)別綠色與 黃色的材料。 本系統(tǒng)共設(shè)置了三個(gè)檢測(cè)材料的傳感器， 同時(shí)預(yù)留了一個(gè)空余的電 磁閥與氣缸用來(lái)添加

12、其它的傳感器。 用戶可以根據(jù)自己的需求選擇相應(yīng)的傳感器 安裝即可。選用 TAOS公司生產(chǎn)的，型號(hào)為 TCS230顏色傳感器。此傳感器為 RGB（紅綠 藍(lán) ） 顏色傳感器，可檢測(cè)目標(biāo)物體對(duì)三基色的反射比率，從而鑒別物體顏色。 TCS230傳感器引腳如下圖所示。圖 3.5 TCS230 顏色傳感器圖 3.6 顏色傳感器 TCS230成品圖RGB 顏色傳感器介紹：TCS230是美國(guó) TAOS公司生產(chǎn)的一種可編程彩色光到頻率的轉(zhuǎn)換器。 該傳感 器具有分辨率高、 可編程的顏色選擇與輸出定標(biāo)、 單電源供電等特點(diǎn)； 輸出為數(shù) 字量，可直接與微處理器連接。 它把可配置的硅光電二極管與電流頻率轉(zhuǎn)換器集 成在一個(gè)

13、單一的 CMOS電路上，同時(shí)在單一芯片上還集成了紅綠藍(lán) （RGB）三種濾光 器，是業(yè)界第一個(gè)有數(shù)字兼容接口的 RGB彩色傳感器。 TCS230的輸出信號(hào)是數(shù) 字量，可以驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的 TTL 或 CMOS邏輯輸入，因此可直接與微處理器或其它邏鄭州大5學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)輯電路相連接。由于輸出的是數(shù)字量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)彩色信道 10 位以上的 轉(zhuǎn)換精度，因而不再需要 A/D 轉(zhuǎn)換電路，使電路變得更簡(jiǎn)單。 TCS230采用 8 引 腳的 SOIC表面貼裝式封裝， 在單一芯片上集成有 64個(gè)光電二極管。 這些二極管 共分為四種類型。其中 16個(gè)光電二極管帶有紅色濾波器， 16

14、個(gè)光電二極管帶有 綠色濾波器， 16個(gè)光電二極管帶有藍(lán)色濾波器，其余 16 個(gè)不帶有任何濾波器， 可以透過全部的光信息。 這些光電二極管在芯片內(nèi)是交叉排列的， 能夠最大限度 地減少入射光幅射的不均勻性， 從而增加顏色識(shí)別的精確度； 另一方面， 相同顏 色的 16 個(gè)光電二極管是并聯(lián)連接的，均勻分布在二極管陣列中，可以消除顏色 的位置誤差。 工作時(shí)，通過兩個(gè)可編程的引腳來(lái)動(dòng)態(tài)選擇所需要的濾波器。 該傳 感器的典型輸出頻率范圍從 2Hz500kHz，用戶還可以通過兩個(gè)可編程引腳來(lái)選 擇 100%、20%或 2%的輸出比例因子， 或電源關(guān)斷模式。 輸出比例因子使傳感器的 輸出能夠適應(yīng)不同的測(cè)量范圍，

15、提高了它的適應(yīng)能力。當(dāng)入射光投射到 TCS230上時(shí)，通過光電二極管控制引腳 S2、S3的不同組合， 可以選擇不同的濾波器；經(jīng)過電流到頻率轉(zhuǎn)換器后輸出不同頻率的方波 （ 占空比 是 50%），不同的顏色和光強(qiáng)對(duì)應(yīng)不同頻率的方波；還可以通過輸出定標(biāo)控制引 腳 S0、 S1 選擇不同的輸出比例因子，對(duì)輸出頻率范圍進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同的 需求。S0、S1用于選擇輸出比例因子或電源關(guān)斷模式； S2、S3 用于選擇濾波器的 類型； OE是頻率輸出使能引腳，可以控制輸出的狀態(tài)，當(dāng)有多個(gè)芯片引腳共用 微處理器的輸入引腳時(shí)，也可以作為片選信號(hào)； OUT是頻率輸出引腳， GND是芯 片的接地引腳， VCC為芯片

