【導(dǎo)讀】分揀控制系統(tǒng)在先進(jìn)制造領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色。是工業(yè)控制及現(xiàn)代。物流系統(tǒng)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)物料同時(shí)進(jìn)行多口多層連續(xù)的分揀。此系統(tǒng)以PLC為主控制器，結(jié)合傳感器技術(shù)，氣動(dòng)。具有自動(dòng)化程度高、容易控制、運(yùn)行穩(wěn)定、分揀精度高的特點(diǎn)，對不同的分揀對象，稍加修改本系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)要求。

　　

【正文】 美的。在未來 ,公司將主要在以下兩個(gè)方向 :一個(gè)是發(fā)展方向的 專業(yè)和低價(jià)格超小型 。另一個(gè)是方向發(fā)展高速多功能和分布式自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)?？偟陌l(fā)展趨勢如下 : (1)可編程控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化 (2)CPU 處理速度進(jìn)一步加快 (3)可編程控制技術(shù)的智能化 (4)向集成化、通訊化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展 (5)控制系統(tǒng)分散化 (6) PLC 的新進(jìn)展 軟 PLC[19~20] 計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的迅速發(fā)展 ,推動(dòng)了自動(dòng)控制技術(shù)又取得了一系列新的進(jìn)展。目前有許多工業(yè)用自動(dòng)控制產(chǎn)品、 機(jī)電一體化產(chǎn)品開始轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)作為平臺的控制模式 ,這是軟 PLC。軟 PLC 是實(shí)際使用軟件實(shí)現(xiàn)功能的傳統(tǒng) PLC,它是最大的優(yōu)點(diǎn)是靈活 的擴(kuò)展能力 ,用戶可以選擇不同的廠家生產(chǎn)的各種硬件產(chǎn)品 ,充分利用各自的最好特性的軟件 ,最好的控制系統(tǒng)。同時(shí) ,與硬件連接也非常方便。有很多 I / O 卡可以直接連接到軟、 PLC 計(jì)算機(jī)總線。在硬件和軟件兩個(gè)方面可以達(dá)到完美泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 26 結(jié)合 ,工業(yè)計(jì)算機(jī)和 PLC 的性能、方便擴(kuò)展和人機(jī)通信的性能 ,是一種發(fā)展趨勢在未來的 PLC。 分揀系統(tǒng)的控制要求及其流程圖 本課題是基于區(qū)分材料材質(zhì)的不同而設(shè)計(jì)的材料分揀系統(tǒng)，主要是實(shí)現(xiàn)對鐵質(zhì)、鋁質(zhì)和不同顏色的材料的自動(dòng)分揀，具體控制過程為： （ 1）接通電源，按下啟動(dòng)開關(guān) SB1，系統(tǒng)進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài) ，指示燈綠燈 L2亮。 （ 2）系統(tǒng)啟動(dòng)后，下料傳感器 SQ1(光電傳感裝置 )檢測到料槽無材料或各氣缸未復(fù)位時(shí)，傳送帶須繼續(xù)運(yùn)行一個(gè)行程 10S 后自動(dòng)停機(jī) ,指示燈紅燈亮。 （ 3）系統(tǒng)啟動(dòng)后，下料傳感器 SQ1(光電傳感裝置 )檢測到料槽有材料，每隔2S 出料氣缸動(dòng)作一次，動(dòng)作時(shí)間維持為 1S，將待測材料推到傳送帶上，待測物體開始在傳送帶上運(yùn)行，并對其進(jìn)行計(jì)數(shù)。 （ 4）當(dāng)電感傳感器 SA 檢測到鐵質(zhì)材料時(shí)，且其對應(yīng)的接近開關(guān) SQ2感應(yīng)到材料接近，鐵出料氣缸將待測物體推下，并對其進(jìn)行計(jì)數(shù)。 （ 5）當(dāng)電容檢測傳感器 SB 檢測到材料為鋁 質(zhì)時(shí)，且其對應(yīng)的接近開關(guān) SQ3感應(yīng)到材料接近，鋁出料氣缸動(dòng)作將被檢測到的材料推下，并對其進(jìn)行計(jì)數(shù)。 （ 6）當(dāng)顏色檢測傳感器 SC 檢測到材料為紅色時(shí)，且其對應(yīng)的接近開關(guān) SQ4感應(yīng)到材料接近，紅色出料氣缸動(dòng)作將待測物體推下，并對其進(jìn)行計(jì)數(shù)。 （ 7）剩余材料在傳送帶上繼續(xù)傳送，當(dāng)最后滑槽對應(yīng)的接近開關(guān)感應(yīng)到材料接近，其出料氣缸動(dòng)作將被檢測到的材料推下，并對其進(jìn)行計(jì)數(shù)。 由分揀控制系統(tǒng)的分揀要求畫出控制系統(tǒng)的程序流程圖，圖 7所示。 