【正文】 I 分揀系統(tǒng) 課程設(shè)計 班 級： 理工 091班 姓 名： 宋燮 學(xué) 號 : 22091167 指導(dǎo)教師： 崔吉 II 摘 要 PLC控制是目前工業(yè)上最常用的自動化控制方法，由于其控制方便，能夠承受惡劣的環(huán)境，因此，在工業(yè)上優(yōu)于單片機的控制。 PLC將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)融為一體 ,專門為工業(yè)控制而設(shè)計 ,具有功能強、通用靈活、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強、編程簡單、使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu)點 ,因此在 工業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛。 本文主要講述 PLC在材料分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用， 利用可編程控制器 ( PLC) ,設(shè)計成本低、效率高的材料自動分揀裝置。以 PLC 為主控制器 ,結(jié)合氣動裝置、傳感技術(shù)、位置控制等技術(shù) ,現(xiàn)場控制產(chǎn)品的自動分揀。 系統(tǒng)具有自動化程度高、運行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點 ,可根據(jù)不同對象 ,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，分揀裝置，控制系統(tǒng)，傳感器 III 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................... I 目錄 ................................................................................................................................ III 緒 論 .................................................................................................................................1 第 1章 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計 .........................................................................3 材料分揀裝置工作過程概述 ..............................................................................3 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo) ..................................................................................................4 系統(tǒng)的設(shè)計要求 ..................................................................................................4 第 2章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .........................................................................................6 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) ..................................................................................................6 系統(tǒng)關(guān)鍵技 術(shù) ......................................................................................................6 檢測元件與執(zhí)行裝置的選擇 ............................................................................10 第 3章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 .......................................................................................17 控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計 ........................................................................................17 控制系統(tǒng) 程序設(shè)計 ............................................................................................18 第 4章 控制系統(tǒng)的調(diào)試 ...............................................................................................24 程序的模擬調(diào)試 .................................................................錯誤 !未定義書簽。 程序的現(xiàn)場調(diào)試 .................................................................錯誤 !未定義書簽。 系統(tǒng) 調(diào)試 .............................................................................錯誤 !未定義書簽。 的抗干擾 系統(tǒng) 28 結(jié) 論 .............................................................................................................................32 展 望 .............................................................................................................................33 結(jié)論 .................................................................................................................................34 參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................35 附 錄 ...............................................................................................................................36 1 緒 論 PLC 是從 20 世紀(jì)末發(fā)展起來的一種新型的電氣控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)和計算控制技術(shù)、通信技術(shù)融為一體，以其顯著的優(yōu)點正被廣泛地應(yīng)用于各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過程的自動控制中。