16、提供工作電壓。 表 2是 S0、S1及S2、S3的可用組合。表 3.3 S0 、S1 及 S2、S3 的組合選項(xiàng)S0S1輸出頻率定標(biāo) S2 S3濾波器類型LL關(guān)斷電源 L L紅色HH20%L H藍(lán)色LH20%H L無(wú)LH100%H H綠色2.2限位開關(guān)的設(shè)計(jì) 限位開關(guān)就是用以限定機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)極限位置的電氣開關(guān)。 這種開關(guān)有接 觸式的和非接觸式的。 接觸式的比較直觀， 機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件上， 安裝上行程 開關(guān)，與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固定點(diǎn)上安裝極限位置的擋塊， 或者是相反安裝位置。 當(dāng) 行程開關(guān)的機(jī)械觸頭碰上擋塊時(shí)，切斷了（或改變了）控制電路，機(jī)械就停止運(yùn) 行或改變運(yùn)行。 由于機(jī)械的慣性運(yùn)動(dòng)， 這種行

17、程開關(guān)有一定的“超行程”以保護(hù) 開關(guān)不受損壞。非接觸式的形式很多，常見的有干簧管、光電式、感應(yīng)式等。鄭州大6學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)材料自動(dòng)化分揀系統(tǒng)中 , 氣缸回位限位開關(guān)、氣缸動(dòng)作限位開關(guān)都選用 D C73型號(hào)的磁感應(yīng)開關(guān)，控制功率高、作用距離大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作穩(wěn) 定可靠、壽命長(zhǎng)。 適合用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中， 進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、 定位、保護(hù)等。 它 的技術(shù)參數(shù)如表 3.4 所示：表 3.4 限位開關(guān)的技術(shù)參數(shù)額定電壓DC24V AC110V額定電流DC： 540mA AC: 520mA而震程度1050HZ使用溫度060 攝氏度2.3電磁閥的設(shè)計(jì)ABS壓力調(diào)節(jié)器的 4

18、個(gè)常開進(jìn)油電磁閥的最大起動(dòng)電流約為 3.6 A;4 個(gè)常閉 出油電磁閥最大起動(dòng)電流約為 2.4 A 。而 L9439的工作電壓 4.5 32 V，兩路通 道內(nèi)阻 0.2 ，最大負(fù)載電流 3A；另兩路內(nèi)阻 0.3 ，最大負(fù)載電流 5A，恰好能 滿足 ABS常開和常閉電磁閥的驅(qū)動(dòng)電流要求， 而且較低的導(dǎo)通內(nèi)阻又能保證低功 耗，因此 L9349 非常適合進(jìn)行 ABS電磁閥的驅(qū)動(dòng)控制。 電磁閥驅(qū)動(dòng)電路原理圖見 圖 3.7 。圖 3.7 電磁閥驅(qū)動(dòng)電路原理圖在圖中，每片 L9349能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)電磁閥工作，屬于典型的低端驅(qū)動(dòng)。通過 Vs 端口給芯片提供 12V供電電壓；當(dāng)給輸入端 IN1IN4 PWM控

19、制信號(hào)，就能方 便地控制輸出端以驅(qū)動(dòng) 4路電磁閥工作，OUT1和 OUT2端口的最大驅(qū)動(dòng)能力為 5A， 應(yīng)該連接 ABS的常閉電磁閥； OUT3和 OUT4端口最大驅(qū)動(dòng)能力為 3A，應(yīng)連接 ABS 常開電磁閥，不可接反； EN端口為使能端，能通過 MCU快速關(guān)閉芯片； L9349 的數(shù)字地和模擬地分開，提高了驅(qū)動(dòng)模塊的抗干擾能力。鄭州大7學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)2.4PLC 的選型 根據(jù)材料分揀系統(tǒng)的工作過程由可知，系統(tǒng)的控制有輸入信號(hào) 12 個(gè)，均為 開關(guān)量。輸出信號(hào)有 5 個(gè)，其中一個(gè)控制電動(dòng)機(jī)，剩下的控制電磁閥，也都是開 關(guān)量。根據(jù)分揀系統(tǒng)的需要配置出 I/O 對(duì)應(yīng)功

