基于PLC的物料分拣控制系统的设计

泰山学院本科毕业论文基于PLC的物料分拣控制系统的设计所在学院机械与工程学院专业名称机械设计制造及其自动化申请学士学位所属学科工学年级二〇一一级（3+2）学生姓名、学号鹿麟祥2011170260指导教师姓名、职称陈宏圣副教授完成日期二〇一三年五月摘要分拣控制系统在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。是工业控制及现代物流系统的重要组成部分，实现物料同时进行多口多层连续的分拣。在社会各行业如：物流配送中心、邮局、仓库等行业得到广泛应用。本文在对熟悉了自动及分拣系统的原理的基础上，根据一定的分拣要求，采用了整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化，设计了一个物料传送及分拣系统。此系统以PLC为主控制器，结合传感器技术，气动装置和位置控制等技术，并运用梯形图编程，实现对铁质、铝质和不同颜色的材料的自动分拣。具有自动化程度高、容易控制、运行稳定、分拣精度高的特点，对不同的分拣对象，稍加修改本系统即可实现要求。关键词：可编程控制器（PLC），传感器，气动控制，物料分拣。ABSTRACTSortingcontrolsysteminthefieldofadvancedmanufacturingplaysanextremelyimportantrole,istheindustrialcontrolandanimportantpartofmodernlogisticssystem,Implementmaterialsimultaneouslymulti-portmulti-levelsuccessivesorting.Inthesocialvariousindustriessuchas:logisticsdistributioncenter,thepostoffice,warehouseandotherindustrieswidelyused.Basedonfamiliaritywiththeautomaticandsortingsystem,onthebasisoftheprincipleofaccordingtotherequirementofasorting,adoptstheintegrationofdesign,fullyconsiderthecharacteristicsofsoftwareandhardwareandcomplementaryoptimization,ThissystemisgivenprioritytowithPLCcontroller,combinedwiththesensortechnology,pneumaticdeviceandpositioncontroltechnology,andusingtheladderdiagramprogramming,implementationofwhite,bluetwokindsofplasticandaluminumpiece,atotalof3kindsofmaterialsautomaticsorting.Withahighdegreeofautomation,easytocontrolthecharacteristicsofhighprecision,stablerunning,sorting,sortingofdifferentobjects,thesystemcanbeslightlymodifiedimplementationrequirements.Keywords:Programmablecontroller(PLC),sensors,pneumaticcontrol,materialsorting.目录1引言..............................................................11.1分拣系统的介绍...................................................11.1.1分拣系统的发展概况.............................................11.1.2国内外分拣系统的对比...........................................21.2研究分拣系统的意义..............................................31.3分拣系统的工作过程概述...........................................41.3.1分拣系统结构图................................错误!未定义书签。1.3.2分拣系统的控制要求............................................42分拣系统的硬件设计................................................62.1PLC及其组件的选型及控制原理.....................................62.1.1PLC的型号选择.................................................62.1.2I/O模块的选型.................................................72.2传感器的选择....................................................92.2.1传感器的简介...................................................92.2.2传感器的选择..................................................102.3驱动部分的分析与选择...........................................122.4系统执行机构的分析与选择.......................................132.5硬件设计及实际模型的建立.......................................152.6其他元器件及其选择.............................................182.7I/O接口的选择及PLC的接线......................................193物料分拣系统软件设计.............................................233.1可编程控制器（PLC）的简介......................................233.2分拣系统的控制要求及其流程图....................................273.3软件设计及编程..................................................294控制系统的安装接线及运行调试.....................................304.1硬件调试.......................................................304.2软件调试.......................................................304.3整体调试.......................................................315结论与展望.......................................................32致谢.............................................................33参考文献...........................................................34附录...............................................................351引言1.1分拣系统的介绍自动分拣系统(Automaticsortingsystem)在配送中心处于十分必要的地位。具有非常高的效率，一般来说每小时所分拣商品的数量达6000-12000箱不等，可以说，自动分拣作为能够提高物流分配、发送效率重要因素之一。也是二战后在许多国家例如日本等国家物流中心所广泛使用的一种自动分拣系统，目前，该系统已广泛的应用于发达国家的大中型物流中心。关于自动分拣系统的作业流程的描述如下：物流中心吸收供应商送来的各种商品，并且在最短时间内这把上述商品卸下,然后根据商品的种类、供应商和发送地点来准确分类，并将上述商品送到指定目的地，同时，如果供应商通知物流中心按自己所要求的配送指示发送货物时，分拣系统能够在最短的时间内，从高层货存架存储系统中准确的找到要出库的商品及其所在位置，并按所需要求出库。从不同储位上取出的不同数量的商品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送。1.1.1分拣系统的发展概况最初的分拣系统是完全基于人力的作业系统,通过人工搜索、承运货物完成货物的提取。在这个系统中,书面文档生产和发现,如手动处理浪费了巨大的人力资源,效率很低,显然不能满足现代物流的速度、精度要求高的特点。随着科学技术的飞速发展,分拣系统开始运用各种各样的自动化设备,计算机控制技术和信息技术成为信息传递和处理的重要手段。虽然在大部分分拣系统中有些作业环节到目前为止需要有人工的参与,但作业强度越来越小。完全由机械完成分拣作业的自动分拣系统也与之而生。机械化、自动化、智能化成为现代分拣系统的主要特点与发展趋势。现代物流配送中,高科技的应用为作业效率和质量的提高提供了坚实的技术保证。现代化的分拣系统逐渐成为物流机械化系统、信息系统以及管理组织系统的有机组合。物流机械化系统主要是各种物流设备的有效组合和配置,信息系统是分拣信息和控制信息等流动的载体,管理组织系统负责设备、人员的调度,控制系统总体的运作模式。计算机控制技术、信息技术以及物流自动化机械成为现代分拣系统的重要组成部分。1.1.2国内外分拣系统的对比应用现状及趋势纵观国内外分拣系统的应用情况可以发现,国外的物流配送中心倾向于采用自动化程度很高的分拣系统。而在我国,由于物流业起步晚,分拣系统中人工作业的比例也较高。国外自动分拣系统的广泛使用以美国、日本及欧洲为代表的发达国家,在分拣系统的应用上体现出自动化程度越来越高的特点。代表美国、日本和欧洲发达国家的应用分类系统反映的特点,自动化程度越来越高。自动分拣系统已成为发达国家大中型物流中心、配送中心或一个配送中心是不可或缺的一部分。自动分拣系统是二战后在美国,日本和其他国家的一个广泛应用于大中型物流中心分拣系统,参照邮局排序字母自动化经验配置。一般包括控制装置、分类装置、传动装置和分拣道口,它们通过计算机网络联结在一起,配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个完整的分拣系统。其主要特点为:能连续、大量的来给货物分类,分类错误率极低,基本实现无人操作排序。自动分拣系统中人员的使用仅局限于进货时的接货、系统的控制、系统的经营、管理与维护等,这恰好达到了国外企业的下列要求：减少人员使用、减轻员工劳动强度、提高人员使用效率，所以受到了他们的广泛重视。就国外进行配送业务的行业或企业来说,自动拣选系统已广泛应用在医药制造业和其他行业,比如日本,资生堂,如大木有限公司。自动排序作为关键设备在自动分拣系统,因为它可以达到每小时5000-5000例排序的效率,也广泛用于日本和欧洲,日本,连锁经营企业(如西友、高岛屋等)和众议院JiBian(大和,佐川等等)是广泛使用的自动分选机;在日本唱片中心,CD及录像带的新出版品也利用