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 27 開 始料 槽 有 無 物 料氣 缸 是 否 復(fù) 位傳 送 帶 運(yùn) 行自 動(dòng) 傳 送 ， 每 2 S 傳 送 一 個(gè)Y V 1 氣 缸 動(dòng) 作傳 送 帶 停 止 運(yùn) 行氣 缸 是 否 復(fù) 位傳 送 帶 運(yùn) 行檢 測 是 否 為 鐵 質(zhì) 檢 測 是 否 為 鋁 質(zhì) 檢 測 是 否 為 紅 色 檢 測 到 物 料氣 缸 Y V 2 動(dòng) 作氣 缸 Y V 3 動(dòng) 作氣 缸 Y V 4 動(dòng) 作氣 缸 Y V 5 動(dòng) 作氣 缸 Y V 2 復(fù) 位 氣 缸 Y V 3 復(fù) 位 氣 缸 Y V 4 復(fù) 位 氣 缸 Y V 5 復(fù) 位自 動(dòng) 循 環(huán) 周 期 開 始周 期 是 否 接 受傳 送 帶 停 止 運(yùn) 行停 止無有否是否是否否否是是是是否否否否是 是 是 是是否否 圖 7 分揀系統(tǒng)流程圖 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 28 軟件設(shè)計(jì)及編程 根據(jù)分揀系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)出梯形圖，梯形圖的程序 見附錄。 當(dāng)程序設(shè)計(jì)好之后必須下載到 PLC 中才可以運(yùn)行系統(tǒng)，下載時(shí)使用的是三菱PLC 專用的編程電纜 SC— 09。電纜的一端是接電腦的 RS232串口，一端接在 PLC 的RS422通訊串口上。當(dāng)電纜接好之后，打開軟件，進(jìn)入要下載的文件。先轉(zhuǎn)換文件，然后選擇菜單欄里的“ PLC”選擇“傳送” “寫入”，便可以下載程序到 PLC 中。傳送程序時(shí)，應(yīng)注意以下問題： 1） 計(jì)算機(jī)的 RS232端口及 PLC 之間必須用指定的纜線及轉(zhuǎn)換器連接； 2） 執(zhí)行完“讀入” 后，計(jì)算機(jī)中的程序?qū)⒈粊G失，原有的程序?qū)⒈蛔x入的程序所替代， PLC 模式改變成被設(shè)定的模式； 3） 在“寫出”時(shí)， PLC 應(yīng)停止運(yùn)行，程序必須在 RAM 或 EEPROM 內(nèi)存保護(hù)關(guān)斷的情況下寫出，然后進(jìn)行校驗(yàn) [16] 。 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 4 控制系統(tǒng)的 安裝接線及運(yùn)行調(diào)試 在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)進(jìn)行調(diào)試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過程中，難免會(huì)有疏漏的地方 。 因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場設(shè)備之前，必需進(jìn)行軟件測試，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(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。 （ 1） 首先將主電路和控制回路按圖進(jìn)行連線，并與實(shí)際操作中情況相結(jié)合。 （ 2）經(jīng)檢查無誤后方可通電。 （ 3）在通電后不要急于運(yùn)行，應(yīng)先檢查各電器設(shè)備的連接是否正常，然后進(jìn)行單一設(shè)備的逐個(gè)調(diào)試。 （ 4）按照想系統(tǒng)要求進(jìn)行變頻器參數(shù)的設(shè)置。 （ 5）按照系統(tǒng)要求進(jìn)行 PLC 程序的編寫并傳入 PLC 中，進(jìn)行模擬運(yùn)行調(diào)試，觀察輸入和輸出點(diǎn)是否和要求一致。 （ 6）對整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)試，包括安全和運(yùn)行的穩(wěn)定性 。 硬件調(diào)試 1．電感傳感器的調(diào)試 在電感傳感器將鐵的底部輸送帶 ,材料塊 ,調(diào)整傳感器在兩個(gè) 螺母 ,使傳感器上下移動(dòng) ,使上層 傳感器 指示燈發(fā)光 ,高度是傳感器 對鐵質(zhì)材料的檢出點(diǎn) 。 2．電容傳感器的調(diào)試 把 鋁材料 放置在電容傳感器的底部輸送帶 上 ,調(diào)整傳感器的兩個(gè)螺母 ,使傳感器上下移動(dòng) ,只是讓傳感器的 指示 燈 發(fā) 光 ,高度是傳感器 對 鋁 質(zhì) 材料 的檢出點(diǎn) 。 3．顏色傳感器的調(diào)試 當(dāng)前 通電 條件下 ,在 彩色傳感器底部的傳送帶 上 ,放在一個(gè)顏色塊 ,調(diào)整電位計(jì)的傳感器 ,觀察窗的紅綠色或藍(lán)色 指示燈 ,當(dāng)兩個(gè)燈就發(fā)光同時(shí) ,敏感的點(diǎn)是物料塊顏色檢測。 (注意 :色溫低端移動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)檢測 ,反之亦然 ) 軟件調(diào)試 將所編寫的梯形圖程序進(jìn)行編譯，通過上下位機(jī)的連接電纜把程序 下載到 PLC中。及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除程序中的錯(cuò)誤，減少系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試的工作量，確保系統(tǒng)在各泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 30 種正常和異常情況時(shí)都能作出正確的響應(yīng)，需要進(jìn)行離線測試，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 進(jìn)行修改 。 整體調(diào)試 在軟件與硬件都已經(jīng)準(zhǔn)備好之后，開始對系統(tǒng)進(jìn)行 整體 調(diào)試。這個(gè)過程便于我們發(fā)現(xiàn)問題與不足。