20、能，如表 3.5 所示：表 3.5 I/O 接線表X010SFW2氣缸動(dòng)作限位開關(guān)X011SFW3氣缸動(dòng)作限位開關(guān)X017SFW4氣缸動(dòng)作限位開關(guān)X013SFW5氣缸動(dòng)作限位開關(guān)SA電感傳感器SB電容傳感器SC顏色傳感器SBW2氣缸回位限位開關(guān)X000 輸 X001 入 X002 部 X005 分 X006SBW3氣缸回位限位開關(guān)X007SBW4氣缸回位限位開關(guān)X015SBW5氣缸回位限位開關(guān)X014SN判斷下料有無(wú) （ 下料傳感器 ）YV2先導(dǎo)式電磁換向閥 11YV3先導(dǎo)式電磁換向閥 10YV4先導(dǎo)式電磁換向閥 9YV5先導(dǎo)式電磁換向閥 13Y000 輸 Y001 出 Y003 部 Y004

21、 分 Y005M傳送帶再根據(jù) PLC選型的要求，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)的輸入 / 輸出點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上需 15%-20% 的備用量，因此選擇三菱 FX2N32MR的 PLC作為主機(jī)，它可以滿足本系統(tǒng)的需 求，且還有一定的剩余 I/O 以備將來(lái)的擴(kuò)展。鄭州大8學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)圖 3.8 PLC 輸入輸出接線端子圖鄭州大9學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)2.5PLC 輸入輸出接線端子圖根據(jù)表 3.5 ，利用 AutoCAD繪圖軟件可以繪制出 PLC的輸入輸出接線端子圖， 如下圖 3.8 所示。鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是 PLC控制系統(tǒng)的核心， 程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)控制要求

22、及工 藝流程，畫出狀態(tài)流程圖并設(shè)計(jì)出梯形圖。材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)采用三菱公司的 FXFP_WIN_C作為編程軟件，此軟件是專為三菱 PLC而設(shè)計(jì)的編程軟件，適用于 FX型號(hào)的 PLC?？梢酝ㄟ^梯形圖符號(hào)、 指令語(yǔ)句以及 SFC符號(hào)創(chuàng)建編輯程序， 還 可以在程序中加入中文或者英文注釋， 并且還可以通過該軟件監(jiān)控 PLC運(yùn)行時(shí)各 編程元件的狀態(tài)及數(shù)據(jù)變化，還具有程序和監(jiān)控結(jié)果打印的功能。3.1 控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的要求， 分析各個(gè)設(shè)備的操作內(nèi)容和操作順序， 可畫出程序流程圖，如下圖 4.1 所示圖 4.1 控制系統(tǒng)流程圖 該系統(tǒng)可選擇連續(xù)或單次運(yùn)行工作狀態(tài)。 若為連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)， 則系統(tǒng)

23、軟件設(shè) 計(jì)流程圖中的汽缸 4 動(dòng)作后，程序再轉(zhuǎn)到開始 ;若為單次運(yùn)行，則汽缸 4 動(dòng)作后 停機(jī)。如果需要， 該系統(tǒng)可在分揀的同時(shí)對(duì)分揀的材料進(jìn)行數(shù)量的統(tǒng)計(jì)， 這只需 在各汽缸動(dòng)作的同時(shí)累計(jì)即可。 應(yīng)用高速計(jì)數(shù)器編制程序， 可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定位 控制功能。 用高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)， 來(lái)確定物料到達(dá)傳感器的距鄭州大10學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)離，實(shí)現(xiàn)定位功能。定位時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)器清零，傳感器開始工作，對(duì)物料 進(jìn)行分揀處理。在汽缸 1 3 動(dòng)作后，電機(jī)重新運(yùn)行，高速計(jì)數(shù)器也重新計(jì)數(shù)。 如果相應(yīng)的傳感器沒有檢測(cè)到物體，則電機(jī)重新運(yùn)行，高速計(jì)數(shù)器也重新計(jì)數(shù)， 繼續(xù)運(yùn)行到

