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材料分揀裝置的plc控制系統(tǒng)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫吧資料

2024-09-04 10:52本頁面
  

【正文】 能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。 接收器有光電二極管或光電三極管組成。 光電式傳感器工作原理 :光電傳感器在一般情況下,有三部分構(gòu)成,它們分為發(fā)送器,接收器和檢測電路。 其物體不限于金屬 , 對所有能反射光線的物體均可被檢測 。通過這三個(gè)值,就可以分析投射到TCS230 傳感器上的光的顏色 ,本文選擇紅色濾波器。 對于 TCS230 來說,當(dāng)選定一個(gè)顏色濾波器時(shí),它只允許某種特定的原色通過,阻止其它原色的通過。如果知道構(gòu)成各種顏色的三原色的值,就能夠知道所測試物體的顏色。白色是由各種頻率的可見光混合在一起構(gòu)成的,也就是說白光中包含著各種顏色的色光(如紅、黃、綠、青、藍(lán)、紫 )。所以本系統(tǒng)鋁傳感器選用電渦流傳感器為 ST 系列 。當(dāng)鋁檢測傳感器檢測到金屬材料時(shí),傳感器的線圈阻抗就會(huì)發(fā)生變化。短路環(huán)可以認(rèn)為是一匝短路線圈,其電阻為 R電感為 L2。 圖 電渦流傳感器 原理圖 我們可以把被測導(dǎo)體上形成的電渦流等效成一個(gè)短路環(huán),這樣就可得到如圖 的等效電路。 + 15VR 1R fU 0V 1R 2V 2R 3 15VR 44123 9 如圖 所示, 一個(gè)扁平線圈置于金屬導(dǎo)體附近,當(dāng)線圈中通有交變電流 I1時(shí),線圈周圍就產(chǎn)生一個(gè)交變磁場 H1。電渦流的產(chǎn)生必然要消耗一部分能量,從而使產(chǎn)生磁場的線圈阻抗發(fā)生變化,這一物理現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。因此,本系統(tǒng)中檢測鐵物料選用霍爾傳感器為 2AV 系列。 本系統(tǒng)中,當(dāng)材料是鐵時(shí)傳感器開關(guān)閉合,產(chǎn)生電流驅(qū)動(dòng)線圈。利用霍爾元件做成的開關(guān),叫做霍爾開關(guān) [5]。 鐵傳感器的選用 霍爾接近開關(guān) 來檢測材料是否是磁性鐵金屬。在此情況下, PLC 的選擇應(yīng)著重考慮 PLC 的性能價(jià)格比,選擇可靠性高,功能相當(dāng),負(fù)載能力合適,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的 PLC。 經(jīng)常了 解 PLC 產(chǎn)品的發(fā)展動(dòng)態(tài): PLC 產(chǎn)品更新?lián)Q代很快,你熟悉的機(jī)型也許過幾年就見不著了,所以,你最好在設(shè)計(jì)選型之前,先了解一下市場情況 。 具體的控制對象,具體選擇:根據(jù)不同的設(shè)計(jì)任務(wù),來選擇 PLC 的機(jī)型。如果選用你不熟悉的 PLC,你就必須從頭熟悉它,雖然不費(fèi)太多的事,但畢竟沒有用你熟悉的機(jī)型來的快。 ( 2) PLC 的優(yōu)點(diǎn): 可靠性高,抗干擾能力強(qiáng);控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,通用性強(qiáng);配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng);易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎;系統(tǒng)的設(shè)計(jì),工作量小,維護(hù)方便,容易改造;設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短。然后再從頭開始掃描執(zhí)行,周而復(fù)始重復(fù)運(yùn)行。這種串行工作過程稱為 PLC 的掃描工作方式。但 CPU 不可能同時(shí)去執(zhí)行過個(gè)操作,它只能按分時(shí)操作方式,每一次執(zhí)行一個(gè)操作,按順序逐個(gè)執(zhí)行。并能購隨過載程度而改變動(dòng)作時(shí)間的繼電器,充分發(fā)揮了電動(dòng)機(jī)的過載能力,保證電動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)接觸器收到 PLC 為 1 的信號時(shí),接觸器閉合,電動(dòng)機(jī)就可以啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí),通過熔體的電流使其發(fā)熱,當(dāng)達(dá)到熔化溫度時(shí)自行熔斷,從而分段電路。在圖 中, M1 為傳送帶提供動(dòng)力的異步電動(dòng)機(jī), M2 為空氣壓縮機(jī)。自動(dòng)運(yùn)行方式是由一臺可編程序控制器 ( PLC) 來控制整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行,系統(tǒng)根據(jù)傳感器傳出的信號執(zhí)行事先編譯好程序 [3]。系統(tǒng)開始運(yùn)行,進(jìn)入自檢狀態(tài),當(dāng)有物料進(jìn)入料槽時(shí),系統(tǒng)開始自動(dòng)運(yùn)行;當(dāng)料槽中沒有物料時(shí),系統(tǒng)進(jìn)入自檢狀態(tài),等待物料再次進(jìn)入料槽,然后自動(dòng)運(yùn)行。 表 系統(tǒng)硬件配置 PLC 1 臺 底座 1 個(gè) 啟動(dòng)開關(guān) 1 個(gè) 光電傳感器 2 個(gè) 鐵傳感器 1 個(gè) 電機(jī) 2 個(gè) 鋁傳感器 1 個(gè) 氣缸 5 個(gè) 顏色傳感器 1 個(gè) 限位開關(guān) 10 個(gè) 氣瓶 1 個(gè) 皮帶 1 條 電源 1 個(gè) 氣壓傳動(dòng)裝置 1 套 下料傳感器 P L C 鐵檢 測傳感器 鋁檢測傳感器 光電檢測傳感器 輸送帶和下料氣缸 鐵出料氣缸 其他出料氣缸 塑料出料氣缸 鋁出料氣缸 空氣壓縮機(jī) 顏色料傳感器 6 系統(tǒng)的運(yùn)行方式 系統(tǒng)是全自動(dòng)的運(yùn)行方式。 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)的硬件配置 系統(tǒng)由氣動(dòng)部件、電氣部件和硬件三大部分組成。同理,可通過相應(yīng)傳感器分揀相應(yīng)的物料。