【正文】 1—排氣閥； 2—氣缸； 3—活塞； 4—活塞；5—滑塊； 6—連桿； 7—曲柄； 8—吸氣閥； 9—彈簧冷卻器安裝在空氣壓縮機出口的管道上，將空氣壓縮機排出的溫度高達120℃—150℃的氣體冷卻到40℃—50℃，從而使其中的水蒸氣和被高溫氧化的油霧冷凝成水滴和油滴而析出，進而初步分離，以便對壓縮空氣實施進一步凈化處理。當活塞向右移動時，缸內(nèi)左腔密封容積逐漸增大，使其中的氣壓低于大氣壓，吸氣閥8被外界大氣壓力頂開，空氣在大氣壓力作用下進入氣缸內(nèi)，形成吸氣過程；當活塞向左移動時，缸內(nèi)左腔密封容積逐漸減小，空氣受壓使氣壓升高，將吸氣閥關(guān)閉，形成壓縮過程；當缸內(nèi)壓縮空氣壓力升至高于輸氣管路中壓力時，排氣閥1頂開，壓縮空氣排入輸氣管路，形成排氣過程。氣動系統(tǒng)中多數(shù)氣動元件都是在高于大氣壓力下工作的，用這些元件組成的啟動系統(tǒng)稱為正壓系統(tǒng)。（，—），它們用于通風系統(tǒng)。這也正是本系統(tǒng)所使用的氣壓發(fā)生裝置。儲氣罐用以壓縮空氣、穩(wěn)定壓縮空氣的壓力，并除去其中的部分油、水等雜質(zhì)，儲氣罐輸出的壓縮空氣可用于不同空氣質(zhì)量要求的氣動系統(tǒng)。冷卻器將壓縮空氣降溫冷卻，使高溫汽化的水、油凝結(jié)分離。氣源裝置包括氣壓產(chǎn)生、壓縮空氣凈化與儲存、壓力穩(wěn)定和傳輸管道等裝置，這些設(shè)備一般布置于壓縮空氣站內(nèi)，作為整個工廠或車間的同一氣源。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。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，當選定一個顏色濾波器時，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、紫)。所以本系統(tǒng)鋁傳感器選用電渦流傳感器為ST系列。當鋁檢測傳感器檢測到金屬材料時，傳感器的線圈阻抗就會發(fā)生變化。短路環(huán)可以認為是一匝短路線圈，其電阻為R電感為L2。 電渦流傳感器原理圖我們可以把被測導體上形成的電渦流等效成一個短路環(huán)。，一個扁平線圈置于金屬導體附近，當線圈中通有交變電流I1時，線圈周圍就產(chǎn)生一個交變磁場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。因此，本系統(tǒng)中檢測鐵物料選用霍爾傳感器為2AV系列。當磁性物件移近霍爾開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有無磁性物體存在，進而控制開關(guān)的通或斷?；魻栐且环N磁敏元件。本文介紹以PLC的材料分揀裝置系統(tǒng)輸入、輸出點數(shù)的要求，選擇為三菱公司的FX2N系列的FX2N32MR001。目前在國內(nèi)市場上有從美國、德國、日本等國引進的多種系列PLC，國內(nèi)也有許多廠家組裝、開發(fā)數(shù)十種PLC，故PLC系列標準不一，功能參差不齊，價格懸殊?！　∵x用易采購的機型：有的產(chǎn)品經(jīng)銷商較少，不容易采購或進行比較，有的產(chǎn)品經(jīng)銷商很多，容易采購和比較，你就可以選用信譽好、價格優(yōu)惠、技術(shù)上能夠給與支持的公司。 　　不要大材小用：什么樣的規(guī)模設(shè)計任務(wù)就選用什么樣規(guī)模的PLC，避免造成太多的硬件資源的浪費。 PLC設(shè)計選型的一般原則選擇自己熟悉的機種和機型：同樣的控制設(shè)備的設(shè)計，可以用任何同樣級別的PLC來完成。繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運行的方式，即如果這個繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點（包括其常開或常閉觸點）在繼電器控制線路的哪個位置上都會立即同時動作。用掃描工作方式執(zhí)行用戶程序時，掃描是從第一步開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲順序的先后，逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。由于CPU的運算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)似乎是同時完成的。 系統(tǒng)主電路圖 PLC與傳統(tǒng)繼電器的區(qū)別及選型 PLC與傳統(tǒng)繼電器的區(qū)別最初研制生產(chǎn)PLC主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運行方式是不相同的：（1）當PLC運行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務(wù)的，需要執(zhí)行眾多的操作[4]。FRFR2分別為電機過載保護用的熱繼電器，電動機一旦出現(xiàn)長時間過載自動切斷電路。接觸器KM1控制電動機M1的運行。FU1為主電路的熔斷器，起短路保護的作用。系統(tǒng)需要停止工作時，需要人工切斷系統(tǒng)電源，然后再切斷主電源。在系統(tǒng)開始工作前需要人工合上刀閘開關(guān)，然后手動啟動系統(tǒng)的電源開關(guān)。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顏色料傳感器 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)的硬件配置系統(tǒng)由氣動部件、電氣部件和硬件三大部分組成。當氣缸電磁閥運行到后限位開關(guān)時，電磁閥復位，回到原狀態(tài)。當物料在傳送帶傳送時，PLC計數(shù)器開始計數(shù)，電機開始運行。首先，下料傳感器發(fā)送信號給PLC，PLC傳送信號給下料氣缸。1—氣瓶 2—PLC 3—料槽 4—電源 5—電機 6—料槽傳感器 7—料倉氣缸 8—皮帶 9—倉庫 10—氣缸 11—傳感器其工作過程是開啟電源，氣動系統(tǒng)開始工作，系統(tǒng)進入自檢狀態(tài)。整個控制系統(tǒng)有氣動部件、電氣部件和硬件三大部分組成。