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/揚州市職業(yè)大學(xué)電氣與汽車工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)作者:學(xué)號:教研室:專業(yè):題目:指導(dǎo)者:評閱者:2015年4月

揚州市職業(yè)大學(xué)電氣與汽車工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)評語學(xué)生姓名:班級、學(xué)號:題目:綜合成績:指導(dǎo)者評語:(僅供參考)該生能按時完成畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書規(guī)定的工作,積極查閱有關(guān)文獻資料,設(shè)計態(tài)度端正,能獨立思考并解決有關(guān)技術(shù)問題,論文符合學(xué)校規(guī)定的格式,寫作的規(guī)范化程度好。設(shè)計方案可行,有一定的創(chuàng)新性,如果再多參考一些外文資料,將會更加完善.建議成績評定為xx,可以提交答辯。指導(dǎo)者(簽字):年月日

畢業(yè)設(shè)計(論文)評語?評閱者評語:(僅供參考)該生所選擇的畢業(yè)設(shè)計課題具有較高的應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義,設(shè)計方案可行,方案具有一定的創(chuàng)新性,工作量飽滿,完全符合畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書規(guī)定的工作量要求,寫作的規(guī)范化程度好。如果再多參考一些外文資料,將會更加完善。建議成績評定為xx,可以提交答辯。評閱者(簽字):年月日答辯委員會(小組)評語:該生答辯思路清晰,知識掌握較全面,口頭表達能力較好,回答問題正確率高,經(jīng)答辯委員會評議,一致通過,該生成績?yōu)閤x。答辯委員會負(fù)責(zé)人(簽字):年月日畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)中文摘要隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)設(shè)備的機械化和自動化業(yè)不斷進步.許多公司采用生產(chǎn)線輸送自動分揀貨物,并轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)站。輸??送器通過手動或機械裝置來裝載貨物,檢測裝置檢測該貨物時,把其傳送到相對應(yīng)的位置,到位置后應(yīng)該自動排空輸送帶返回原點并等待物品的下一個傳輸;當(dāng)該檢測裝置檢測該貨物為原料時,輸送機會把其傳送到適當(dāng)?shù)奶幚碚?,如此循環(huán)往復(fù)工作。這篇文章是在物流快速發(fā)展,人工分揀分選效率不能滿足需求的前提下設(shè)計的;采用PLC控制器的準(zhǔn)確,快速,高效的特點,多渠道的整理形態(tài),與驅(qū)動單元,傳輸和檢測手段一起,以實現(xiàn)貨物物流的識別和排序,最終實現(xiàn)對貨物的快速,準(zhǔn)確,合理的分類需求,從而滿足貨物發(fā)運效率速度。在本文中,該系統(tǒng)主要是設(shè)計上的改變,人類的原始排序的硬件和軟件,在自動分揀系統(tǒng)的實現(xiàn)在同一時間,提高分揀貨物的效率,降低物流成本。利用可編程控制器(PLC)設(shè)計成本低、效率高的材料分揀裝置,把PLC作為主控制器,結(jié)合氣動裝置,傳感器和其他技術(shù)相結(jié)合的位置控制,現(xiàn)場控制產(chǎn)品的排序,該系統(tǒng)的靈活性是相對強大的,簡單的程序開發(fā),自動化程度高,運行穩(wěn)定,精度高,易于控制,可適應(yīng)各種材料分揀生產(chǎn)線。關(guān)鍵詞傳感器,三菱PLC,三菱編程,PLC仿真目錄TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK1.2研究分揀系統(tǒng)的意義 PAGEREF_Toc417325814\h2HYPERLINK\l"_Toc417325815”1.3自動分揀系統(tǒng)的特點?PAGEREF_Toc417325815\h3HYPERLINK\l"_Toc417325816"2PLC介紹 PAGEREF_Toc417325816\h4HYPERLINK\l”_Toc417325817"2。1PLC概述 PAGEREF_Toc417325817\h4HYPERLINK\l"_Toc417325818"2。2PLC功能?PAGEREF_Toc417325818\h4HYPERLINK\l"_Toc417325819"2.3PLC的結(jié)構(gòu)及工作原理?PAGEREF_Toc417325819\h5HYPERLINK2.4PLC的發(fā)展方向?PAGEREF_Toc417325821\h7HYPERLINK\l"_Toc417325822"3課程設(shè)計思路和設(shè)計說明 PAGEREF_Toc417325822\h7HYPERLINK\l"_Toc417325823"3。1題目要求?PAGEREF_Toc417325823\h7HYPERLINK3.3PLC工作流程圖?PAGEREF_Toc417325825\h9HYPERLINK\l”_Toc417325826"4PLC使用說明 PAGEREF_Toc417325826\h10HYPERLINK\l”_Toc417325827"4.1PLC的選擇 PAGEREF_Toc417325827\h10HYPERLINK\l”_Toc417325828"4.2軟件介紹?PAGEREF_Toc417325828\h11HYPERLINK\l"_Toc417325829"4。3編程軟件基本組成?PAGEREF_Toc417325829\h11HYPERLINK\l”_Toc417325830"4.4輸入梯形圖 PAGEREF_Toc417325830\h11HYPERLINK\l”_Toc417325831”4.5梯形圖編輯?PAGEREF_Toc417325831\h12HYPERLINK\l"_Toc417325832"4.6PLC梯形圖編程語言的介紹 PAGEREF_Toc417325832\h12HYPERLINK\l”_Toc417325833"4.7梯形圖的編程規(guī)則 PAGEREF_Toc417325833\h13HYPERLINK\l"_Toc417325834"4.8常見梯形圖的設(shè)計方法 PAGEREF_Toc417325834\h13HYPERLINK\l"_Toc417325835”5電路的設(shè)計 PAGEREF_Toc417325835\h14HYPERLINK\l”_Toc417325836”5.1主回路電路圖?PAGEREF_Toc417325836\h14HYPERLINK6.2PLC編程常見的錯誤分析?PAGEREF_Toc417325840\h16HYPERLINK參考文獻?PAGEREF_Toc417325847\h261緒論1.1選題背景物流分揀是把大量的貨物從不同位置和單位分配到一組現(xiàn)場操作場地。通??梢苑譃槭止し謷?機械分揀裝置和自動分揀.目前的自動分揀系統(tǒng)已經(jīng)成為市場主流,自動分揀可以把貨物投放進去,系統(tǒng)就可以自動的把貨物投放到設(shè)定的地方,完全可以按照人們的預(yù)先設(shè)定來完成。該裝置由接納情報顯示控制裝置,計算機網(wǎng)絡(luò)的種類,貨物的位置,把貨物送到某處的一種傳輸設(shè)備。因為所有使用機械完全達到自動操作水平,因此,處理貨物分揀的能力較大,工作量也較大。隨著如今社會的進步,市場競爭日益激烈,所以各大中小企業(yè)都急需先進的生產(chǎn)工藝來提高工作效率,尤其是在需要進行材料整理公司,在過去一直采用人工分揀方法,導(dǎo)致效率低生產(chǎn),高生產(chǎn)成本,沒有很強的競爭力,所以選擇物料自動分揀是勢在必行的。由于以上所述問題,利用PLC技術(shù)設(shè)計了一個低成本,高效率的自動分揀材料裝置的,通過這種分揀裝置取得在該材料分類處理良好的控制效果。材料分揀可以采用目前市場通用的PLC這一可編程控制器來控制,這種裝置可以連續(xù)并且能夠進行大量的分揀工作,差錯率低,降低勞動強度,進而可以提高企業(yè)的生產(chǎn)進度.此外,具有靈活性分揀系統(tǒng)無縫連接到其他物流設(shè)備,實現(xiàn)真正的物流,信息流的分布和材料管理。其設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)化,模塊化裝配系統(tǒng)具有靈活的布局,維護,保養(yǎng)方便等優(yōu)點,不受空間的影響.同時,只要根據(jù)分揀對象的不同,本系統(tǒng)可以稍加修改來實現(xiàn)的要求。PLC控制分揀裝置包括PLC、氣動、傳感器、位置控制等技術(shù),是實際的工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)設(shè)備縮影。PLC技術(shù)的應(yīng)用結(jié)合了氣動,傳感器及位置控制技術(shù),不同類型的材料的控制系統(tǒng)的設(shè)計自動排序。該系統(tǒng)具有靈活性強,程序開發(fā)簡單等特點,可適應(yīng)的材料的需要已排序靈活的生產(chǎn)線。本文主要介紹硬件和軟件設(shè)計PLC控制系統(tǒng),以及一些調(diào)試方法。自動分揀物品進入分揀系統(tǒng)是指一個特定的位置,直到分布,都是按照人所設(shè)置的指令通過自動裝置完成。該裝置由接受信息的排序指示控制裝置,計算機網(wǎng)絡(luò),處理裝置,分支單元(負(fù)責(zé)排序運到器件中別處的位置的貨物的到達),緩沖工位等組成.除了使用該終端的鍵盤,鼠標(biāo),或其它方法來控制設(shè)備的輸入分揀信息指示作業(yè),但因為所有的都是自動控制的操作,所以它的工作效率都要比人工分揀快很多。目前,國內(nèi)自動分揀系統(tǒng)發(fā)展空間很大,絕大多數(shù)大型分揀系統(tǒng)可以分揀上百種不同的物品,分揀能力大的驚人,基本可以達到每小時上萬件。外國分揀系統(tǒng)是大規(guī)模的,包括進料臺,信號板,分揀機,分揀信息識別系統(tǒng),設(shè)備控制系統(tǒng)和計算機管理系統(tǒng)等,而且還具有各種發(fā)運和裝卸周邊機器,包括一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)。大多數(shù)自動排序與自動導(dǎo)引車(AGV)一起連接的自動化倉庫,其他復(fù)雜的系統(tǒng),例如汽車護理鏈,分揀系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),它可以說是變化多端的.