當(dāng)傳感器檢測到物料為鐵金屬時(shí),發(fā)出反饋信號給 PLC,由 PLC 控制氣缸一動(dòng)作,將物料推到料倉。經(jīng)過一定時(shí)間,下料汽缸將物料推至傳送帶。下料傳感器檢測下料槽內(nèi)是否有物料,若沒有物料,延時(shí)后自動(dòng)等待上料;當(dāng)下料槽內(nèi)有物料時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。材料分撿系統(tǒng)工作原理示意圖如圖 所示。整個(gè)控制系統(tǒng)有氣動(dòng)部件、電氣部件和 硬件三大部分組成。 4 第 2 章 PLC 材料分揀系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) PLC 自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)工作原理 本文所設(shè)計(jì)的 PLC 材料分揀系統(tǒng)采用推塊式分揀機(jī)的臺式結(jié)構(gòu),有豎井式材料輸入料槽,滑板式產(chǎn)品輸出料槽口。當(dāng)訂貨商向物流中心發(fā)出配送訂單后,自動(dòng)分揀系統(tǒng)在最短時(shí)間內(nèi)從自動(dòng)化立體倉庫中準(zhǔn)確找到要出庫的物品所在位置,并按所需數(shù)量出庫,最后將從不同儲(chǔ)位上取出的不同數(shù)量的物品按配送地點(diǎn)的不同運(yùn)送到不同的存貨區(qū)域進(jìn)行分揀,以便裝車配送。 3 物流配送中心是從事配送業(yè)務(wù)的物流場所或組織,它的作業(yè)流程包括“入庫— 保管 — 揀貨 — 分揀 — 暫存 — 出庫” 。目前,項(xiàng)目系統(tǒng)集成中進(jìn)口比例較高,在機(jī)場物流行李分揀系統(tǒng)中,由于分揀量大及高可靠性要求,基本都從國外進(jìn)口。 自動(dòng)分撿機(jī) 在商業(yè) 配送 領(lǐng)域自動(dòng)分撿機(jī)的應(yīng)用較為廣泛,可實(shí)現(xiàn)多品種、小批量、 多批次、短周期的物品分揀和配送作業(yè)。自動(dòng)分揀系統(tǒng)是一次大戰(zhàn)后在美國、日本的配送中心廣泛采用的一種物流設(shè)備,己經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家大中型物流中心不可缺少的一部分。就從煙草行業(yè)來講,結(jié)合卷煙生產(chǎn)工藝,將物流做寬做深,從煙葉醇化到成品發(fā)貨,從制絲分組加工到儲(chǔ)葉儲(chǔ)絲模塊化精益生產(chǎn),工藝創(chuàng)新和裝備已融入并實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)自動(dòng)化( FA)。 單元的有效組合,即是流程及工藝的設(shè)計(jì),這是一個(gè)全局優(yōu)化的復(fù)雜過程。集成不是簡單的設(shè)備組合,是以系統(tǒng)思維的方式對設(shè)備功能的充分應(yīng)用,并保證軟硬接口的無縫和快捷,目的是實(shí)現(xiàn)集成創(chuàng)新。 系統(tǒng)集成 由于專業(yè)高度分工和全球經(jīng)濟(jì)一體化,系統(tǒng)集成是一種理念和趨勢。隨著物流市場需求的增長,國內(nèi)物流系統(tǒng)及裝備供應(yīng)商通過自主技術(shù) 創(chuàng)新 、引進(jìn)消化吸收,從起初低端技術(shù)、 國外進(jìn)口到現(xiàn)在高端創(chuàng)新、與國外廠商同臺競技,物流裝備技術(shù)水平已明顯提高,但在高端技術(shù)方 面也還存在較大差距。 PLC 材料分揀系統(tǒng)的現(xiàn)狀 隨著生產(chǎn)趨于個(gè)性化、集約化,許多企業(yè)開始加深對物流的認(rèn)識及其價(jià)值的深度挖掘,通過物流建設(shè)降低 成本 ,提升競爭力 。本文在此介紹一種采用可編程控制器( PLC)對 材料自動(dòng)分揀的 一種方法,其電路結(jié)構(gòu)簡單,投資少(可利用原有設(shè)施改造), 自動(dòng)分揀 系統(tǒng)不僅自動(dòng)化程 度高,還具有在線修改功能,靈活性強(qiáng)。 而 在眾多 工業(yè) 生產(chǎn)領(lǐng)域中,對不同的材料進(jìn)行分揀 ,以往常采用傳統(tǒng)的繼電器接觸控制,使用硬連接電器多,可靠性差,自動(dòng)化程度不高 。 PLC 的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便,是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要設(shè) 備之一。現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對市場要求做出迅速的反應(yīng),生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品 [1]。其電路結(jié)構(gòu)簡單,投資少(可利用原有設(shè)施改造),分揀系統(tǒng)不僅自動(dòng)化程度高,還具有在線修改功能,靈活性強(qiáng),系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、 可靠性高及系統(tǒng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。然后,說明了 PLC 自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)工作原理和與傳統(tǒng)繼電器的區(qū)別。 本課題正是在這樣的背景下,圍繞基于 PLC 的材料分揀裝置設(shè)計(jì)展開研究。 PLC 的使用大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自控程度,為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障。 指導(dǎo)教師簽字 時(shí)間 年 月 日 IX 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評語及成績 學(xué)生姓名 王旭宏 專業(yè) 電氣自動(dòng) 化應(yīng)用 班 級 電氣技師 10 班 學(xué) 號 202024136 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)題 目 材料分揀分揀裝置的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師姓名 劉東嵐 指導(dǎo)教師職稱 指導(dǎo)教師評語: 簽字: 年 月 日 專家評語: 簽字: 年 月 日 答辯小組意見: 答辯小組組長簽字: 年 月 日 成績: 院長 (主任 ) 簽字: 年 月 日 I 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜,傳統(tǒng)控制科學(xué)面臨著新的挑戰(zhàn)。