自動分揀系統(tǒng)綜合設(shè)計

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！桂林航天工業(yè)學(xué)院課程名稱專業(yè)綜合工程設(shè)計桂林航天工業(yè)學(xué)院學(xué)生課程設(shè)計成績鑒定表自動分揀控制系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)秀□良好□中等□及格□不及格□優(yōu)秀□良好□中等□及格□不及格□動手能力；創(chuàng)新能力；分析、解決實際問題能力；協(xié)作與組織管理能力；優(yōu)秀□良好□中等□及格□不及格□是否完成了規(guī)定的實驗任務(wù)；是否達到了既定的實驗效果。優(yōu)秀□良好□中等□及格□不及格□年月日桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書自動分揀控制系統(tǒng)設(shè)計2016年6月27日至2016年7月11日（1）2016年6月27日：選定及分析題目；1．本表應(yīng)在每次實施前由指導(dǎo)教師填寫一式2份，審批后所在系（部）和指導(dǎo)教師各留1別。3．若填寫內(nèi)容較多可另紙附后。說明系（部）分管領(lǐng)導(dǎo)：教研室主任：指導(dǎo)教師：年月日桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計（論文）報告用紙摘要sortingsystem)已成為先進配配送效率的一項關(guān)健因素。它可以搬運貨物、分揀物品、代替人的繁重勞動?？梢詫崿F(xiàn)以廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工業(yè)和貨物中轉(zhuǎn)中心等。本文主要講述羅克韋爾PLC高、效率高的材料自動分揀裝置。以羅克韋爾PLC為主控制器，結(jié)合氣動裝置、傳感器技術(shù)、位置控制等技術(shù)，控制材料的自動分揀。系統(tǒng)具有自動化程度高、運行穩(wěn)定、精度高、易于控制的特點。關(guān)鍵詞：物料分揀；自動化；羅克韋爾PLC桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計（論文）報告用紙Withthedevelopmentofscienceandtechnology,automaticsortingsystemishasbecomeoneofthenecessaryforadvanceddistributioncenterfacilities.Itisgenerallycomposedofdevicecontrol,classificationdevice,conveyingdeviceandsortingcrossingcomposition,withveryhighsortingefficiency.Automaticsortingmachineisamainequipmentofautomaticsortingsystem,whichisaGuanJianfactortoimprovetheefficiencyoflogisticsdistribution.Itcancarrygoods,sortinggoods,replacetheheavylaborofpeople.Canrealizethemechanizationandautomationofproduction,inundertheenvironmentofhightemperature,corrosiveandtoxicgasessuchoperationtoprotectthepersonalsafetycanbewidelyusedinmachinerymanufacturing,metallurgy,electronics,lightindustryandcargotransitcenteretc.ThispaperdescribestheRockwellPLCinmaterialsortingsystems,theuseofprogrammablelogiccontrollerdesignofhighprecision,high-efficiencyautomaticmaterialsortingdevice.InRockwellPLC-basedcontrollers,combinedwithpneumaticdevice,sensortechnology,positioncontroltechnology,controlautomaticsortingmaterial.Systemwithahighdegreeofautomation,stableoperationandhighprecision,easytocontrolfeatures.Keywords:materialsorting;automation;RockwellPLC桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計（論文）報告用紙目錄一緒論1課題背景112本設(shè)計內(nèi)容2本設(shè)計的意義2二系統(tǒng)的設(shè)計22系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)2系統(tǒng)設(shè)計要求3333三44光電傳感器55光纖傳感器66直流電動機67四88系統(tǒng)軟件9物料分揀9五99整體調(diào)試9硬件的測試六結(jié)論致謝附錄桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計（論文）報告用紙桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計（論文）報告用紙第1頁共16頁一1.1課題背景的手段不同，可分為人工分揀、機械分揀和自動分揀。目前自動分揀已逐漸成為主流，自動分揀裝置來完成的。這種裝置是由接受分揀指示命令的控制裝置、計算機網(wǎng)絡(luò)，把到達分揀位置的貨物送到相應(yīng)的搬送裝置。由于全部采用機械自動作業(yè)，因此，分揀處理能力大，效率也不高。分揀分類數(shù)目也比較多。