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）當電容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，推汽缸3 動作 （7）其他物料被送到SD 位置時，推汽缸4 動作 （8）汽缸運行應有動作限位保護 （9）下料槽內(nèi)無下料時，延時后自動停機第3章 PLC材料分揀系統(tǒng)的硬件設(shè)計 PLC自動分揀控制系統(tǒng)工作原理本文所設(shè)計的PLC材料分揀系統(tǒng)采用推塊式分揀機的臺式結(jié)構(gòu)，有豎井式材料輸入料槽，滑板式產(chǎn)品輸出料槽口。當待測物體經(jīng)下料裝置送入傳送帶后，依次接受各種傳感器檢測。 系統(tǒng)的技術(shù)指標輸入電壓：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： 系統(tǒng)的設(shè)計要求系統(tǒng)的設(shè)計要求主要包括功能要求和控制要求，進行設(shè)計之前，首先應分析控制對象的要求。物料傳感器SD為備用傳感器。系統(tǒng)上電后，可編程序控制器首先控制啟動輸送帶，下料傳感器SN檢測料槽有無物料，若無料，輸送帶運轉(zhuǎn)一個周期后自動停止等待下料；當料槽有料時，下料傳感器輸出信號給 PLC，PLC 控制輸送帶繼續(xù)運轉(zhuǎn)，同時控制氣動閥5進行下料，每次下料時間間隔可以進行調(diào)整。圖21 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)示意圖它采用臺式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置電源，有步進電機、汽缸、電磁閥、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣動減壓器、濾清器、氣壓指示等部件，可與各類氣源相連接。要想進行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，首先必須對控制對象進行調(diào)查，搞清楚控制對象的工藝過程、工作特點，明確控制要求以及各階段的特點和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件。第2章 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計PLC控制分揀裝置涵蓋了PLC技術(shù)、氣動技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)等內(nèi)容，是實際工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的微縮模型。當訂貨商向物流中心發(fā)出配送訂單后，自動分揀系統(tǒng)在最短時間內(nèi)從自動化立體倉庫中準確找到要出庫的物品所在位置，并按所需數(shù)量出庫，最后將從不同儲位上取出的不同數(shù)量的物品按配送地點的不同運送到不同的存貨區(qū)域進行分揀，以便裝車配送。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，項目系統(tǒng)集成中進口比例較高，在機場物流行李分揀系統(tǒng)中，由于分揀量大及高可靠性要求，基本都從國外進口。在商業(yè)配送領(lǐng)域自動分撿機的應用較為廣泛，可實現(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葉儲絲模塊化精益生產(chǎn)，工藝創(chuàng)新和裝備已融入并實現(xiàn)工廠生產(chǎn)自動化（FA）。單元的有效組合，即是流程及工藝的設(shè)計，這是一個全局優(yōu)化的復雜過程。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)備功能的充分應用，并保證軟硬接口的無縫和快捷，目的是實現(xiàn)集成創(chuàng)新。由于專業(yè)高度分工和全球經(jīng)濟一體化，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)及裝備供應商通過自主技術(shù)創(chuàng)新、引進消化吸收，從起初低端技術(shù)、國外進口到現(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)趨于個性化、集約化，許多企業(yè)開始加深對物流的認識及其價值的深度挖掘，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），自動分揀系統(tǒng)不僅自動化程度高，還具有在線修改功能，靈活性強。而在眾多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，對不同的材料進行分揀，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，自動化程度不高。PLC的應用面廣、功能強大、使用方便，是當代工業(yè)自動化系統(tǒng)的主要設(shè)備之一?，F(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場要求做出迅速的反應，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)不僅自動化程度高，還具有在線修改功能，靈活性強，系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集準確、可靠性高及系統(tǒng)成本低等優(yōu)點。然后，說明了PLC自動分揀控制系統(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。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔1）設(shè)計（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂摘 要隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)越來越復雜，傳統(tǒng)控制科學面臨著新的挑戰(zhàn)。：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 課程設(shè)計論文基于PLC的材料分揀裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。