基于PLC的物料分拣单元设计

河南科技大学毕业设计（论文）1基于PLC的物料分拣单元设计摘要PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器(PLC),设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。关键词:可编程控制器，分拣装置，控制系统，传感器河南科技大学毕业设计（论文）2THEDESIGNBASEDONPLCOFMATERIALSORTINGUNITABSTRACTPLCcontrolisthemostcommonlyusedindustrialautomationcontrolmethod,becauseofitsconvenientcontroltowithstandanadverseenvironment,itisbetterthanMCUcontrolintheindustrial.PLCtraditionalrelaycontroltechnology,computerandcommunicationtechnologiesareintegratedspecificallyforindustrialcontrolanddesign,havestrongfunction,commonflexible,highreliabilityandenvironmentaladaptability,andprogrammingsimple,easytouseandsmallsize,lightweight,aseriesoflow-poweradvantagesinindustrialapplicationsbecomemoreextensive.ThispaperfocusesonthePLCinthecannedbeverageproduction,Thedesignofanautomaticsortingdevicewithlowcostandhighefficiencyispresentedinthepaper,whichregardsprogrammablelogiccontroller(PLC)asthemastercontrollerandcombinespneumaticdevice,sensingtechnology,positioncontrolandothertechnologytoimplementautomaticselectingoftheproductslive.Thedeviceischaracteristicofhighautomation,steadyrunning,highprecisionandeasycontrol,whichcanfulfilltherequirementaccordingtodifferentsituationswithlittlemodifications.Keywords：programmablelogiccontroller，sortingdevice，controlsystem，sensors河南科技大学毕业设计（论文）3目录摘要..................................................1前言..................................................5第1章分拣系统总体设计................................6§1.1系统总体结构...................................6§1.2系统功能要求...................................7第2章控制系统硬件设计................................8§2.1系统硬件结构...................................8§2.2系统的关键技术.................................8§2.2.1确定I/O点数...............................9§2.2.2PLC的选择..................................9§2.2.3PLC的输入输出端子分配......................9§2.2.4接线端子图.................................9§2.3检测元件与执行元件的选择......................10§2.3.1旋转编码器................................10§2.3.2电感传感器................................10§2.3.3电容传感器................................11§2.3.4颜色传感器................................11§2.3.5下料传感器................................12§2.3.6步进电机...................................................................12第3章控制系统软件设计...............................14§3.1系统的控制要求................................14§3.2控制系统流程图设计............................14§3.3控制系统程序设计...............................16§3.3.1高速计数器初始化....................................................16§3.3.2下料气缸动作............................................................16河南科技大学毕业设计（论文）4§3.3.3气缸1动作...............................................................17§3.3.4位移标志...................................................................17第4章控制系统的调试.................................18§4.1硬件调试............................................................................18§4.1.1电感传感器的调试....................................................18§4.1.2电容传感器的调试...........................18§4.1.3颜色传感器的调试....................................................18§4.2软件调试.......................................18§4.3整体调试............................................................................19结论...............................................20致谢...............................................21参考文献..............................................22附录...............................................23河南科技大学毕业设计（论文）5前言分拣是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。按分拣的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题，利用PLC技术设计了一种成本低，效率高的材料自动分拣装置，在材料分拣过程中取得了较好的控制效果。物料分拣采用可编程控制器PLC进行控制，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。同时，只要根据不同的分拣对象，对本系统稍加修改即可实现要求。PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业现场生产设备的微缩模型。应用PLC技术结合气动、传感器和位置控制等技术，设计不同类型材料的自动分拣控制系统。该系统的灵活性较强，程序开发简单，可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求。本文主要介绍了PLC控制系统的硬件和软件设计，以及一些调试方法。河南科技大学毕业设计（论文）6第1章分拣系统总体设计§1.1系统总体结构系统硬件由电源、步进电机、汽缸、气体压缩机、可编程控制器及各种传感器等部件组成，与各类气源相连接。（传感器选用颜色识别传感器及对不同材料敏感的电容式和电感式传感器）。系统上电后，可编程序控制器首先控制启动输送带，下料传感器检测料槽有无物料，若无料，输送带运转一个周期后自动停止等待下料；当料槽有料时，下料传感器输出信号给PLC，PLC控制输送带继续运转，同时控制下料气缸进行下料。电感传感器检测出物料为铁质物料时，反馈信号送PLC，由PLC控制气动阀1动作选出该物料；电容传感器检测出物料为铝质物料时，反馈信号送PLC,PLC控制气动阀2动作选出该物料；颜色传感器检测出物料的颜色为待检测颜色时，PLC控制气动阀3动作选出该物料。物料传感器为备用传感器。总体框图如图1-1：图1-1总体框图电感传感器下料传感器电容传感器颜色传感器备用传感器可编程控制器电机及下料气缸气缸1气缸2气缸3气体压缩机气缸4河南科技大学毕业设计（论文）7§1.2功能要求材料分拣装置应实现基本功能如下：（1）分拣出金属和非金属（2）分拣某一颜色块（3）分拣出金属中某一颜色块（4）分拣出非金属中某一颜色块（5）不合格品处理。河南科技大学毕业设计（论文）8第2章控制系统硬件设计PLC控制系统的硬件设计，主要是根据被控制对象对PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备，选择合适的PLC类型，并分配I/O点。§2.1系统的硬件结构各传感器位置分布见图2-1：图2-1各传感器位置图§2.2系统的关键技术系统关键技术即分析控制系统的要求，确定I/O点数，