【正文】 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計（論文）材料分揀裝置的PLC控制系統(tǒng)Material sorting PLC control2014屆石家莊鐵道學院成人教育分院(系)專 業(yè) 電氣自動化應用 學 號 201024136 學生姓名 王旭宏 指導教師 劉東嵐 完成日期 2013年 10 月 30 日畢業(yè)設計（論文）任務書題目材料分揀裝置的PLC控制系統(tǒng)專業(yè)電氣技術應用班級電氣技師10班學生姓名王旭宏承擔指導單位石家莊鐵道學院成人分院導師姓名劉東嵐導師職稱一、設計題目材料分揀裝置的PLC控制系統(tǒng)二、設計目的通過畢業(yè)設計培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、基礎知識、基本技能進行分析和解決實際問題的能力。使學生受到PLC系統(tǒng)開發(fā)的綜合訓練，達到能夠進行PLC系統(tǒng)設計和實施的目的。使學生掌握工業(yè)生產(chǎn)流水線中材料分揀控制系統(tǒng)的工作原理。三、設備概述及技術數(shù)據(jù)材料分揀裝置工作過程概述下圖為材料分揀裝置的結構示意圖。其工作過程為：通電狀態(tài)下，下料時，下料傳感器動作，傳送帶運行，電感傳感器檢測到鐵塊材料時，汽缸1動作將材料推下。電容傳感器檢測到鋁塊材料時，汽缸2動作將材料推下。顏色傳感器檢測到非金屬材料黃色塊時，汽缸3動作將材料推下。其它顏色非金屬材料塊被傳送到SD位置時，汽缸4動作將材料推下。豎井式下料槽無料時，傳送帶運行一個行程自動停機。技術數(shù)據(jù)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：四、設計要求控制要求：(1)分揀出金屬與非金屬。(2)分揀某一顏色塊。(3)分揀出金屬中某一顏色塊。 (4)分揀出非金屬中某一顏色塊。 (5)分揀出金屬中某一顏色塊和非金屬中某一顏色塊。 (6)建議分揀顏色為：紅、綠、藍；建議分揀材料為：鐵、鋁、塑料。 設計內(nèi)容：(1)根據(jù)分揀裝置工作過程設計功能表圖。 (2)設計電氣控制原理圖。 (3)進行PLC選型及I/O分配。 (4)設計PLC硬件系統(tǒng)。 (5)設計PLC控制程序。 (6)按要求撰寫畢業(yè)設計說明書。(7)繪制設計圖樣。五、應完成的技術資料 開題報告（3000字左右） 畢業(yè)設計說明書（12000字左右） 技術資料 (1)系統(tǒng)電氣原理圖； (2)PLC的I/O接線圖； (3)控制程序清單及注釋；六、畢業(yè)設計（論文）工作進度安排：9月1日—9月3日：熟悉設計內(nèi)容、要求、任務；收集與設計相關的論文、資料，方案論證與選擇；9月4日—9月7日：初步完成系統(tǒng)框圖設計，完成系統(tǒng)配置與選型；9月8日—9月12日：完善系統(tǒng)硬件電路設計；9月13日—9月18日：繪制軟件框圖、編寫梯形圖及梯形圖調(diào)試；9月19日—9月23日：撰寫畢業(yè)設計說明書；9月24日—9月28日：繪制圖紙；9月29日：完成英文文獻翻譯；10月20日：答辯。教研組主任簽字時間年 月 日畢業(yè)設計（論文）開題報告題目材料分揀裝置的PLC控制系統(tǒng)設計專業(yè)電氣自動化應用班級電氣技師10班姓名王旭宏一、選題背景及依據(jù)（簡述題目的研究背景，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，列出主要參考文獻）研究背景：可編程序控制器（PLC）是20世紀60年代以來發(fā)展極為迅速的一種新型工業(yè)控制裝置?，F(xiàn)代PLC應用綜合了計算機技術，自動控制技術和網(wǎng)絡通信技術，其應用越來越廣泛、深入，已進入到系統(tǒng)的過程控制、運動控制、通信網(wǎng)絡、人機交互等領域。由于PLC應用向智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展。智能化是指PLC除具有傳統(tǒng)的順序控制功能外，還增加了用于過程控制和位置控制各種專用接口及控制算法；而網(wǎng)絡化是指以觸摸屏為代表的人機接口實現(xiàn)了PLC與用戶之間的、靈活的信息交換，且逐漸成為主流趨勢。PLC編程的特點； (1) 可靠性強，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)在大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電器控制系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百以及數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障是可及時發(fā)出報警信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。