從分揀技術(shù)水平這一層面來看,歐洲和美國是發(fā)展最早的國家,技術(shù)相對成熟穩(wěn)定,在世界上算是遙遙領(lǐng)先。美國和歐洲在20世紀(jì)60年代便開始應(yīng)用分揀系統(tǒng),二戰(zhàn)之后日本開始引進分揀機,但過去二十年里,由于對后來者的快速發(fā)展自身經(jīng)濟發(fā)展的需要,十幾年間有上百臺的分揀機被投入使用,存儲行業(yè)占58.32%,銷售行業(yè)占17。15%。到八幾年的時候就擁有了上千臺分揀機,其擁有量在世界上也是最多的。而中國的自動分揀技術(shù)相對優(yōu)點落后,經(jīng)過近幾年的發(fā)展,基本與與國際先進水平相平衡了,但技術(shù)創(chuàng)新能力不足,自動分揀技術(shù)的物流系數(shù)也降低,大多數(shù)小超市配送中心仍然需要人工來操作。在20世紀(jì)80年代初期,一些郵局的小開始采用半自動翻盤分揀機分揀包裹。1990年,以迎接第十一屆亞運會,從荷蘭引進了一套三個入口,出口60自動分揀系統(tǒng),在北京設(shè)立了一個食品配送中心,配送的貨物3000/小時,這使分揀技術(shù)有了一個質(zhì)的飛躍。今天,我們的分揀技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各個行業(yè),所以這部分的效率有了很大的提高。自動分揀機最早用于郵政行業(yè),由于郵局有大量的郵件以及包裹需要在短時間進行分揀操作,所以必須憑借這種高效率的分揀裝置。此后,運輸公司,配送中心,通信,出版業(yè),煙草業(yè),出版業(yè),食品工業(yè),造紙工業(yè),化學(xué)工業(yè),機械制造工業(yè)企業(yè)也有應(yīng)用。1.2研究分揀系統(tǒng)的意義過去二十年里,尤其是在物流行業(yè),隨著經(jīng)濟技術(shù)以及生產(chǎn)力的進步,商品走勢趨于“輕薄短小",流動往往是小批量多品種和JIT(JUST—IN—TIME,簡稱如JIT).分揀工作已經(jīng)成為工作的一個重要組成部分,分選系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)變得越來越普遍。我們的大多數(shù)目前的配送中心和物流企業(yè)都是人工分揀。顯然,隨著分選的量,分配點增加,縮短反應(yīng)時間,提高服務(wù)質(zhì)量,以及手動單獨分揀排序?qū)⒉荒軡M足大規(guī)模分布的要求,所以這部分需要改進。國外一些配送中心多采用分揀分選系統(tǒng),充分發(fā)揮了分揀技術(shù)快速排序,排序分揀錯誤率非常低,效率高,基本上是自動操作的優(yōu)勢。物流專家認(rèn)為適用于各種小批量時代的用戶需求三項措施表現(xiàn),物流技術(shù)的自動分揀機,自動化倉庫和無人自動導(dǎo)引車.自動分選機是最近乎成熟的產(chǎn)品,這也算是對自動分揀國家在物流技術(shù)地位和現(xiàn)狀的更好的概覽之一。自動分揀系統(tǒng)已成為現(xiàn)代物流技術(shù)發(fā)展的三大標(biāo)志之一.1.3自動分揀系統(tǒng)的特點1、可以不間斷的批量性的進行商品分類。由于使用的自動化生產(chǎn)線規(guī)模大,自動化分揀系統(tǒng)不會因為氣候,時間,身體狀況等原因受影響。如連續(xù)操作,而且由于時間單位分揀自動分揀系統(tǒng)的數(shù)量,能夠?qū)⑾到y(tǒng)自動排序排序手工分揀系統(tǒng)可以超過100小時的連續(xù)工作,每小時7000包裝商品,分類,如采用人工分揀150/小時運行,而分揀工人不能連續(xù)在這種勞動強度中工作。2、分揀分類錯誤率很低。自動分類系統(tǒng)分類誤差的大小主要取決于準(zhǔn)確的信息輸入命令,而這又取決于對信息輸入到系統(tǒng)中的分類,如果使用手動鍵盤輸入或語音識別其錯誤率超過百分之三,例如由于采用條碼掃描輸入,除非本身條形碼印刷錯誤,或者你不能出差錯。因此,目前自動分揀系統(tǒng)主要采用條形碼技術(shù)來識別商品.3、國外無人整理自動分揀系統(tǒng)的基本活動的目的之一是減少使用人員,減輕勞動強度,提高了員工的工作效率,因此自動分揀系統(tǒng),以減少人員為目的設(shè)計的.整理活動本身并不需要使用人員,人員的使用僅限于以下內(nèi)容:(1)、貨車到達結(jié)束自動分揀線進貨,需要人工搬運。

