【基于plc的自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)7100字（論文）】

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）2、適應(yīng)性強(qiáng)且功能逐漸完善，同時(shí)兼并方便使用的功能PLC系列產(chǎn)品通過實(shí)際需求已經(jīng)形成了大、中、小等不同的規(guī)模。在具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力的同時(shí)也兼并了一些邏輯處理功能?？梢愿玫貞?yīng)用于數(shù)控領(lǐng)域，并且由于本次論文設(shè)計(jì)采用的是傳統(tǒng)梯形圖語言的表達(dá)的符號(hào)方式，使得智能PLC的各個(gè)控制系統(tǒng)也變得操作簡便起來，易于被工程技術(shù)人員接受。在實(shí)際操作中，通過切換邏輯控制指令就可實(shí)現(xiàn)小功能的轉(zhuǎn)變。對(duì)于那些不熟悉這個(gè)行業(yè)的人無疑是打開了一個(gè)方便之門。3、設(shè)計(jì)優(yōu)勢是工作量小和便于維護(hù)以最新的超小型產(chǎn)品PLC設(shè)備為例，其長、寬尺寸不僅小于100mm，且總重量都低于150g。更是采用了新式的存儲(chǔ)邏輯來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的布線邏輯。在大大減少控制設(shè)備的外部線路的同時(shí)，也為控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及對(duì)其的施工周期節(jié)約了時(shí)間。更重要的是，可以通過改變相同設(shè)備的工藝來改變生產(chǎn)工藝。在多品種且小批量的生產(chǎn)需求中愈加貼合。4.2智能系統(tǒng)運(yùn)行原理運(yùn)行時(shí)分為信號(hào)內(nèi)部處理階段、遠(yuǎn)程通信服務(wù)過程、程序自動(dòng)進(jìn)行輸入及輸出處理等工作過程大約如下圖2所示：總的來說，PLC智能程序在處理問題時(shí)將會(huì)自動(dòng)優(yōu)先遵循先進(jìn)先出的原則，先左后右的順序。在電信號(hào)處于剛剛接收時(shí)，系統(tǒng)主要通過復(fù)位后臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)控的定時(shí)器，并且檢查相關(guān)硬件在CPU模塊運(yùn)行時(shí)的工作狀態(tài)是否正常；當(dāng)進(jìn)入遠(yuǎn)程通信處理服務(wù)時(shí)段時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)智能通信模塊，并響應(yīng)輸入系統(tǒng)的編程指令，當(dāng)PLC智能系統(tǒng)停止工作時(shí)，只能處理相對(duì)簡單的通信內(nèi)容，不會(huì)做出相應(yīng)的智能應(yīng)答；當(dāng)開始進(jìn)行輸入處理時(shí)，所有的和輸入終端連接的通信接口，都將按照一定的讀取順序讀取，并且存儲(chǔ)在專門寄存輸入信號(hào)的寄存器中，此寄存器可以隨時(shí)更新新的信息內(nèi)容；當(dāng)智能系統(tǒng)將要輸出信號(hào)時(shí)，會(huì)根據(jù)寄存器的采樣及計(jì)算結(jié)果，以便使外部控制裝置響應(yīng)。在智能系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，將一直按照順序執(zhí)行上述過程并驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的運(yùn)行。開啟循環(huán)掃描，一般20-30毫秒為一個(gè)周期。任何系統(tǒng)中一個(gè)周期時(shí)間的長短都是衡量系統(tǒng)智能性能的重要標(biāo)志。。PLC的梯形控制流程如下圖3所示：4.3PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.1對(duì)I/O數(shù)量的確定：根據(jù)設(shè)計(jì)好的控制程序要求，輸入端應(yīng)至少由兩個(gè)信號(hào)開關(guān)和六個(gè)傳感器組成；其中應(yīng)包括，光電數(shù)字感應(yīng)傳感器、冷凝傳感器、計(jì)數(shù)器和風(fēng)機(jī)檢測裝置傳感器等?？偣?個(gè)信號(hào)。輸出端信號(hào)包含制動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行控制等5個(gè)相關(guān)功能的電磁閥?？偣残枰?0個(gè)I/O點(diǎn)，包括15個(gè)輸入和5個(gè)輸出。4.3.2變頻器的選擇及工作原理：三菱FR-D700變頻器選用的是一種調(diào)速領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)--變頻調(diào)速技術(shù)。由于其控制精度高而且靈活，加上裝置內(nèi)還設(shè)置有Modbus-RTU協(xié)議，所以更加貼合實(shí)際情況?，F(xiàn)如今隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)也更加趨于完善，相對(duì)于傳統(tǒng)來說更加低功耗。其變頻原理大約有以下兩種形式：1.