作為通用工業(yè)控制計算機，近些年來，可編程控制器技術(shù)在逐步成熟，實現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍，其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運動控制、過程控制、及備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用。1.2課題研究的目的和意義PLC性?；赑LC控制的自動分揀系統(tǒng)，利用氣動實現(xiàn)動作，具有成本低、效率高、可靠性好等特點。基于PLC控制等先進技術(shù)，具有可靠性高、功能完善、組合靈活、編程簡單、功耗低等優(yōu)點，已廣度的提高，分揀系統(tǒng)在眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在國防軍事、醫(yī)療、食品加工、生活服務(wù)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。作，能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工作的傳送和裝卸。廣泛應(yīng)用傳送帶可以逐步改善勞動條件，更體現(xiàn)可控的生產(chǎn)能力，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，環(huán)境，降低工人的勞動強度，減少勞動風險以及提高生產(chǎn)效率。桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計（論文）報告用紙第2頁共16頁1.3本設(shè)計的內(nèi)容及意義1.3.1本設(shè)計內(nèi)容（1）系統(tǒng)得電后，各部分在初始位置時，需要手動啟動后便可運行；（2）電機開始工作帶動傳輸帶傳送物體向前運行；（3）有物料時，電動機帶動傳送帶動作，將物料送走；（4）當金屬物料傳感器檢測到是金屬物料時，氣缸一動作；（5）當白色物料傳感器檢測到白色非金屬物料時，氣缸二動作；（6）當黑色物料傳感器檢測到黑色非金屬物料時，氣缸三動作；（7）當非定義物料傳感器檢測到非定義的物料時，氣缸四工作；（8）氣缸運行應(yīng)有伸出限位保護；（9）按下停止按鈕，要等到該物料分揀完成后方可停止；（10）啟動后，有物料就自動分揀，而分揀完成就自動停止。1.3.2本設(shè)計的意義隨著電氣技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域迅速的拓展，尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。貨物、分揀物品、代替人的繁重勞動?？梢詫崿F(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在高溫、腐蝕及有毒氣體等環(huán)境下操作保護人身安全，可以廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的需要，本設(shè)計試圖開發(fā)PLC對物料與分揀物料的控制，并借助必要的精密傳感器，使其能夠?qū)Σ煌伾约胺N類的物料按預(yù)先設(shè)定的程序進行分揀，區(qū)進行單調(diào)持久的作業(yè)，并且在產(chǎn)品變化或臨時需要對物料傳感器，氣缸進行新的分配任務(wù)時，可以允許方便的改動或者重新設(shè)計其新的部件，而對于位置改變時，只要重新編程，就能很快地投入生產(chǎn)中，降低安裝和轉(zhuǎn)換工作的費用和提高生產(chǎn)時間。二2.1系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)與設(shè)計要求2.1.1系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計（論文）報告用紙第3頁共16頁（1）熟悉羅克韋爾的開發(fā)環(huán)境，運用PLC來編寫工程文件；（2）分揀出金屬和非金屬；（3）分揀出黑色物料和白色物料；（4）分揀出非定義的物料。2.1.2系統(tǒng)設(shè)計要求（1）完成分揀系統(tǒng)的接線；（2）編寫控制程序；（3）完成軟件對硬件檢測和調(diào)試工作；（4）查閱國內(nèi)外的研究動態(tài)和發(fā)展前沿信息，閱讀相關(guān)外文文獻。2.2方案比較與選擇由于本設(shè)計是基于PLC的材料分揀系統(tǒng)設(shè)計，所以從材料分揀系統(tǒng)裝置的控制系統(tǒng)方面進行方案的比較與選擇。一共有三種方案：分別是PLC、繼電器控制系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)。下面是關(guān)于三種方案的比較與選擇。2.2.1PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較幾十年來，繼電器控制系統(tǒng)為工業(yè)控制的發(fā)展起到了巨大的作用，而且目前仍然在求和發(fā)展，與PLC相比較，存在著質(zhì)的差別。下面是關(guān)于它們的各個方面的比較：（1）控制功能的實現(xiàn)：繼電器控制系統(tǒng)通過對繼電器進行硬接線完成相應(yīng)的控制功能，而PLC對其進行編程實現(xiàn)所需控制要求。（2）對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性：繼電器控制系統(tǒng)需要重新設(shè)計與接線，適應(yīng)性差，PLC只需對程序進行修改，適應(yīng)性強。集成電路，絕大部分是軟繼電器，可靠性高。器，實時性非常好。（5）占用空間與安裝：繼電器控制系統(tǒng)控制體積巨大、笨重，安裝施工工作量大，PLC體積小，重量輕，安裝工作量小。（6）使用壽命：繼電器控制系統(tǒng)易損，壽命短，PLC壽命較高。（7）價格：繼電器控制系統(tǒng)的價格較低，PLC較高。（8）維護：繼電器控制系統(tǒng)維護復(fù)雜、工作量大，PLC維護工作量較小。