【正文】 此外，我還要感謝我的父母，謝謝他們一直以來對(duì)我的學(xué)業(yè)的支持和幫助。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(duì)事業(yè)的執(zhí)著，以及對(duì)我的諄諄教誨都給我留下了深刻的印象，并使我終身受益。本設(shè)計(jì)的順利完成,首先要感謝我的指導(dǎo)老師周老師。進(jìn)一步分析研究各種分揀系統(tǒng)地優(yōu)劣，提出材料分揀系統(tǒng)的綜合性能。進(jìn)一步提高氣源氣壓的穩(wěn)定性，這樣可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)。并且基于該平臺(tái)完成了控制系統(tǒng)的軟件。設(shè)計(jì)材料分揀系統(tǒng)之前，閱讀了大量的資料和文獻(xiàn)，不但了解了自動(dòng)分揀系統(tǒng)發(fā)展的歷史，發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用背景。在MCGS工作臺(tái)上，單擊[設(shè)備窗口]，再單擊[設(shè)備組態(tài)]按鈕進(jìn)入[設(shè)備組態(tài)：設(shè)備窗口]。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表是實(shí)時(shí)地將當(dāng)前的數(shù)據(jù)對(duì)象變量按一定報(bào)告格式（用戶組態(tài)）顯示和打印，即：對(duì)瞬時(shí)量的反映。圖47 圖形閃爍效果顯示 數(shù)據(jù)報(bào)表輸出在MCGS中，大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)要對(duì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存盤，統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)實(shí)際情況打印出數(shù)據(jù)報(bào)表。在“料槽無料”的指示燈雙擊進(jìn)入屬性設(shè)置，選中閃爍效果。對(duì)于按鈕的輸入設(shè)置可以在動(dòng)畫組態(tài)窗口屬性設(shè)置里面選擇按鈕動(dòng)作或者直接在工具箱內(nèi)選擇標(biāo)準(zhǔn)按鈕進(jìn)行設(shè)。圖45 水平移動(dòng)動(dòng)畫連接輸入輸出連接輸入輸出連接包括顯示輸出、按鍵輸入、按鈕動(dòng)作三種方式。平行移動(dòng)的方向包含水平和垂直兩個(gè)方向，其動(dòng)畫連接的方法相同。如在監(jiān)控圖中，當(dāng)鐵質(zhì)的材料傳送至對(duì)應(yīng)位置時(shí)，對(duì)應(yīng)傳感器上方的指示燈由紅色變?yōu)榫G色，其設(shè)置如圖44所示。MCGS實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫屬性。 總之，MCGS組態(tài)軟件功能強(qiáng)大，界面友好。MCGS以圖像、圖符、報(bào)表、曲線等多種形式，為操作員及時(shí)提供系統(tǒng)運(yùn)行中的狀態(tài)、品質(zhì)及異常報(bào)警等有關(guān)信息。其中，運(yùn)行時(shí)只有用戶窗口是可見的，常被稱為“前臺(tái)”，其余部分被稱為“后臺(tái)”[29] 。運(yùn)行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)一起作為一個(gè)整體，才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩部分。 本系統(tǒng)采用MCGS作為上位機(jī)的監(jiān)控軟件。, 然后逐個(gè)調(diào)試氣閥的進(jìn)氣開關(guān)，使氣缸的氣量保留在合適適中的位置。通過多次調(diào)試找到了適合的位置，即傳感器的底部與傳送帶的距離。此問題順利得到解決。這個(gè)過程便于我們發(fā)現(xiàn)問題與不足。當(dāng)電纜接好之后，打開軟件，進(jìn)入要下載的文件。三菱SWOPCFXGP/WINC編程軟件如圖33是應(yīng)用于FX系列PLC的中文編程軟件，可在Windows 9x或Windows 。圖32 材料分揀系統(tǒng)的程序流程圖 軟件設(shè)計(jì)及編程三菱電機(jī)公司提供專用的編程軟件。（5）當(dāng)電容檢測(cè)傳感器檢測(cè)到材料為鋁質(zhì)時(shí)，且其對(duì)應(yīng)的接近開關(guān)感應(yīng)到材料接近，鋁出料氣缸動(dòng)作將被檢測(cè)到的材料推下，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。 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(duì)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)，系統(tǒng)進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)，指示燈綠燈亮。但這個(gè)結(jié)果在全部程序未被執(zhí)行完畢之前不會(huì)送到輸出端子上。PLC在運(yùn)行程序時(shí)，所需的輸入信號(hào)不是現(xiàn)時(shí)取輸人端子上的信息，而是取輸入映像寄存器中的信息。微型計(jì)算機(jī)對(duì)輸入、輸出信號(hào)實(shí)時(shí)處理，而PLC對(duì)輸入、輸出信號(hào)是集中批處理。