是由變頻設(shè)備表面的操作按鈕來實(shí)現(xiàn)其功能。2.通過相應(yīng)Pu接口連接到逆變器設(shè)備上，通過逆變器端口可以設(shè)置相關(guān)參數(shù)。下圖為變頻器與相關(guān)電機(jī)的接線：.4.4檢測和執(zhí)行機(jī)制的選擇（即旋轉(zhuǎn)編碼器和傳感器的選擇）4.4.1旋制式編碼器：旋制式編碼器與電機(jī)相連，提供對(duì)應(yīng)參數(shù)的脈沖交流電的輸入信號(hào)。然后將其轉(zhuǎn)化為位移，可以精確控制物料在輸送帶上的位置。當(dāng)物體被送到相應(yīng)的傳感器時(shí)，它會(huì)向PLC系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)分揀信號(hào)從而開始運(yùn)行。當(dāng)光電收發(fā)裝置讀取電信號(hào)時(shí)，以光電編碼器的工作軸為中心的圓形明暗刻度線將會(huì)經(jīng)過處理得到四組正弦波信號(hào)。暫時(shí)分別命名為A\B\C\D,當(dāng)C\D信號(hào)通過反轉(zhuǎn)疊加時(shí)將會(huì)增強(qiáng)A\B的信號(hào)強(qiáng)度，其中每個(gè)正弦波的相位差為90度，周期即為圓的周期。每當(dāng)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)以通過比較A相位在刻度前還是B相位在刻度的前面來判斷編碼器的正反轉(zhuǎn)形式。信號(hào)輸出有正弦波、方波等，信號(hào)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)大約300米的距離。4.4.2感應(yīng)式傳感器：將線性位移或者角位移的變化量轉(zhuǎn)化為鐵芯和線圈的磁感應(yīng)變化--電感式位移傳感器。由于繞在鐵芯上的線圈匝數(shù)和制作電感式位移傳感器材料的磁導(dǎo)率一定，所以電磁感應(yīng)的變化基本可以看做是由位移量輸入引起的，等到磁感線圈接入測量電路并連接電源時(shí)，可以在電腦上得到一個(gè)與位移輸入量幾乎成正比的電流信號(hào)輸出。其特點(diǎn)可以概括為：無須通過人體的主動(dòng)接觸就能正常運(yùn)行，隨之帶來的就是較長的使用壽命和較高的可靠性；感應(yīng)式傳感器在擁有高靈敏度的同時(shí)，也能夠維持其較高的分辨率；由于電磁信號(hào)可以覆蓋較為廣闊的范圍，所以可測量的范圍也有保證，即使隨著距離的拉長，信號(hào)也隨之減弱；感應(yīng)式傳感器的應(yīng)用范圍一般為壓力、扭矩、液位差、流量變化等各種情況的，常用的感應(yīng)式傳感器有變氣隙式電感傳感器、差動(dòng)螺線管式電感傳感器、差動(dòng)變壓器式電感傳感器以及電渦流式電感傳感器四種，已經(jīng)基本可以滿足通用情況了，而一般在實(shí)際應(yīng)用中傳感器會(huì)采用差動(dòng)式以減少誤差。4.4.3色彩傳感器：TCS230是由美國Taos公司出品的可編程自動(dòng)色頻轉(zhuǎn)換器，通過傳感器系統(tǒng)自帶的高分辨率來將物品的光電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)進(jìn)行輸出，在于一些微處理器對(duì)接時(shí)，可進(jìn)行顏色選擇和輸出校準(zhǔn)。其單個(gè)集成CMOS電路配置有用硅導(dǎo)體材料制成的光電二極管和電流、數(shù)字轉(zhuǎn)換器。因此而享有業(yè)界第一顏色傳感器的美譽(yù)。由于上述的傳感器的輸出信號(hào)為光電信號(hào)轉(zhuǎn)化成的數(shù)字信號(hào)，所以可驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)集成的CMOS邏輯程序的輸入，可直接通過自備的微處理器與其它邏輯電路對(duì)接。就如上面所提到的，該轉(zhuǎn)換器所用到的顏色通道的轉(zhuǎn)換精準(zhǔn)度量級(jí)可達(dá)十?dāng)?shù)位，因此不像前幾代產(chǎn)品一樣需要專門設(shè)計(jì)一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路，更加的節(jié)約時(shí)間且提升效率，節(jié)約有限的集成電路空間。在每一個(gè)集成電路芯片上大約有56個(gè)光電作用的二極管。分別控制四種不同狀態(tài)（即綠光、藍(lán)光、紅光和不帶任何顏色的自然光），分別占用14個(gè)小型二極管，可通過此來表示不同的設(shè)備狀態(tài)含義，也基本能表達(dá)和通過所以的光電信號(hào)。集成電路的芯片中，各類型的小型光電二極管有序排列，盡可能的減小射入光和射出光輻射的不均勻性--提高顏色識(shí)別的精準(zhǔn)度。另一方面14個(gè)相同顏色的光電二極管采用并聯(lián)方式接入，較為均勻呈現(xiàn)線性分布--消除顏色的位置誤差。在轉(zhuǎn)換器進(jìn)行實(shí)時(shí)工作時(shí)，使用由兩個(gè)可編程程序編輯好的動(dòng)態(tài)濾波器。傳感器的典型輸出頻率范圍為2Hz至500KHz不等，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)。實(shí)際使用者還可以通過兩個(gè)可編程引腳（小的子系統(tǒng)）選擇完全、一半或者十分之一的輸出比例因數(shù)甚至是斷電模式。由于設(shè)定好的輸出占比的因子不同，使得傳感器對(duì)實(shí)際使用時(shí)存在的突發(fā)狀況有良好的適應(yīng)性。