【正文】 此外，我還要感謝我的父母，謝謝他們一直以來對我的學業(yè)的支持和幫助。老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、縝密的思維方式、踏實的工作作風和對事業(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。本設(shè)計的順利完成,首先要感謝我的指導(dǎo)老師周老師。進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，為材料正常進入、彈出傳送帶打下基礎(chǔ)。并且基于該平臺完成了控制系統(tǒng)的軟件。設(shè)計材料分揀系統(tǒng)之前，閱讀了大量的資料和文獻，不但了解了自動分揀系統(tǒng)發(fā)展的歷史，發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用背景。在MCGS工作臺上，單擊[設(shè)備窗口]，再單擊[設(shè)備組態(tài)]按鈕進入[設(shè)備組態(tài)：設(shè)備窗口]。實時數(shù)據(jù)報表是實時地將當前的數(shù)據(jù)對象變量按一定報告格式（用戶組態(tài)）顯示和打印，即：對瞬時量的反映。圖47 圖形閃爍效果顯示 數(shù)據(jù)報表輸出在MCGS中，大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)要對數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進行存盤，統(tǒng)計分析，并根據(jù)實際情況打印出數(shù)據(jù)報表。在“料槽無料”的指示燈雙擊進入屬性設(shè)置，選中閃爍效果。對于按鈕的輸入設(shè)置可以在動畫組態(tài)窗口屬性設(shè)置里面選擇按鈕動作或者直接在工具箱內(nèi)選擇標準按鈕進行設(shè)。圖45 水平移動動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、按鈕動作三種方式。平行移動的方向包含水平和垂直兩個方向，其動畫連接的方法相同。如在監(jiān)控圖中，當鐵質(zhì)的材料傳送至對應(yīng)位置時，對應(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實現(xiàn)圖形動畫設(shè)計的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動畫屬性。 總之，MCGS組態(tài)軟件功能強大，界面友好。MCGS以圖像、圖符、報表、曲線等多種形式，為操作員及時提供系統(tǒng)運行中的狀態(tài)、品質(zhì)及異常報警等有關(guān)信息。其中，運行時只有用戶窗口是可見的，常被稱為“前臺”，其余部分被稱為“后臺”[29] 。運行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫一起作為一個整體，才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩部分。 本系統(tǒng)采用MCGS作為上位機的監(jiān)控軟件。, 然后逐個調(diào)試氣閥的進氣開關(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。這個過程便于我們發(fā)現(xiàn)問題與不足。當電纜接好之后，打開軟件，進入要下載的文件。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)計及編程三菱電機公司提供專用的編程軟件。（5）當電容檢測傳感器檢測到材料為鋁質(zhì)時，且其對應(yīng)的接近開關(guān)感應(yīng)到材料接近，鋁出料氣缸動作將被檢測到的材料推下，并對其進行計數(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)計的材料分揀系統(tǒng)，主要是實現(xiàn)對鐵質(zhì)、鋁質(zhì)和不同顏色的材料的自動分揀，具體控制過程為：（1）接通電源，按下啟動開關(guān)，系統(tǒng)進入啟動狀態(tài)，指示燈綠燈亮。但這個結(jié)果在全部程序未被執(zhí)行完畢之前不會送到輸出端子上。PLC在運行程序時，所需的輸入信號不是現(xiàn)時取輸人端子上的信息，而是取輸入映像寄存器中的信息。微型計算機對輸入、輸出信號實時處理，而PLC對輸入、輸出信號是集中批處理。然后再從頭開始執(zhí)行，并周而復(fù)始地重復(fù)，直到停機或從運行(RUN)切換到停止(STOP)狀態(tài)。用戶根據(jù)某一對象的具體控制要求，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電路供電的后備電源，后者一般為電池?？删幊绦蚩刂破髋溆袃煞N存儲器，即系統(tǒng)存儲器(EPROM)和用戶存儲器(RAM)。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作命令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。這時的PLC具有了高速計數(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)域不斷擴大。 在20世紀70年代初期、中期，可編程序控制器雖然引入了計算機的優(yōu)點，但實際上只稱為PLC(Programmable Logical Controller)。為了解決這一問題，早在1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司(GM公司)，為了適應(yīng)汽車型號不斷翻新，以求在激烈競爭的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢，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鋁合金青島銳誠德倉儲物流設(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15個，均為開關(guān)量。