(2)、控制操作系統(tǒng)按鈕對不同物品進行分類.

(3)、排序,整排在最后的負(fù)載、裝載貨物。

(4)、管理和維護服務(wù)。

例如美國一家公司其配送中心占地面積約十萬多平方米,每天近四十萬種類的分揀排序,可是這個公司僅僅聘用了三四百個工人,這其中絕大多數(shù)工人都在從事上述四項工作,自動分揀線真正是無人化流水線。

關(guān)于分揀系統(tǒng)的發(fā)展前景,主要要從其高可靠性,優(yōu)越性,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛性、成本、帶來的經(jīng)濟效益等方面來考慮。

然而,對于產(chǎn)品包裝要求的自動分揀系統(tǒng)都高,自動分揀系統(tǒng)是僅適用于平面和硬包裝的規(guī)則在貨物的種類的底部.包裝產(chǎn)品,包裝,包裝軟,底不平,不易變形,不易損壞,纖長,超重,高,不推翻商品不能歸入與正常的自動分揀機,所以為了使大多數(shù)商品已經(jīng)完成了機械式自動分揀,可以采取兩個步驟:首先,促進包裝標(biāo)準(zhǔn)化,使大部分包裝是符合統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn);第二是基于大多數(shù)商品的排序定制包裝提供具體的分揀機。但是,讓所有的供應(yīng)商與全國包裝線的商品是非常困難的,自定義屬性分揀機,硬件等成本不斷上升,以及其普遍性更糟糕,更特別。因此,該公司應(yīng)決定建立什么樣的自動分揀系統(tǒng)進行操作和貨物包裝。2PLC介紹2.1PLC概述美國國際電工委員會(IEC)于1987年為可編程控制器定義為:可編程序控制器是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字式電子系統(tǒng),它采用了可編程序的存儲器,用來在其內(nèi)部進行存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、記數(shù)和算術(shù)運算等功能的面向用戶的指令,并通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程??杀槌绦蚩刂破鳂O其相關(guān)外部設(shè)備,都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體,易于擴展其功能的原則而設(shè)計。