然后再?gòu)念^開始執(zhí)行，并周而復(fù)始地重復(fù)，直到停機(jī)或從運(yùn)行(RUN)切換到停止(STOP)狀態(tài)。用戶根據(jù)某一對(duì)象的具體控制要求，編制好控制程序后，用編程器將程序鍵人到PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中寄存。（4）電源可編程控制器的電源包括可編程控制器各工作單元供電的開關(guān)電源以及為掉電保護(hù)電路供電的后備電源，后者一般為電池。可編程序控制器配有兩種存儲(chǔ)器，即系統(tǒng)存儲(chǔ)器(EPROM)和用戶存儲(chǔ)器(RAM)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。這時(shí)的PLC具有了高速計(jì)數(shù)、中斷技術(shù)、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信等功能，從而使PLC的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。 在20世紀(jì)70年代初期、中期，可編程序控制器雖然引入了計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)際上只稱為PLC(Programmable Logical Controller)。為了解決這一問題，早在1968年，美國(guó)最大的汽車制造商通用汽車公司(GM公司)，為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷翻新，以求在激烈競(jìng)爭(zhēng)的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢(shì)，就提出要用一種新型的控制裝置取代繼電器接觸器控制裝置，并且對(duì)未來的新型控制裝置做出了具體設(shè)想。15%輸出電壓：DC24伏DADONG11滑槽4鋁合金青島銳誠(chéng)德倉(cāng)儲(chǔ)物流設(shè)備有限公司12傳送帶1 I/O口的選擇及PLC接線根據(jù)材料分揀系統(tǒng)的工作過程由可知，系統(tǒng)的控制有輸入信號(hào)15個(gè)，均為開關(guān)量。本系統(tǒng)共設(shè)置了三個(gè)檢測(cè)材料的傳感器，同時(shí)預(yù)留了一個(gè)空余的氣閥與氣缸用來添加其它的傳感器。單向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)傳輸帶輸送物料前行。自動(dòng)分選部分由傳感器、先導(dǎo)式電磁換向閥、氣缸及導(dǎo)料軌道組成。調(diào)壓閥、空氣濾器與氣壓指示儀表集中于一個(gè)模塊上，它們接收來自氣源的氣壓并傳送到下面的5個(gè)氣閥中。 圖23 材料分揀系統(tǒng)的示意圖 其他元器件及其選擇料槽是一個(gè)材料手動(dòng)入庫(kù)而自動(dòng)出庫(kù)的裝置，底部有一個(gè)光電傳感器。 硬件設(shè)計(jì)及實(shí)際模型的建立材料分揀機(jī)的PLC控制用于對(duì)相關(guān)材料的自動(dòng)化分揀，其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖22所示。單活塞桿雙作用氣缸一般由缸筒、前后缸蓋、活塞、活塞桿、密封件和緊固件等組成。磁吸式手是利用工件的導(dǎo)磁性，利用永久磁鐵或電磁鐵通電后產(chǎn)生的磁力來吸附材料工件。真空式吸附型它是利用真空泵抽出吸附頭的空氣而形成真空，故稱真空式。[19]（2）氣吸式氣吸式手部又稱為真空吸盤式手部，它是通過吸盤內(nèi)產(chǎn)生真空或負(fù)壓，利用壓差而將工件吸附，是工業(yè)機(jī)械手常用的一種吸持工件的裝置?，F(xiàn)今各控制系統(tǒng)中用于分揀物料的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有以下幾種：（1）機(jī)械手夾持式 夾持式手部的結(jié)構(gòu)與人手類似，是工業(yè)機(jī)械廣泛應(yīng)用的一種手部形式。氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)已經(jīng)成為能夠滿足許多行業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐要求的一種重要使用工具。因此，人們尋求其他一些經(jīng)濟(jì)適用的驅(qū)動(dòng)方式。液壓驅(qū)動(dòng)，功率重量比大，可實(shí)現(xiàn)頻繁平穩(wěn)的變速和換向，容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，可自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)。典型的輸出有：NPN和PNP、繼電器和模擬輸出。它是在Si等多數(shù)光電二極管之前，分別放置R（紅）、G（綠）、B（藍(lán)）三種顏色的彩色濾光器，以便處理各自的輸出信號(hào)并識(shí)別彩色的方法。由此，便可控制開關(guān)的接通和關(guān)斷。本系統(tǒng)用該器件來檢測(cè)鐵質(zhì)材料。電感式接近開關(guān)屬于有開關(guān)量輸出的位置傳感器，用來檢測(cè)金屬物體。行程開關(guān)的品種規(guī)格很多，按其操作結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)、滾輪直動(dòng)、杠桿單、雙輪等。位置檢測(cè)裝置檢測(cè)氣缸動(dòng)作是否到位，視覺傳感器是為了完成對(duì)物料的識(shí)別。因此，傳感器的組成將依不同的情況而有所差異[2] 。