【正文】 ，通用性強；配套齊全，功能完善，適用性強；易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計，工作量小，維護方便，容易改造；設(shè)計、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不可能同時去執(zhí)行過個操作，它只能按分時操作方式，每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。并 能 購 隨過載程度而改變動作時間的繼電器，充分發(fā)揮了電動機的過載能力，保證電動機的正常啟動和運轉(zhuǎn)。當 接觸器收到 PLC 為 1 的信號時，接觸器閉合， 電動機 就可以啟動運行。當電路發(fā)生短路時，通過熔體的電流使其發(fā)熱，當達到熔化溫度時自行 熔斷，從而分段電路。 在圖 中， M1 為傳送帶提供動力的異步電動機 ， M2 為 空氣壓縮機。 自動運行方式是由一臺可編程序控制器 （ PLC） 來控制 整個系統(tǒng)自動運行，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)開始運行，進 入自檢狀態(tài)，當有物料進入料槽時，系統(tǒng)開始自動運行；當料槽中沒有物料時，系統(tǒng)進入自檢狀態(tài)，等待物料再次進入料槽，然后自動運行。 表 系統(tǒng)硬件配置 PLC 1 臺 底座 1 個 啟動開關(guān) 1 個 光電傳感器 2 個 鐵傳感器 1 個 電機 2 個 鋁傳感器 1 個 氣缸 5 個 顏色傳感器 1 個 限位開關(guān) 10 個 氣瓶 1 個 皮帶 1 條 電源 1 個 氣壓傳動裝置 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 顏色料傳感器 9 系統(tǒng)的運行方式 系統(tǒng)是 全自動的 運行方式 。 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。當傳感器檢測到物料為 鐵 金屬時，發(fā)出反饋信號給 PLC，由 PLC 控制 氣 缸一動作，將物料推到料倉。 經(jīng) 過一定時間，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，延時后自動等待上料；當下料槽內(nèi)有物料 時 ，系統(tǒng)自動運行。 材料分撿系統(tǒng)工作原理 示意 圖 如 圖 所示 。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 （ 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(yīng)有動作限位保護 （ 9）下料槽內(nèi)無下料時，延時后自動停機 7 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：大于 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(yīng)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。 4 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。 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。 自動分撿機 在商業(yè) 配送 領(lǐng)域自動分撿機的應(yīng)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(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(yīng)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(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 。 中國礦業(yè)大學(xué) 課程設(shè)計 論文 基于 PLC 的材料分揀裝置設(shè)計 專 業(yè) 名 稱 ： 機械制造 及其自動化 學(xué) 號 ： 學(xué) 生 姓 名 ： 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)。 PLC 以其體積小、功能齊全、價格低廉和可靠性高等方面具有獨特的優(yōu)點，在各個領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。 如何在 PLC 自動控制領(lǐng)域充分發(fā)揮 PLC 的優(yōu)勢，是目前自動控制 學(xué)科的重要課題之一。論文首先敘述了 PLC 的材料分揀裝置的發(fā)展背 景 、現(xiàn)狀和發(fā)展方向。 本文詳細敘述了一種基于 PLC 的材料分揀裝置設(shè)計及自動控制編程，以及怎樣通過 PLC 程序設(shè)計來實現(xiàn)材料分揀和自動控制。 關(guān)鍵詞： PLC； 材料分揀 ； 自動控制 ； 傳感器 II 目 錄 摘 要 .................................................................................................... I 關(guān)鍵詞： PLC；材料分揀；自動控制；傳感器 ....................................... I 第 1 章 緒 論 .................................................................................... 1 PLC 材料分揀裝置的研究背景 ..........................................................................1 PLC 材料分揀系統(tǒng)的現(xiàn)狀 ..................................................................................1 PLC 材料分揀系統(tǒng)的發(fā)展 方向 .........................................................................1 系統(tǒng)集成 ...........................................................................................................2 工藝創(chuàng)新 ...........................................................................................................2 自動分撿機 .......................................................................................................2 第 2 章 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計 ................................................... 4 系統(tǒng)的技術(shù)指標 .................................................................................................5 系統(tǒng)的設(shè)計要求 .................................................................................................5 功能要求 ...................................................................................................5 系統(tǒng)的控制要求 .......................................................................................5 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 .....................................................................7 系統(tǒng)的硬件配置 .................................................................................................8 系統(tǒng)的運行方式 ..................................................................................................9 PLC 與傳統(tǒng)繼電器的區(qū)別及選型 ......................................................................9 PLC 與傳統(tǒng)繼電器的區(qū)別 .....................................................................10 PLC 設(shè)計選型的一般原則 ..