定義強調(diào)了PLC應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境中,它必須有一個強大的抗干擾能力,適應(yīng)能力和廣泛的應(yīng)用范圍。這是不同于普通的計算機控制系統(tǒng)的一個重要特征。定義也強調(diào)了PLC是“電子數(shù)字計算操作系統(tǒng)”,他也是一臺電腦,它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用”工業(yè)計算機。這個工業(yè)計算機使用“以用戶為導(dǎo)向的教學(xué),”這樣容易編程。它完成邏輯運算,順序運算,計時,計數(shù)和算術(shù)運算等操作,它也有一個“數(shù)字和模擬輸入和輸出"的能力,并且很容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)為一體的",易“擴張”。2.2PLC功能PLC專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用中,用戶需求為基礎(chǔ),并采用先進的微電腦技術(shù),它具有以下顯著特點。由于使用的PLC的LSI和微處理器,該系統(tǒng)大大降低了設(shè)備的數(shù)量,并已采取了一系列的隔離和抗干擾的硬件和軟件的設(shè)計和制造過程中的措施,以便它能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境,因此具有較高的可靠性。PLC控制系統(tǒng)長達20000小時MTBF。高可靠性是PLC成為通用的自動控制設(shè)備的運行狀態(tài)的第一選擇中的一個。PLC編程控制系統(tǒng)類似于繼電器階梯原則,知情人士透露,串聯(lián),并聯(lián),定時,計數(shù)的概念,讓流行的計算機語言,只要電工和更加熟練和懂行的人幾天就可以熟悉,這是PLC的推廣重要原因之一。PLC硬件具有模塊化結(jié)構(gòu),靈活的配置,以適應(yīng)不同的控制對象,控制以形成各種系統(tǒng)帶來極大的便利所需的大小和控制功能。當(dāng)相同的PLC控制設(shè)備針對不同的對象,但在輸入和輸出元件,模塊和應(yīng)用軟件是不同的。與此同時,控制電路之間的PLC控制系統(tǒng)是由軟編程完成的,只需要對應(yīng)用程序進行修改,以滿足不同的控制要求,因此PLC具有在線修改功能,功能易于擴展,使生產(chǎn)更靈活性.目前,該產(chǎn)品PLC已取得了系列,標(biāo)準(zhǔn)化,正朝著普及的方向發(fā)展,設(shè)計人員只需要依據(jù)控制系統(tǒng),選擇相應(yīng)的模塊組件設(shè)計.采用軟件編程取代硬連線機電控制,大大減少了沉重的安裝和接線工作,這不僅提高了可靠性,同時也大大縮短了施工工期。PLC還具有故障檢測和顯示的功能,使得故障診斷時間可縮短至10分鐘,也不要求維修人員的技術(shù)水平有多高。作為微型計算機技術(shù)的結(jié)果,可編程控制器達到了小型和超小尺寸,它很容易安裝在機械設(shè)備內(nèi),易于實現(xiàn)機電一體化。由于這些特征,PLC作為萬向自動控制設(shè)備可用于控制單個的機械和電氣設(shè)備,也可用于控制的過程中,其控制精度非常高,易于操作,而且還具有很大的靈活性,并可擴展性,這些特征使得PLC被廣泛的應(yīng)用。2。3PLC的結(jié)構(gòu)及工作原理PLC的類型繁多,功能和指令系統(tǒng)也不盡相同,他的結(jié)構(gòu)通常由主機、輸入/輸出接口、電源、編程器擴展器接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分組成。PLC是采用“順序掃描,不斷循環(huán)”的方式進行工作的.在PLC運行時,CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好,并存于用戶存儲器中的程序,按指令步序號作周期性循環(huán)掃描,從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序,直至程序結(jié)束.然后重新返回第一條指令,開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中,還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。2。3PLC的特點PLC自身具有完善的功能,模塊化的結(jié)構(gòu),以及開發(fā)容易、操作方便、性能穩(wěn)定、可靠性高的特點和較高的性價比,使其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用前景廣闊,而且隨著集成電路的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)時代的到來,PLC必將能夠有更大的用武之地。(1)可靠性高,抗干擾能力強高可靠性是我們選用PLC最近本的保障,PLC由于采用大規(guī)模集成電路技術(shù),生產(chǎn)工藝十分精準(zhǔn),其內(nèi)部電路具有很強的抗干擾能,而且也具有極其高的可靠性.從PLC的外部電路來看,使用PLC設(shè)計的控制系統(tǒng),和繼電器相比,電氣接線及開關(guān)接點相對要少很多,所以故障也就會相對減少。此外,PLC自身還具備硬件故障檢測功能,故障出現(xiàn)時可以立馬發(fā)出警報。在應(yīng)用軟件中,應(yīng)用者還可以根據(jù)需要,編寫診斷程序,方便查找故障。(2)配套齊全,功能完善,適用性強目前隨著發(fā)展,PLC有大中小不同規(guī)模多種系列的產(chǎn)品.各種規(guī)模的工業(yè)控制領(lǐng)域都可以使用,可以滿足各種場合;PLC除了邏輯處理功能以外,PLC也具有完整的數(shù)據(jù)運算能力,可用于各種自動化控制領(lǐng)域.(3)易學(xué)易用PLC作為通用的工業(yè)控制計算機,其接口相對簡單容易,相對簡單易學(xué)的編程語言也受到工程技術(shù)人員所喜歡.梯形圖圖形符號及其表達方式與繼電器電路圖相似,可是PLC可以用少量的開關(guān)量邏輯控制指令就可以達到繼電器電路的相應(yīng)功能。

(4)系統(tǒng)容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了我們所要設(shè)計的設(shè)備外部的接線的麻煩,減少了對設(shè)備布線的時間,當(dāng)然相應(yīng)的對設(shè)備維護也比較輕松簡單。最主要一點是PLC可以使同一個設(shè)備經(jīng)過變換程序來改變原有生產(chǎn)工藝。(5)體積小,重量輕,耗能低PLC屬于小型電器件,目前市面上的產(chǎn)品底部尺寸小,重量輕,耗能也低。由于其小巧的體積很容易被裝入設(shè)備內(nèi)部,所以PLC是目前實現(xiàn)機電一體化最理想的一款控制設(shè)備。2。4PLC的發(fā)展方向隨著推廣應(yīng)用PLC技術(shù),PLC將進一步發(fā)展主要體現(xiàn)以下幾個方向。(1)標(biāo)準(zhǔn)化:指令兼容的外圍設(shè)備易于擴展,但不同廠家生產(chǎn)的PLC,梯形圖,指令及各種配件之間的分歧是不利于PLC的普及。(2)小型化:隨著微電子技術(shù)的進一步發(fā)展,小型機的功能將進一步完善,PLC的結(jié)構(gòu)勢必會更加緊湊,體積更小,更易于安裝和使用。(3)模塊化:模塊化結(jié)構(gòu),該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更靈活,方便。(4)低成本:與繼電器相比價格更有優(yōu)勢。