2.2.2PLC與計算機控制系統(tǒng)的比較以上各種情況綜合分析，決定采用PLC控制系統(tǒng)來控制材料分揀系統(tǒng)裝置。和其他兩種控制系統(tǒng)相比PLC控制系統(tǒng)主要優(yōu)點是可靠性、易操作性、靈活性、機電一體化等。三3.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)介紹用的是型號為E3F-DS30C4光電開光，其接線圖如圖2-1所示，用于作為物料的檢測，有相應(yīng)動作。圖2-1NPN常開光電接線圖電感式接近開關(guān)屬于有開關(guān)量輸出的位置傳感器，用來檢測金屬物體。它由LC高LJ12A3-4-2/BX的電感式接近開關(guān)來用作檢測金屬物料，即作為金屬傳感器。桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計（論文）報告用紙第6頁共16頁圖2-3電感傳感器工作原理圖感式傳感器的特點是：①無活動觸點、可靠度高、壽命長；②分辨率高；③靈敏度高；④線性度高、重復(fù)性好；⑤測量范圍寬；⑥無輸入時有零位輸出電壓，引起測量誤差；隙型、變面積型和螺旋管型。在實際應(yīng)用中，這三種傳感器多制成差動式，以便提高線性度和減小電磁吸力所造成的附加誤差。3.4光纖傳感器體顏色。光纖是光電接近開關(guān)，由光纖檢測頭、光纖放大器兩部分組成，放大器和光纖感器成為危險環(huán)境下的理想選擇。還可以用于關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的長期高溫可靠穩(wěn)定的監(jiān)視，相對于傳統(tǒng)傳感器，光纖傳感器的優(yōu)點有：抗電磁干擾，可工作于惡劣環(huán)境，傳輸距離長，使用壽命長，此外，由于光纖頭具有較小的體積，所以可以安裝在很小的空間里。3.5電容式接近開關(guān)電容式接近開關(guān),這種開關(guān)的測量通常是構(gòu)成電容器的一個極板，而另一個極板是接近開關(guān)時，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從本次設(shè)計用型號為LJC18A3-B-Z/BX的電容式接近開關(guān)，用來檢測黑色物料。3.6直流電動機桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計（論文）報告用紙第7頁共16頁控制脈沖個數(shù)，來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。同時，可以通過控制脈沖進電機選用的型號為2GN-90K。3.7PLC的選擇根據(jù)上面所確定的I/O般的小型機即可滿足控制要求。本系統(tǒng)選用美國羅克韋爾公司的micro850系列的2080-LC50-48QWB型PLC。該PLC滿足本系統(tǒng)的需求。根據(jù)所選擇的PLCPLC3-1所示。表3-1材料分揀裝置PLC輸入與輸出端子分配表接線不工作○-R-高DO_16○-R-高DO_15DO_14DO_13DO_12○-R-高○-R-高○-R-高DI_20DI_19DI_18DI-17DI_13DI_14DI_15DI_16-||-無-||-無-||-無-||-無-||-高-||-高-||-高-||-高○-R-高啟動負停止負啟動負停止負DI_21DI_22○-S-低○-R-高桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計（論文）報告用紙第8頁共16頁+24V+24V+24V+24V+24V+24V+24V啟動正停止正+24V直流穩(wěn)壓源正極四軟件設(shè)計是PLC程，畫出狀態(tài)流程圖并設(shè)計出梯形圖。4.1控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的要求，分析各個設(shè)備的操作內(nèi)容和操作順序，可畫出程序流程圖，如圖4-1所示。當程序設(shè)計好之后必須下載到PLC中才可以運行系統(tǒng)，下載時使用的是羅克韋爾PLC專用的編程電纜。這根電纜一端接在電腦上，一端接在PLC通訊串口上。當電纜接好之后，打開軟件，進入要下載的文件。先轉(zhuǎn)換文件，然后選著菜單欄里的PLC選擇。便可以下載程序到PLC中。傳送帶運行NY桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計（論文）報告用紙第9頁共16頁結(jié)束圖4-1程序流程圖4.2系統(tǒng)軟件啟動程序中設(shè)有急停，如果遇到緊急情況，按下停止按鈕，便可以停止轉(zhuǎn)動。電機到指定位置。4.3物料分揀當鐵質(zhì)物料到達傳感器檢測范圍時，接通電磁閥線圈一，進而氣缸1動作，推出線圈二，進而氣缸2動作，推出推桿，推桿將物料推出傳送帶；相應(yīng)地，第三個分揀與此類似，直到物料完全被分揀出來，就可以完成物料分揀。五在PLC漏的地方，因此在將PLC誤，同時也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整天調(diào)試的周期、另外，一些硬件如傳感器等，在使用前也需事先調(diào)試好。5.1PLC程序調(diào)試將所編寫的梯形圖程序進行編譯，通過上下位機的連接電纜把程序下載到PLC中。線測試，既不將PLC的輸出接到設(shè)備上。按照控制要求在指定輸入端輸入信號，觀察輸出指示燈的狀態(tài)，若輸出不符合要求，則查找原因，并排除。5.2整體調(diào)試聯(lián)機調(diào)試是將通過模擬調(diào)試的程序進一步進行在線統(tǒng)調(diào)。將設(shè)備接入PLC，進行聯(lián)機調(diào)試，看是否滿足要求，如果不滿足要求，可通過綜合調(diào)整軟件和硬件系統(tǒng)，直到滿足要求可以。圖5-1為分揀設(shè)備的接線布局圖。圖5-1分揀設(shè)備的接線布局圖經(jīng)過上面的一系列調(diào)試，可以測試出電機功能都處于正常狀態(tài)，包括電機的啟動和將三種物料進行分揀。按下停止鍵時，電機停止工作，各氣缸后置歸位，結(jié)束工作。再次按下啟動鍵時亦可重新開始工作。誤差的原因是白色物料的白點面積不夠大，導(dǎo)致傳感器