五、系統(tǒng)調(diào)試由于系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)過程中，在所難免的會(huì)存在缺漏甚至是錯(cuò)誤語句，所以在此次論文智能PLC設(shè)計(jì)達(dá)成前，理所當(dāng)然的應(yīng)該進(jìn)設(shè)備硬件和軟件的綜合性測試，通過測試之后的結(jié)果來對(duì)程序進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，直到感覺符合實(shí)際應(yīng)用情況為止，這樣不僅能夠大大縮短調(diào)試周期，還能在后期和一些需要接入系統(tǒng)的儀器進(jìn)行預(yù)先準(zhǔn)備。5.1相關(guān)硬件調(diào)試方法：1、調(diào)試電感傳感器在一般差動(dòng)式傳感器的下方位置的輸送物品的履帶上，放置好測試專用的廢置鐵塊，通過調(diào)整差動(dòng)傳感器上的聚焦螺母的刻度大小來尋找合適的傳感高度，當(dāng)某一位置的綠色電信號(hào)燈由微弱變明亮?xí)r，即為最佳鐵制式物品監(jiān)測點(diǎn)。2、調(diào)試電容傳感器在電容傳感器下方的傳送履帶上放置測試用的鋁制金屬物品，和上述的鐵制金屬物件一樣，通過螺母，找尋最適合的距離，同時(shí)觀察傳感器上的指示小燈，是否發(fā)出明亮的綠色光束，記錄此高度即為鋁制金屬物品的監(jiān)測點(diǎn)。3、調(diào)試顏色傳感器在顏色傳感器通電時(shí)，下方的履帶上特定放置一塊測試專用的帶有顏色的塊狀物體，通過系統(tǒng)顯示的電位計(jì)的大小來觀察感應(yīng)器上顯示的紅、綠、藍(lán)指示燈的變化情況。5.2軟件調(diào)試待儀器通電時(shí)，運(yùn)行上圖三設(shè)計(jì)的梯形圖程序，遵照接入系統(tǒng)設(shè)備的相關(guān)控制要求，在特定位置的信號(hào)輸入端口輸入脈沖電信號(hào)，同時(shí)細(xì)心觀察輸出信號(hào)指示燈的顏色變化情況，看看程序能否正常運(yùn)行。如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤應(yīng)及時(shí)調(diào)整，確?；趐lc的整體智能系統(tǒng)能夠按照正常狀態(tài)運(yùn)行。結(jié)論采用智能PLC進(jìn)行分揀的論文設(shè)計(jì)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類物品的自動(dòng)分揀，而且加快了了分揀和倉儲(chǔ)的效率，本論文設(shè)計(jì)的智能分揀系統(tǒng)可以通過與其它物流設(shè)備、或者電機(jī)設(shè)備的靈活對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了合理的實(shí)用分配狀況，同時(shí)也降低了本來應(yīng)該用于人工輸送的成本，也帶動(dòng)了社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高。同時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況，不僅可以選擇普遍的差動(dòng)式傳感器，也可選擇其它符合實(shí)際情況的傳感器，該系統(tǒng)可接受許多不同的模式。更加方便對(duì)于物品的分類排序和篩選；總體上說更加靈活、便捷，在如今越來越追求效率的辦事理念上來說，具有廣泛的應(yīng)用前景。致謝符號(hào)：:基于plc的自動(dòng)分揀系統(tǒng) 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）參考文獻(xiàn)[1]喜崇彬,自動(dòng)分揀系統(tǒng)市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].物流技術(shù)與應(yīng)用,2019,24(1):82-84.[2]黃啟明,自動(dòng)分揀系統(tǒng)及其應(yīng)用前景分析[J].物流技術(shù),2002,29(5);17-18[3]付偉,PLC在材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2012,34(6):136-138．[4]王勇,陳客舟,劉利,等.基于PLC的物料分揀機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].青島理工大學(xué)學(xué)報(bào),2019,40(1):108-112.[5]王強(qiáng)張明珠材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)中PLC應(yīng)用研究[J].首都師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011.32(6):5-8．[6]浙江大學(xué)羅克韋爾自動(dòng)化技術(shù)中心.可編程序控制器系統(tǒng)[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2005.[7]陳海龍.基于PLC的物料自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2017(10):94-95.[8]李小卓.基于PLC的物料分揀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].裝備制造技術(shù),2016(10):35-36.[9