(5)高功能:例如(完整位置控制,溫度控制,中斷控制,PID調(diào)節(jié),通訊,音頻輸出等).最后,PLC的普及是機電一體化,機電一體化的必然趨勢,也意味著PLC是一個重要的發(fā)展方向。3課程設(shè)計思路和設(shè)計說明3。1題目要求在市場社會中,越來越激烈的競爭,使得各類生產(chǎn)企業(yè)迫切需要改進生產(chǎn)工藝,提高生產(chǎn)效率,尤其是在需要進行材料整理公司上,在過去一直采用人工分揀方法,導(dǎo)致生產(chǎn)效率低,高成本,各大企業(yè)競爭能力上不去,自動材料分類已成為企業(yè)的唯一選擇。響應(yīng)于這些問題,利用PLC技術(shù)設(shè)計了一個低成本,高效率的自動分揀裝置的材料,并取得在該材料分類處理良好的控制效果。PLC可編程控制器,以控制所述材料分選,連續(xù)的,高容量的貨物分類,排序錯誤率低,勞動強度大大降低,可以顯著提高勞動生產(chǎn)率,基本排序操作是無需人工操作,并分揀系統(tǒng)靈活地?zé)o縫連接到其他物流設(shè)備,實現(xiàn)了材料信息發(fā)布和管理解決方案,采用標(biāo)準(zhǔn)化,模塊化裝配系統(tǒng)布置靈活、維護,保養(yǎng)方便等優(yōu)點而設(shè)計的.在本文中,以貨物材料的分揀系統(tǒng)為例,詳細(xì)的分析了在基于PLC控制的自動分揀系統(tǒng)的設(shè)計,文中介紹了分揀系統(tǒng)中信號的采集分析中傳感器的一些基本知識,并通過要求與比較,確定了硬件系統(tǒng)中的一些元器件的選擇與確定了PLC的選型。

在本系統(tǒng)完成其設(shè)計之后,對其進行整體調(diào)試。在硬件部分,調(diào)試其各部分安裝的位置及角度,使其材料物塊的運行與傳感器安裝的角度適合。將硬件各部分的動作幅度進行調(diào)試之后,進行了軟硬件綜合調(diào)試,實現(xiàn)材料分揀系統(tǒng)中上料、傳送與分揀的全過程。本課題是基于區(qū)分郵件的不同而設(shè)計的郵件分揀系統(tǒng),主要是實現(xiàn)對特別處理后的郵件的不同代碼進行自動分揀,當(dāng)有郵件被掃描之后,產(chǎn)生的代碼輸入到PLC中,PLC輸入光電檢查到郵件到達后,計數(shù)器開始計數(shù),根據(jù)掃描的數(shù)值,來自動區(qū)分郵件的位置,具體方案初步設(shè)計如下:

接通電源,系統(tǒng)進入啟動狀態(tài),指示燈綠燈亮,表示可以進入郵件。

郵件進行掃描,因為本文研究的限制,我們假定掃描的值為PLC的4個輸入點,這4個輸入點代替郵件掃描碼,簡化了PLC和郵件掃描碼的通訊過程。當(dāng)我們輸入的代碼是我們設(shè)定的地址位置,則紅燈L1亮,表示不能在進入郵件,同時電動機啟動,帶動皮帶運輸機運輸郵件,同時高速計數(shù)器開始記錄脈沖的個數(shù),也就是皮帶運輸郵件走的距離,當(dāng)記錄的脈沖個數(shù)為我們的分揀箱位置時,若此郵件對應(yīng)我們分揀箱的位置,分揀機動作,將該郵件推入這個分揀箱的位置,完成后電機停止,紅燈滅,綠燈亮,表示可以繼續(xù)分揀郵件。若不是我們需要的位置,則繼續(xù)記錄高速脈沖,直到記錄的脈沖個數(shù)和郵件相符,相應(yīng)分揀機動作,將郵件推入郵件的分揀箱。如果輸入的代碼有問題,紅燈閃爍,表示出錯,需要從新輸入.3.2方案選取根據(jù)上面的設(shè)計要求,我們選取合適的方案,方案一為電機使用普通電機,外接編碼器控制皮帶的傳動,完成郵件的運動控制,分揀機我們使用電機來控制郵件的分揀.方案二為使用步進電機控制皮帶的傳送,完成郵件的分揀我們使用氣缸動作。比較上面的方案,首先我們比較他們的可靠性,使用步進電機的時候,PLC輸出脈沖給步進電機,步進電機相應(yīng)之后有可能發(fā)生丟轉(zhuǎn)的情況,這樣就導(dǎo)致精度不夠.當(dāng)我們使用普通電機配合編碼器使用的時候,普通電機通過交流接觸器控制,不存在丟轉(zhuǎn)等情況,我們使用編碼器檢查電機轉(zhuǎn)過的圈數(shù),能夠精確的控制.其次我們對電氣元件的成本進行計算,很容易就知道,普通電機配合編碼器的成本更低,而且維修簡單,適合工廠使用。最后,我們對步進電機和普通電機的力矩進行比較,如果郵件很大的時候,或者郵件分揀系統(tǒng)用在物流場合的時候,我們就必須選擇普通的電機,因為普通電機的功率足夠大,而步進電機的功率一般最大能做到5KW左右。根據(jù)上面的比較,我們選擇普通電機配合編碼器作為主體硬件,完成本文的設(shè)計。3。3PLC工作流程圖PLC采用計算機通信控制技術(shù),其程序設(shè)計同樣也要根據(jù)軟件工程設(shè)計方法,程序工作過程可以用流程圖來表示。但是由于PLC的程序執(zhí)行為循環(huán)掃描的工作方式,PLC程序框圖在進行輸出刷新之后,再重新開始輸入的掃描,循環(huán)執(zhí)行這樣的操作。我們遵循這些原則,我們畫出窗簾工作的流程圖,如下圖所示:圖3-1PLC流程圖4PLC使用說明4.1PLC的選擇PLC1969年在美國誕生,是一種新型的控制器。它使用一個可編程存儲器用于存儲指令和執(zhí)行邏輯運算,順序控制,計數(shù),計數(shù)和算術(shù)功能,是用來控制各種生產(chǎn)過程。在PLC中,控制將第一詢問信號,狀態(tài)控制器的輸入為0或1,其次是這些狀態(tài)的過程由處理結(jié)果提供給致動器的輸出來處理.對于繼電器,PLC具有高可靠性,強抗干擾能力,通用性,靈活性好這些優(yōu)點。三菱PLC采用整體式結(jié)構(gòu),具有豐富的邏輯功能模塊,電源的內(nèi)部整合,I/O接口,擴展接口,多功能,通用性好,體積小,使用方便等特點。經(jīng)過十多年的發(fā)展,已經(jīng)發(fā)展成為一個模塊化三菱PLC標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品,涵蓋了大部分的傳統(tǒng)繼電器的功能,在某種程度上,用戶可以把PLC理解為“智能繼電器?!弊鳛镻LC與各種定時器,計數(shù)器功能塊,它消除了在各種低壓電器元件需要有一個控制柜系統(tǒng)設(shè)備.同時,由于具有中繼PLC的輸出點的大的電流承載容量(高達最大3A),它也可直接連接到各種致動器,如小型馬達,照明設(shè)備等。降低連接線數(shù)量,接線時間縮短,控制柜節(jié)省空間,易于維護等特點,與傳統(tǒng)的繼電器相比PLC解決方案更可行。三菱PLC中的功能塊包括基本功能塊和特殊功能塊兩部分?;竟δ軌K主要實現(xiàn)與、或、非、與非、異或等基本的數(shù)字邏輯功能,特殊功能塊可以實現(xiàn)延時接通、延時斷開、鎖定繼電器、等繼電器邏輯控制功能。下圖為PLC的內(nèi)部功能圖。圖4—1PLC內(nèi)部功能圖4.2軟件介紹FX2N系列的PLC可編程控制器需要使用英文名叫GXDeveloper這款軟件進行編程.GXDeveloper編程軟件是三菱公司設(shè)計開發(fā)的,此款軟件專門為FX系列的小型PLC所用。此軟件功能性特別強,其主要功能是為廣大用戶設(shè)計開發(fā)程序的一個工具,除了是一款工具,也可隨時監(jiān)控監(jiān)測所編程序的執(zhí)行狀態(tài)。基于生成編程者所寫的程序,此款軟件提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的編程語言:語句表(STL)、梯形圖(LAD)、順序功能流程圖(SFC)、功能塊圖(FBD)。4.3編程軟件基本組成GXDeveloper編程軟件包括以下幾個部分:程序塊:由可執(zhí)行的代碼和注釋組成,可執(zhí)行的代碼由主程序、可選子程序和中斷程序組成。數(shù)據(jù)塊:由數(shù)據(jù)(變量存儲器的初始值)和注釋組成.系統(tǒng)塊:用來設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù),例如存儲器的斷電保持范圍、PLC的輸出狀態(tài)、模擬量與數(shù)字量輸入濾波值等。符號表:允許程序員用符號來代替存儲器的地址,符號地址便于記憶,使程序更容易理解狀態(tài)表:用來觀察程序執(zhí)行時指定的內(nèi)部變量的狀態(tài),狀態(tài)表并不下載到PLC,僅僅是監(jiān)控用戶程序運行情況的一種工具。4.4輸入梯形圖輸入梯形圖有兩種方法,一是利用工具條中的快捷鍵輸入.另一種是直接用鍵盤輸入如F5,F(xiàn)6,F7,F(xiàn)8,F9,F(xiàn)10。下面以一段簡單的程序為例說明這兩種輸入方法。下面解釋一下工具條中各按鈕的功能,F5—輸入常開觸點,F(xiàn)6-輸入常閉觸點,SF5—輸入并聯(lián)常開觸點,SF6—輸入并聯(lián)常閉觸點,F7—輸入線圈,F8—輸入功能指令,F(xiàn)9—輸入直線,SF9—輸入豎線,CF9—橫線刪除,CF10—豎線刪除,SF7—上升沿脈沖,SF8-下降沿脈沖,aF7-并聯(lián)上升沿脈沖,aF8—并聯(lián)下降沿脈沖,caF10—運算結(jié)果取反,F10—劃線輸入,aF9-劃線刪除。另一種鍵盤輸入,如果鍵盤使用熟練,直接從鍵盤輸入則更方便,效力更高。不用點擊工具欄中的按鈕。用鍵盤輸入時,可以不管程序中各觸點的連接關(guān)系,常開觸點用LD,常閉觸點用LDI,線圈用OUT,功能指令直接輸入助記符和操作數(shù)。但要注意助記符和操作數(shù)之間用空格隔開。對于出現(xiàn)分支、自鎖等關(guān)系的可以直接用豎線去補上。通過一定的練習(xí)和摸索,就能熟練地掌握程序輸入的方法。

4。5梯形圖編輯我們在輸入梯形圖的同時,經(jīng)常要對梯形進行一些編輯,如插入、刪除等一系列操作。

(1)、修改、添加和刪除觸點。

修改:需要把光標(biāo)移到需要修改的地方,然后重新輸入,按回車鍵;之后新的觸點則代替了原來的觸點。另一種辦法把光標(biāo)移到觸點上,然后雙擊,會出現(xiàn)一個對話框,然后在此處輸入新觸點的標(biāo)號,Enter,即可。添加:把光標(biāo)移到需要修改的地方,然后重新輸入新的觸點,回車鍵即可。