(2) 配套齊全，功能完善，實用性強PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)在的PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中，加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。(3) 易學易用，深受工程技術人員的歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程技術易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便的實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。(4) 系統(tǒng)的設計、建造工作量少，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同事維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能，這很適合多品種，小批量的生產(chǎn)場合。(5) 體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想設備。 參考文獻：(1) ，高等教育出版社 2000年(2) ，北京高等教育出版社 1999年(3) ，化學工業(yè)出版社 2006年(4) ，化學工業(yè)出版社 2001年(5) ，化學工業(yè)出版社 2001年(6) ，化學工業(yè)出版社 2002年(7) ，化學工業(yè)出版社 2002年(8) ，化學工業(yè)出版社 2001年(9) ，化學工業(yè)出版社 1994年(10) ， 機械工業(yè)出版社 2006年(11) ，機械工業(yè)出版社 2000年(12) ，機械工業(yè)出版社 1999年(13) ，北京輕工業(yè)出版社 2005年(14) ，北京高等工業(yè)出版社 2003年(15) 西安電子科技大學出版 2006年二、主要設計（研究）思想、解決的關鍵問題、擬采用的技術方案、設計（研究）工作步驟1．設計內(nèi)容有內(nèi)置電源，有進步電動機、傳送帶、汽缸、電磁閥、旋轉編碼器、氣體壓縮機、濾清器、氣壓指示等部件。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。設計思想系統(tǒng)利用各種傳感器對待測材料進行檢測并分類。當待測物體經(jīng)下料裝置送入傳送帶后，依次接受各種傳送帶檢測。如果被某種傳感器測中，通過相應的氣動裝置將其推入料箱；否則，繼續(xù)前進。其控制要求有如下9個方面：(1)系統(tǒng)送電后，光電編碼器便可發(fā)生所需的脈沖(2)電機運行，帶動傳輸帶傳送物體向前運行(3)有物料時，下料汽缸動作，將物料送出(4)當電感傳感器檢測到鐵物料時，推汽缸1動作(5)當電感傳感器檢測到鋁物料時，推汽缸2動作(6)當顏色傳感器檢測到材料為某一顏色時，推動汽缸3動作(7)其他物料被送到SD位置時，推動汽缸4動作(8)汽缸運行應有動作限位開關(9)下料槽內(nèi)無下料時，延時后自動停機3．關鍵問題在系統(tǒng)的設計過程中，需要根據(jù)以下要求具體設計：(1) 擬定設計思路，它是整個設計過程的指導(2) 選擇合適的硬件，以便節(jié)省成本和穩(wěn)定的運行(3) 選擇合適的PLC使其能夠滿足工作的需要(4) 編制PLC的輸入/輸出分配表或繪制輸入/輸出端子接線圖(5) 根據(jù)系統(tǒng)要求編寫軟件說明書，然后再進行程序設計(6) 注重設計的可用性，以便在工作過程中工作人員對系統(tǒng)的交流和更好的去操作(7) 設計工作臺、電氣柜及非標準電器元部件4．設計步驟(1)根據(jù)設計任務書，分析設計任務；(2)查閱相關文獻資料，解決關鍵問題；(3)完成相關硬件電路的設計，并進行器件的選型；(4)繪制軟件流程框圖；(5)編寫程序，調(diào)試；(6)功能完善。三、畢業(yè)設計（論文）工作進度安排9月 1日—9月10日：熟悉設計內(nèi)容、要求、任務；收集與設計相關的論文、資料，方案論證與選擇；9月11日—9月15日：初步完成系統(tǒng)框圖設計，完成系統(tǒng)配置與選型；9月15日—9月20日：完善系統(tǒng)硬件電路設計；9月20日—9月23日：繪制軟件框圖、編寫梯形圖及梯形圖調(diào)試；9月23日—9月25日：撰寫畢業(yè)設計說明書；9月26日—9月27日：繪制圖紙；9月27日—9月30日：答辯。指導教師簽字時間年 月 日畢業(yè)設計（論文）評語及成績學生姓名王旭宏專