24、下一位置。 如果只對(duì)材料的某一特性進(jìn)行分揀， 比如只分揀金屬和非 金屬，則只需對(duì)傳感器的安放或程序進(jìn)行修改即可。3.2PLC 梯形圖程序設(shè)計(jì)根據(jù)材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)出梯形圖，梯形圖的部分程序分析如下：1、啟動(dòng)材料自動(dòng)分揀機(jī)，開關(guān) X014 判斷是否有材料，無(wú)材料系統(tǒng)運(yùn)行 30S后自動(dòng)停下，送料汽缸啟動(dòng)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 汽缸限位開關(guān)運(yùn)作， 傳送帶停止動(dòng)作。2、開關(guān) X014 判斷有無(wú)材料，如有材料，汽缸限位開關(guān)運(yùn)作，系統(tǒng)每隔 2S 送一次料，系統(tǒng)開始自動(dòng)分揀動(dòng)作。3、開關(guān) X0、X2、X1傳感器開關(guān)開始運(yùn)作，如檢測(cè)到相對(duì)應(yīng)的材料，則汽缸 運(yùn)作推動(dòng)物體到相應(yīng)的物品槽里， 如無(wú)檢測(cè)到相應(yīng)的物體，

25、 則繼續(xù)運(yùn)作到下個(gè)傳鄭州大11學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)LDOUTK600OUTK647OUTK26 LD ANI ANIOUTLDANDOUTLDIOUTLDANIM71F671F672F670X20X21T450Y005X014X016Y004X016T450X0005X00003.3整體梯形圖3.4PLC 程序指令表根據(jù)系統(tǒng)的程序流程圖，設(shè)計(jì)出材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)中 PLC程序的指令表：鄭州大12學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)ANDX010OUTY000LDX0007ANDX011ANIX0001OUTY001LDX0006ANDX012ANIX0002OUT

26、Y002LDX015ANDX013ANIX003OUTY003END程序表鄭州大13學(xué) 遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)4總結(jié)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)制作過程中， 感觸最多的就是知識(shí)面的匱乏， 此次畢業(yè)設(shè)計(jì) 是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來(lái)工程師重要的一步。從最初的選題，開題到選型、 制作直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改 PLC 程序，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，出現(xiàn)了不少難題：傳感器很容易受到外界因素的干擾； PLC的選型以及程序的設(shè)計(jì)；組態(tài)仿真調(diào)試監(jiān)控等。通過多次試驗(yàn)與實(shí)踐，以上 問題基本上得到了解決。根據(jù)自動(dòng)分揀系統(tǒng)的任務(wù)書， 由于時(shí)間

27、的倉(cāng)促和知識(shí)面的狹窄， 導(dǎo)致了一些 性能沒有達(dá)標(biāo)。 如傳感器模塊， 沒有使用到光電傳感器測(cè)量尺寸， 也沒有扎實(shí)的 去學(xué)習(xí)氣動(dòng)裝置的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)一步的提高材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)的輸出性能。如何進(jìn)一步提高材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)的控制性能，工作展望如下 :一、進(jìn)一步提高傳感器的性能，找出一系列可靠的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。二、進(jìn)一步研究 PLC在材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)的核心控制能力， 努力改進(jìn)出更精 簡(jiǎn)更實(shí)效的程序。三、進(jìn)一步分析 MCGS組態(tài)仿真軟件材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的調(diào)試監(jiān)控能力。四、進(jìn)一步分析研究各種分揀系統(tǒng)地優(yōu)劣， 比如以 PLC為控制核心的材料自 動(dòng)分揀系統(tǒng)和以 RAM芯片為控制核心的材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)， 提高材料分揀系統(tǒng)的 綜合性能，研究出對(duì)現(xiàn)代工業(yè)更加有用的材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，