刪除:把光標(biāo)點在需要刪除的地方,再按“Delete”刪除鍵,此觸點就被刪了,再點擊直線,回車鍵。這樣直線就覆蓋先有的觸點。

(2)、行插入和行刪除。

在編程的時候,我們會遇到需要行插入和行刪除這些操作,操作方法如下:

行插入:光標(biāo)移到需要插入行的那個對應(yīng)處,點擊“編輯(E)"在彈出的下拉菜單里選擇“行插入(N)”,此時光標(biāo)處就會出現(xiàn)一個空行,進而可以輸入一行程序;以此類推,插入行。

行刪除:光標(biāo)移到所要刪除行的地方,點擊“編輯(E)"在下拉菜單里選擇“行刪除(E)”,就可以刪除行了;以此類推繼續(xù)刪除。但是請注意,“END”行是刪除不了。4。6PLC梯形圖編程語言的介紹梯形PLC語言是目前使用最廣泛的,最受電氣技術(shù)員喜愛的編程語言。其原因是,因為具有類似傳統(tǒng)的繼電器控制電路圖梯子;用繼電器控制的設(shè)計思路梯形圖基本一致;梯子容易地從電氣控制電路轉(zhuǎn)換。PLC梯形圖各種常見的編程語言,雖然PLC在指令中使用其他符號的廠商并不一致,但梯子的設(shè)計和編程的基本相同。用梯形圖編程,你必須先確定所使用的編程設(shè)備數(shù)量,PLC是通過操作元件的數(shù)量區(qū)分。我們使用FX2N型PLC的模型,它的輸入信號和對應(yīng)于控制對象始終輸入點的數(shù)量,所述控制回路的輸出點的數(shù)目為一個相應(yīng)的輸出(如果模擬,模擬也路數(shù)和實際等效),所以分配I/O的實際投入的PLC,點分給實際的I/O電路,邏輯或控制點在編程過程中建立的關(guān)系,按照“一步到坐”的接線點連線。4。7梯形圖的編程規(guī)則(1)每個繼電器線圈和其接觸的兩個具有相同的號碼,沒有限制使用的接觸每個元素的數(shù)量.(2)每個梯形圖從左邊開始,連接到最右側(cè)的線圈(右側(cè)線圈是不允許有接觸點)。(3)輸出線圈不能直接連接到總線的左側(cè).(4)一個方案中,應(yīng)避免使用兩次的線圈,所謂的雙線圈輸出,這很容易導(dǎo)致誤操作的數(shù)相同.(5)梯形圖沒有真正的電流流動,以便利的因果PLC掃描循環(huán)的理論和邏輯分析,假定“當(dāng)前”在梯形流,“當(dāng)前”只能是在階梯流動沿一個方向-即,從左至右,變化的電平只能是從上而下。4。8常見梯形圖的設(shè)計方法(1)根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖

當(dāng)繼電器制系統(tǒng)改用用PLC,原來的繼電器控制系統(tǒng)通過使用和試驗期長已顯示,完成的系統(tǒng)需求的控制功能,并且中繼電路和梯子上表示和分析方法有許多相似之處。因此根據(jù)中繼電路設(shè)計階梯,大約到繼電器電路“轉(zhuǎn)換”到具有外部硬件的PLC接線圖和階梯的相同的功能。(2)經(jīng)驗法設(shè)計梯形圖

經(jīng)驗設(shè)計是在一些經(jīng)典電路的基礎(chǔ)上,根據(jù)控制對象的控制系統(tǒng)的具體要求,不斷修改和完善的階梯,所述階梯設(shè)計相對簡單的控制系統(tǒng)。通常需要反復(fù)調(diào)試和修改的階梯,增加沖擊或中間編程元素,最后得到一個滿意的結(jié)果。此法可沒有一般的規(guī)律可循,具有極大的誘惑性和隨機性,體驗最后的結(jié)果是不是唯一的,所用的時間設(shè)計,有很大的關(guān)系的設(shè)計質(zhì)量,一般用于相對簡單的階梯設(shè)計(3)順序控制法的設(shè)計梯形圖

順序控制是按照生產(chǎn)過程的一個預(yù)定順序設(shè)計,各個輸入信號的作用下,按順序和時間的內(nèi)部狀態(tài),在生產(chǎn)過程中,自動執(zhí)行各致動器的有序操作。此次設(shè)計我是運用的順序控制法設(shè)計的梯形圖,這樣是最簡單方便的程序控制方5電路的設(shè)計5。1主回路電路圖根據(jù)以上的課題討論,我們畫出完整的PLC控制電路圖,如圖所示:圖5-1主電路電路圖5.2輸入輸出分配圖下圖給出三菱PLC的輸入輸出端口分配情況,其中輸入點為+24V直流電源,輸出為交流220V。圖5-2輸入輸出分配圖