可編程控制器以微處理器為核心，綜合計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置 。應(yīng)用 PLC 技術(shù)是當(dāng)今世界潮流，必將對生產(chǎn)、科研和社會生活等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響。 目前世界上，生產(chǎn)和研制 PLC 的大公司很多，有代表性的是日本的歐姆龍公司，德國西門子、美國的 AB 公司，都處于世界的領(lǐng)先水平?？偟膩碚f，我國從 1974年開始研制 PLC， 1979 年開始應(yīng)用于工業(yè)，并且發(fā)展很快，已取得了很大的成績，但是與世界研制和應(yīng)用水平較高的國家相比還有很大的差距。 隨著社會的不斷發(fā)展 ,市場的競爭也越來越激烈 ,因此各個生產(chǎn)企業(yè)都迫切地需要改進生產(chǎn)技術(shù) ,提高生產(chǎn)效率 ,尤其在需要進行材料分揀的企業(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)的競爭能力差 。而 物料分揀采用可編程控制器 PLC 進行控制 ,能連續(xù)、大批量地分揀貨物 ,分揀誤差率低且勞動強度大大降低 ,可顯著提高勞動生產(chǎn)率 .而且 ,分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無縫連接 ,實現(xiàn)對物料實物流、物料信息流的分配和管理 .其設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝 ,具有系統(tǒng)布局靈活 ,維護、檢修方便等特點 ,受場地原因影響不大 。同時 ,只要根據(jù)不同的分揀對象 ,對本系統(tǒng)稍加修改即可實現(xiàn)要求 。 分揀是把很多貨物按品種從不同的地點和單位分配到所設(shè)置的場地的作業(yè)。按分揀的手段 不同，可分為人工分揀、機械分揀和自動分揀。 隨著社會的不斷發(fā)展，市場的競爭也越來越激烈，因此各個生產(chǎn)企業(yè)都迫切地需要改進生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，尤其在需要進行材料 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)的競爭能力差，材料的自動 分揀 已成為企業(yè)的唯一選擇。針對上述問題，利用 PLC 技術(shù)設(shè)計了一種成本低，效率高的材料自動 分揀 裝置，在材料 分揀 過程中取得了較好的控制效果。 目 前自動分揀已逐漸成為主流， 因為自動分揀是從貨物進入分揀系統(tǒng)送到指定的分配位置為止， 都是按照人們的指令靠自動分揀 裝置來完成的。這種裝置是由接受分揀指示情報的控制裝置、計算機網(wǎng)絡(luò)，把到 達(dá)分揀位置的貨物送到別處的的搬送裝置。由于全部采用機械自動作業(yè)，因此， 分揀處理能力較大，分揀分類數(shù)量也較多。 物料分揀采用可編程控制器 PLC 進行控制，能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率低且勞動強度大大降低，可顯著提高勞動生產(chǎn)率。而且，分揀系統(tǒng)能靈 2 活地與其他物流設(shè)備無縫連接，實現(xiàn)對物料實物流、物料信息流的分配和管理。 其設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝，具有系統(tǒng)布局靈活，維護、檢修方便等特點，受場地原因影響不大。同時，只要根據(jù)不同的分揀對象 ，對本系統(tǒng)稍加修改即可實現(xiàn)要求。 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(shè)備的微縮模型。 應(yīng)用 PLC 技術(shù)結(jié)合氣動、傳感器和位置控制等技術(shù)，設(shè)計不同類型材料的自動 分揀 控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的靈活性較強，程序開發(fā)簡單，可適應(yīng)進行材料 分揀 的彈性生產(chǎn)線的需求。本文主要介紹了 PLC 控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計，以及一些調(diào)試方法。 本設(shè)計應(yīng)用可編程控制器 (PLC)實現(xiàn)了生產(chǎn)過程材料自動分揀的設(shè)計方案。文中比較詳細(xì)地介紹了設(shè)計過程，包括具體的設(shè)計要求，對設(shè)計任務(wù)的分析，可編程控制器型號的選擇， I/O 接點的分配， PLC 接線圖等具體內(nèi)容，并且給出了完整的硬件接線圖，功能狀態(tài)圖，梯形圖程序以及指令表程序。 3 第 1 章 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)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(shè)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(shè)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。 材料分揀裝置工作過程 概述 如圖 11 所示為本分揀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖 11 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)示意圖 它采用臺式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置電源，有步進電機、汽缸、電磁閥、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣動減壓器、濾清器、氣壓指示等部件，可與各類氣源相連接。選用顏色識別傳感器及對不同材料敏感的電容式和電感式傳感器，分別固定在網(wǎng)板上，且允許重新安裝傳感器排列位置或選擇網(wǎng)板不同區(qū)域安裝。 系統(tǒng)上電后，可編程序控制器首先控制啟動輸送帶，下料傳感器 SN 檢測料槽有無物料，若無料，輸送帶運轉(zhuǎn)一個周期后自動停止等待下料；當(dāng)料槽有料時，下料傳感器輸出信號給 PLC， PLC 控制輸送帶繼續(xù)運轉(zhuǎn)，同時控制氣動閥 5 進行 4 下料，每次下料時間間隔可以進行調(diào)整。物料傳感器 SA 為電感傳感器，當(dāng)檢測出物料為鐵質(zhì)物料時，反饋信號送 PLC，由 PLC 控制氣動閥 1 動作選出該物料；物料傳感器 SB 為電容傳感器，當(dāng)檢測出物料為鋁質(zhì)物料時，反饋信號送 PLC, PLC控制氣動閥 2 動作選出該物料；物料傳感器 SC 為顏色傳感器，當(dāng)檢測出物料的顏色為待檢測顏色時， PLC 控制氣動閥 3 動作選出該物料。物料傳 感器 SD 為備用傳感器。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定為分揀某種顏色的金屬或非金屬物料時，由程序記憶各傳感 器的狀態(tài)，完成分揀任務(wù)。 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo) 輸入電壓： AC200～ 240V（帶保護地三芯插座） 消耗功率： 250W 環(huán)境溫度范圍： 5～ 40℃ 氣源：大于 系統(tǒng)的設(shè)計要求 系統(tǒng)的設(shè)計要求主要包括功能要求和控制要求，進行設(shè)計之前，首先應(yīng)分析控制對象的要求。 功能要求 材料分揀裝置應(yīng)實現(xiàn)基本功能如下 （ 1）分揀出金屬和非金屬 （