通上電源，觀察指示燈，一切正常之后開始加材料。 將設(shè)備接入 PLC，進(jìn)行聯(lián)機(jī)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) ，直到滿足要求為止。 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 31 5 結(jié)論與展望 綜全文所述，本文對 PLC 及組態(tài)技術(shù)的工 作原理、適用領(lǐng)域做出了詳細(xì)的介紹，本文在對熟悉了自動(dòng)及分揀系統(tǒng)的原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的分揀要求，采用了整體化的設(shè)計(jì)思想，充分考慮了軟、硬件各自的特點(diǎn)并進(jìn)行互補(bǔ)優(yōu)化，設(shè)計(jì)了一個(gè)物料傳送及分揀系統(tǒng)。此系統(tǒng)以 PLC 為主控制器，結(jié)合傳感器技術(shù)，氣動(dòng)裝置和位置控制等技術(shù)，并運(yùn)用梯形圖編程，實(shí)現(xiàn)對鐵質(zhì)、鋁質(zhì)和不同顏色的材料的自動(dòng)分揀。具有自動(dòng)化程度高、容易控制、運(yùn)行穩(wěn)定、分揀精度高的特點(diǎn)，對不同的分揀對象，稍加修改本系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)要求。根據(jù) 材料分揀的實(shí)際需求采用 PLC 設(shè)計(jì)出了材料分揀系統(tǒng) 設(shè)計(jì)材料分揀系統(tǒng)之前， 查閱 了大量的 文獻(xiàn) 和 資料 ， 充分 了解了自動(dòng)分揀系統(tǒng)發(fā)展的歷史，發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用背景 和未來的發(fā)展趨勢 。還 研究 了傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)、 氣動(dòng)技術(shù) 件的基本知識。 在本設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步提高氣源氣壓的穩(wěn)定性， 以提高氣閥的工作性能，為材料正常進(jìn)入、彈出傳送帶打下基礎(chǔ)。在硬件上進(jìn)一步改進(jìn)擋板、出料軌道、傳送帶、進(jìn)料倉，這對 提高系統(tǒng)的實(shí)用與可靠性具有 重大意義。采用步進(jìn)電機(jī)以實(shí)現(xiàn)傳送帶速度的可控制性、 提高實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分揀效率 。進(jìn)一 步提高傳感器的性能，找出一系列可 靠的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。充分 分析 、研究各種分揀系統(tǒng)地優(yōu)劣，總結(jié) 材料分揀系統(tǒng)的綜合性能 ，提出合理化的改進(jìn) 。 本設(shè)計(jì)是 針 對材料的材質(zhì) 的區(qū)別、分類和揀出所 進(jìn)行的簡單設(shè)計(jì)， 該系統(tǒng)通用性強(qiáng)，可靠性好，程序開發(fā)簡單， 可在其基礎(chǔ)上對物品 分揀 的種類與分揀的性能進(jìn)行拓展及完善，使其適用于 需要進(jìn)行材料分揀的 實(shí)際生活中的各行各業(yè)， 實(shí)現(xiàn) 分揀線無人化作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 32 致 謝 四年的大學(xué)，匆匆而過，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們四年所學(xué)的一個(gè)體現(xiàn)，經(jīng)歷半年的努力，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束。在設(shè)計(jì)的過程中，慢慢的學(xué)習(xí)，逐漸的鞏固大學(xué)所學(xué)的知 識，期間有艱苦，有辛酸，也有欣喜，有快樂。 本設(shè)計(jì)的順利完成 ,首先要感謝我的指導(dǎo)老師 陳 老師。在論文的寫作過程中，導(dǎo)師給了我許許多多的幫助。在評閱中， 陳 老師還指出了我設(shè)計(jì)中的許多不足，使我的設(shè)計(jì)更加完善合理。 陳 老師使我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識，也學(xué)到了很多待人處事道理。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、縝密的思維方式、踏實(shí)的工作作風(fēng)和對事業(yè)的執(zhí)著，以及對我的諄諄教誨都給我留下了深刻的印象，并使我終身受益。謹(jǐn)此對 陳 老師 表示 衷心的感謝和崇高的敬意。 同時(shí)也 感謝許多同學(xué)對我的支持和鼓勵(lì)，感謝你們在學(xué)習(xí)和生活上給我的幫助，和我一起 解決各種各樣的困難。此外，我還要感謝我的父母，謝謝他們一直以來對我的學(xué)業(yè)的支持和幫助。 最后，祝所有關(guān)心、幫助和支持我的人們身體健康、工作順利！ 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 33 參考文獻(xiàn) [1] 劉昌棋 .物流配送中心設(shè)計(jì) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [2] 祝永華 ,郁煒 ,葉文通 . 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