其控制要求有如下 9 個(gè)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(jī)運(yùn)行,帶動(dòng)傳輸帶傳送物體向前運(yùn)行 (3)有 物料時(shí),下料汽缸動(dòng)作,將物料送出 (4)當(dāng)電感傳感器檢測到鐵物料時(shí),推汽缸 1 動(dòng)作 (5)當(dāng)電感傳感器檢測到鋁物料時(shí),推汽缸 2 動(dòng)作 (6)當(dāng)顏色傳感器檢測到材料為某一顏色時(shí),推動(dòng)汽缸 3 動(dòng)作 (7)其他物料被送到 SD 位置時(shí),推動(dòng)汽缸 4 動(dòng)作 (8)汽缸運(yùn)行應(yīng)有動(dòng)作限位開關(guān) (9)下料槽內(nèi)無下料時(shí),延時(shí)后自動(dòng)停機(jī) 3.關(guān)鍵問題 在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,需要根據(jù)以下要求具體設(shè)計(jì): (1) 擬定設(shè)計(jì)思路,它是整個(gè)設(shè)計(jì)過程的指導(dǎo) (2) 選擇合適的硬件,以便節(jié)省成本和穩(wěn)定的運(yùn)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(jìn)行程序設(shè)計(jì) (6) 注重設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)工作臺、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件 4.設(shè)計(jì)步驟 (1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書,分析設(shè)計(jì)任務(wù); (2)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,解決關(guān)鍵問題; (3)完成相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì),并進(jìn)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。當(dāng)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。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。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想設(shè)備。更重要的是使同一設(shè)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。 VI 為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。它接口容易,編程技術(shù)易于為工程技術(shù)人員接受。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(qiáng)及人機(jī)界面技 術(shù)的發(fā)展,使 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易??梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。這樣,整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。此外, PLC 帶有硬件故障自我檢測功能,出現(xiàn)故障是 可及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。一些使用冗余 CPU 的PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長。 PLC 由于采用現(xiàn)在大規(guī)模集成電路技術(shù),采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。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(luò)化是指以觸摸屏為代表的人機(jī)接口實(shí)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?,F(xiàn)代 PLC 應(yīng)用綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù),自動(dòng)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),其應(yīng)用越來越廣泛、深入,已進(jìn)入到系統(tǒng)的過程控制、運(yùn)動(dòng)控制、通信網(wǎng)絡(luò)、人機(jī)交互等領(lǐng)域。 五、應(yīng)完成的技術(shù)資料 開題報(bào)告( 3000 字左右) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書( 12020 字左右) 技術(shù)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(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)度安排: 9 月 1 日 — 9 月 3 日:熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容、要求、任務(wù);收集與設(shè)計(jì)相關(guān)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(shè)計(jì),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(shè)計(jì); 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(shè)計(jì)說明書; 9 月 24 日 — 9
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