一般情況下使用的都是這種傳感元件。變換元件——又稱傳感元件，是傳感器的重要組成元件。因此，信號(hào)調(diào)理電路以及所需輔助電源都應(yīng)作為傳感器組成的一部分，如圖21所示。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。由于FX2N系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 PLC種類及型號(hào)選擇PLC種類較多，主要有西門子、三菱、OMRON、FANAC、東芝等，但能配套生產(chǎn)，大、中、小、微型均有配套且目前用得最廣泛的的主要是西門子、三菱、OMRON的PLC。大中型PLC通常采用這種結(jié)構(gòu)。小型PLC通常采用這種結(jié)構(gòu)。適用于大規(guī)模的過程控制、集散式控制系統(tǒng)和工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。適用于單機(jī)或小規(guī)模生產(chǎn)過程。2 分揀系統(tǒng)中硬件設(shè)計(jì) PLC的選型 PLC的分類目前，在我國(guó)PLC的分類還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際工作過程中，需要對(duì)整個(gè)控制過程進(jìn)行監(jiān)控，運(yùn)用組態(tài)軟件(MCGS)建立其實(shí)際的模型，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)畫面的設(shè)定與數(shù)據(jù)報(bào)表的輸出，完成一個(gè)較完整的監(jiān)控界面。但要讓所有商品的供應(yīng)商都執(zhí)行國(guó)家的包裝標(biāo)準(zhǔn)是很困難的，定制特寫的分揀機(jī)又會(huì)使硬件成本上升，并且越是特別的其通用性就越差。在引進(jìn)和建設(shè)自動(dòng)分揀系統(tǒng)時(shí)一定要考慮以下條件：自動(dòng)分揀系統(tǒng)的一次性投資巨大，其本身需要建設(shè)短則40~50米，長(zhǎng)則150~200米的機(jī)械傳輸線，還有配套的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)等，這一系統(tǒng)不僅占地面積大，動(dòng)輒2萬平方米以上，而且一般自動(dòng)分揀系統(tǒng)都建在自動(dòng)主體倉(cāng)庫(kù)中，這樣就要建3~4層樓高的立體倉(cāng)庫(kù)，庫(kù)內(nèi)需要配備各種自動(dòng)化的搬運(yùn)設(shè)施，這絲毫不亞于建立一個(gè)現(xiàn)代化工廠所需要的硬件投資。 如美國(guó)一公司配送中心面積為10萬平方米左右，每天可分揀近40萬件商品，僅使用400名左右員工，自動(dòng)分揀線做到了無人化作業(yè)。 （2） 分揀誤差率極低 自動(dòng)分揀系統(tǒng)的分揀誤差率大小主要取決于所輸入分揀信息的準(zhǔn)確性大小，這又取決于分揀信息的輸入機(jī)制，如果采用人工鍵盤或語音識(shí)別方式輸入，則誤差率在3%以上，如采用條形碼掃描輸入，除非條形碼的印刷本身有差錯(cuò)，否則不會(huì)出錯(cuò)。 分揀道口是已分揀商品脫離主輸送機(jī)（或主傳送帶）進(jìn)入集貨區(qū)域的通道，一般由鋼帶、皮帶、滾筒等組成滑道，使商品從主輸送裝置滑向集貨站臺(tái)，在那里由工作人員將該道口的所有商品集中后或是入庫(kù)儲(chǔ)存，或是組配裝車并進(jìn)行配送作業(yè)。這些分揀需求可以通過不同方式，如可通過條形碼掃描、色碼掃描、鍵盤輸入、重量檢測(cè)、語音識(shí)別、高度檢測(cè)及形狀識(shí)別等方式，輸入到分揀控制系統(tǒng)中去根據(jù)對(duì)這些分揀信號(hào)判斷，來決定某一種商品該進(jìn)入哪一個(gè)分揀道口。它本身需要建設(shè)短則4050米，長(zhǎng)則150200米的機(jī)械傳輸線，還有配套的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)等，這一系統(tǒng)不僅占地面積大（動(dòng)輒20000平方米以上），而且還要建34層樓高的立體倉(cāng)庫(kù)和各種自動(dòng)化的搬運(yùn)設(shè)施（如叉車）與之相匹配，這項(xiàng)巨額的先期投入通常需要花1020年才能收回。關(guān)鍵詞： 材料分揀 傳感器 氣動(dòng)裝置 PLC MCGS組態(tài)軟件Abstract:Sorting control system in all sectors of society such as: logistics and distribution center, post office, mining, ports, terminals, warehouses and other industries are widely used, we can see that the sorting system can greatly improve the level of production enterprises efficiency.Familiar with the goods in the automatic and sorting system principle foundation, according to certain request to sort the mitsubishi PLC as control core, Mcgs software for monitoring software, the design gives material sorting control system. The tran