6三菱PLC程序設(shè)計6.1輸入輸出分配圖盡管梯形圖與繼電器電路圖在結(jié)構(gòu)形式、元件符號及邏輯控制功能等方面相類似,但它們又有許多不同之處,梯形圖具有自己的編程規(guī)則。(1)每一邏輯行總是起于左母線,然后是觸點的連接,最后終止于線圈或右母線(右母線可以不畫出)。(2)梯形圖中的觸點可以任意串聯(lián)或并聯(lián),但繼電器線圈只能并聯(lián)而不能串聯(lián).(3)觸點的使用次數(shù)不受限制,中間繼電器和輸入觸電可以隨意使用,沒有固定次數(shù)的限制。(4)一般情況下,在梯形圖中同一線圈只能出現(xiàn)一次。如果在程序中,同一線圈使用了兩次或多次,稱為“雙線圈輸出”。對于“雙線圈輸出”,有些PLC將其視為語法錯誤,絕對不允許;有些PLC則將前面的輸出視為無效,只有最后一次輸出有效;對應(yīng)三菱PLC,在含有步進指令的梯形圖中允許雙線圈輸出。(5)有幾個串聯(lián)電路相并聯(lián)時,應(yīng)將串聯(lián)觸點多的回路放在上方。在有幾個并聯(lián)電路相串聯(lián)時,應(yīng)將并聯(lián)觸點多的回路放在左方,這樣所編制的程序簡潔明了,語句較少。另外,在設(shè)計梯形圖時輸入繼電器的觸點狀態(tài)最好按輸入設(shè)備全部為常開進行設(shè)計更為合適,不易出錯。建議用戶盡可能用輸入設(shè)備的常開觸點與PLC輸入端連接,如果某些信號只能用常閉輸入,可先按輸入設(shè)備為常開來設(shè)計,然后將梯形圖中對應(yīng)的輸入繼電器觸點取反(常開改成常閉、常閉改成常開)。6。2PLC編程常見的錯誤分析(1)輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等器件的觸點可以多次重復(fù)使用,無需復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來減少觸點的使用次數(shù).(2)梯形圖每一行都是從左母線開始,線圈終止于右母線。觸點不能放在線圈的右邊。(3)除步進程序外,任何線圈、定時器、計數(shù)器、高級指令等不能直接與左母線相連。(4)在程序中,不允許同一編號的線圈兩次輸出(雙線圈輸出)。(5)不允許出現(xiàn)橋式電路.(6)程序的編寫順序應(yīng)按自上而下、從左至右的方式編寫.為了減少程序的執(zhí)行步數(shù),程序應(yīng)為左大右小,上大下小。(7)輸入設(shè)備盡可能用常開觸點在傳統(tǒng)繼電器-接觸器控制圖和PLC典型控制電路的基礎(chǔ)上,依據(jù)積累的經(jīng)驗進行翻譯、修改和完善,得到最終的控制程序.下面,根據(jù)設(shè)計的要求,同時根據(jù)PLC編寫程序的要求,我們寫出PLC的梯形圖,然后根據(jù)設(shè)計要求進行改進。7調(diào)試與仿真7.1梯形圖的調(diào)試調(diào)試時,首先按控制系統(tǒng)PLC接線圖完成硬件接線,并仔細(xì)檢查接線是否有誤,特別要注意接線時不能出現(xiàn)短路、斷路及反接等情況,否則會造成硬件損壞及人身意外.開始程序調(diào)試:首先將PLC控制程序?qū)懭氲絇LC機器中,再選擇監(jiān)控狀態(tài),使PLC處于“RUN"狀態(tài),然后按啟動按鈕,觀察輸出指示燈和數(shù)碼管是否按預(yù)計效果閃滅,并通過監(jiān)控狀態(tài)觀察程序的運行過程及輸入輸出信號、內(nèi)部描述實際出現(xiàn)的問題及解決方案。對照設(shè)計控制要求,逐一檢驗設(shè)計功能是否能有效的實現(xiàn),并對程序進行改進和完善.啟動按鈕X2動作后,我們這里用PLC的脈沖信號,主電機M5開始轉(zhuǎn)動,路燈亮,同時郵件的脈沖數(shù)歸零。停止按鈕X1動作后,所有中間繼電器都?xì)w零,計數(shù)器也歸零,為了測試的方便,我們使用普通的計數(shù)器,高速計數(shù)器我們使用C251,對應(yīng)的輸入為X0,完成設(shè)計的要求,下圖為啟動和停止程序圖:圖7—1啟動和停止圖郵件檢查光電X3動作后,電機也啟動,這樣就輸出有郵件中間繼電器M50,防止工作繼電器M45到M49都?xì)w零,下圖為程序圖:圖7—2有郵件工作運輸郵件電機啟動后,有郵件輸入繼電器M50動作,識別碼沒有問題,計數(shù)器根據(jù)X0的脈沖數(shù)開始動作;M8000為狀態(tài)繼電器,當(dāng)PLC上電后,我們把C2的值轉(zhuǎn)移到中間存儲器D0中;當(dāng)撥碼輸入到PLC對于的值為X6/X4有輸入的時候,紅燈亮中間繼電器M20動作,綠燈亮中間繼電器復(fù)位,完成有郵件的轉(zhuǎn)換,程序圖如下圖所示:圖7—3有郵件輸入紅燈亮中間繼電器M20有輸出,計數(shù)器C2有輸出,主電機立刻停止,紅燈延時滅中間繼電器M59有輸出,計時器T5開始計時,延時3秒之后,電機停止工作,綠燈亮,程序復(fù)位,程序圖如下圖所示:圖7—4分揀動作當(dāng)編碼輸入有問題的時候,光電開關(guān)X3檢查到郵件到達后,中間繼電器M50工作,狀態(tài)繼電器M8012動作0。5秒,停止0.5秒,中間繼電器M98開始有輸出,輸出信號是閃爍的信號,完成指示燈的閃爍輸出,于此同時,識別碼錯誤中間繼電器M100動作,電機工作繼電器M5復(fù)位,電機停止工作,程序如下圖所示:圖7-5輸入代碼錯誤上面是物流分揀的程序簡單分析,下面是我用電腦在三菱GX-Developer進行的仿真。首先程序?qū)懲旰?,要進行程序檢查,檢查無誤之后才能寫入PLC中,然后進行模擬,下圖為PLC程序完成后,程序檢測無誤,能夠進行模擬.按下按鈕X2之后,電機工作中間繼電器M5動作,綠燈亮中間繼電器M82動作,指示燈有輸出,程序仿真如下圖所示:圖7-6開始程序仿真當(dāng)我們沒有輸出代碼的時候,代碼顯示輸入錯誤,有郵件光電動作之后,錯誤代碼中間繼電器M98開始閃爍輸出,主電機停止工作,中間繼電

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