本系統(tǒng)共設(shè)置了三個檢測材料的傳感器，同時預(yù)留了一個空余的氣閥與氣缸用來添加其它的傳感器。單向感應(yīng)電動機作為執(zhí)行機構(gòu)用于帶動傳輸帶輸送物料前行。自動分選部分由傳感器、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模塊上，它們接收來自氣源的氣壓并傳送到下面的5個氣閥中。 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材料手動入庫而自動出庫的裝置，底部有一個光電傳感器。 硬件設(shè)計及實際模型的建立材料分揀機的PLC控制用于對相關(guān)材料的自動化分揀，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)生真空或負壓，利用壓差而將工件吸附，是工業(yè)機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)行機構(gòu)主要有以下幾種：（1）機械手夾持式 夾持式手部的結(jié)構(gòu)與人手類似，是工業(yè)機械廣泛應(yīng)用的一種手部形式。氣動機械手技術(shù)已經(jīng)成為能夠滿足許多行業(yè)生產(chǎn)實踐要求的一種重要使用工具。因此，人們尋求其他一些經(jīng)濟適用的驅(qū)動方式。液壓驅(qū)動，功率重量比大，可實現(xiàn)頻繁平穩(wěn)的變速和換向，容易實現(xiàn)過載保護，可自行潤滑，使用壽命長。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）三種顏色的彩色濾光器，以便處理各自的輸出信號并識別彩色的方法。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、滾輪直動、杠桿單、雙輪等。位置檢測裝置檢測氣缸動作是否到位，視覺傳感器是為了完成對物料的識別。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。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。由于FX2N系列具備如下特點：最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 PLC種類及型號選擇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)和工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。適用于單機或小規(guī)模生產(chǎn)過程。2 分揀系統(tǒng)中硬件設(shè)計 PLC的選型 PLC的分類目前，在我國PLC的分類還沒有一個統(tǒng)一的標準。在實際工作過程中，需要對整個控制過程進行監(jiān)控，運用組態(tài)軟件(MCGS)建立其實際的模型，并進行動態(tài)畫面的設(shè)定與數(shù)據(jù)報表的輸出，完成一個較完整的監(jiān)控界面。但要讓所有商品的供應(yīng)商都執(zhí)行國家的包裝標準是很困難的，定制特寫的分揀機又會使硬件成本上升，并且越是特別的其通用性就越差。在引進和建設(shè)自動分揀系統(tǒng)時一定要考慮以下條件：自動分揀系統(tǒng)的一次性投資巨大，其本身需要建設(shè)短則40~50米，長則150~200米的機械傳輸線，還有配套的機電一體化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)等，這一系統(tǒng)不僅占地面積大，動輒2萬平方米以上，而且一般自動分揀系統(tǒng)都建在自動主體倉庫中，這樣就要建3~4層樓高的立體倉庫，庫內(nèi)需要配備各種自動化的搬運設(shè)施，這絲毫不亞于建立一個現(xiàn)代化工廠所需要的硬件投資。 如美國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，自動分揀線做到了無人化作業(yè)。 （2） 分揀誤差率極低 自動分揀系統(tǒng)的分揀誤差率大小主要取決于所輸入分揀信息的準確性大小，這又取決于分揀信息的輸入機制，如果采用人工鍵盤或語音識別方式輸入，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，否則不會出錯。 分揀道口是已分揀商品脫離主輸送機（或主傳送帶）進入集貨區(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，在那里由工作人員將該道口的所有商品集中后或是入庫儲存，或是組配裝車并進行配送作業(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、語音識別、高度檢測及形狀識別等方式，輸入到分揀控制系統(tǒng)中去根據(jù)對這些分揀信號判斷，來決定某一種商品該進入哪一個分揀道口。它本身需要建設(shè)短則4050米，長則150200米的機械傳輸線，還有配套的機電一體化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)等，這一系統(tǒng)不僅占地面積大（動輒20000平方米以上），而且還要建34層樓高的立體倉庫和各種自動化的搬運設(shè)施（如叉車）與之相匹配，這項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 氣動裝置 PLC MCGS組態(tài)軟件徐州師范大學本科生畢業(yè)設(shè)計 基于PLC的自動分揀控制系統(tǒng)設(shè)計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 de