1、 毕业设计（论文）设计（论文）题目PLC 在材料自动分拣生产线上的应用200 9 年 12 月 30 日目 录 摘要 .IAbstract .第一章 绪论.1第二章 生产线技术.22.1 生产线.22.2 自动化控制.2第三章 系统总体设计.33.1 系统结构设计.33.2 主要组成部件 .43.3 控制过程 .43.4 分拣系统机械结构.5第四章 分拣系统的工作原理图.64.1 工作台 1 的工作原理图.64.2 工作台 2 的工作原理图.74.3 工作台 3 的工作原理图.84.4 工作台 1 的顺序功能图.94.5 工作台 2 的顺序功能图.10第五章 分拣装置的软件设计.115.1 分
2、拣系统的 I/0 点数分配.11第六章 气动原理图.14第七章 设计系统时遇到的问题及解决方法.15目录7.1 设计时遇到的问题及解决方法.157.2 分 拣 系 统 的 优 化 与 改 进 .15总结.16参考文献.17致谢.18附录.19摘要 摘要随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，市场竞争激烈、人工成本上涨，以往人工操作的搬运和固定式输送带为主的传统物件搬运方式，不但占用空间也不容易更变生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加生产成本，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效
3、益是企业生成所必须面临的重大问题。本文详细阐述了可编程控制器（PLC）在自动材料分拣系统中的应用。利用可编程控制器，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、传感技术等，现场控制材料的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且人工劳动强度大大降低，可明显提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对材料的分配和管理。其设计采用标准化、模块化的组装，系统布局灵活，程序开发简单，维护、检修方便，可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求，受场地等因素的影响不大。同时，只要对本系统稍加修改
4、即可实现各种不同生产线的要求。 关键词:plc;分拣装置;传感技术;气动技术摘要AbstractAlong with sciences and technologys changing with each new day, the automaticity request is getting higher and higher, market competition intense, labor cost rise, formerly the manual control the transporting and the stationary conveyor belt tradition
5、thing mode of transport primarily, not only takes the space not to be easy to change the production line structure, in addition needs the manpower monitor operation, increases the production cost, the original production feeds the installment not to be able to satisfy current highly automated by far
6、 the need. Reduces the labor intensity, the safeguard production reliability, the security, reduces the production cost, reduces the environmental pollution, to enhance the product the quality and the economic efficiency is the major issue which the enterprise produces must face. The design of an au
7、tomatic sorting device with low cost and high efficiency is presented in the paper which regards programmable logic controller (PLC) as the master controller and combines pneumatic device sensing technology and other technology to implement automatic selecting of the products. The device is characte
8、ristic of high automation, steady running, high precision and easy control .It can be continuous, large quantities of goods are sorted, sorting error rate low ,greatly reduce labor intensity, can significantly increase labor productivity. Furthermore, the sorting system would be flexibly and seamles
9、sly connect to other logistics equipment. The design use of standardized and modular assembly,a flexible system layout, simple program development and easy maintenance. It adapts to elasticity production line for materials sorting. The system affected by the venue and other factors with little impac
10、t. Meanwhile it can fulfill different requirement according to different situations with little modifications.key word: plc;sorting device; Sensing Technology; Pneumatic Technology第一章 绪论1 第 1 章 绪论我国分拣设备的研发和应用起步较晚，与国外相比约晚 20 年左右。前期主要受历史因素影响，相当长的时期内只停留在研究和中试阶段，改革开放以来，通过国外产品引进及与国外专业厂商技术合作与交流，引入了国外先进技术和
11、理念，国内对分拣设备的研制越来越成熟，应用也越来越多。早期主要应用于在邮政行业，生产和流通领域运用的并不是太多。输送分拣系统由于它能有效地解决生产分拣过程人工作业运行成本高、效率低等弊病，所以应用越来越广泛。成品或半成品工件的分拣是许多工业生产线上的重要环节，工件的分拣过去常采用机械的、人工的分拣，劳动强度大、速度慢、效率低、生产成本高，以至企业的竞争能力差。随着机械自动化水平的不断提高，自动分拣技术在物品分拣中的应用越来越广泛，已成为企业提高竞争能力的唯一选择，既减少人力资源的浪费，又减轻工人的劳动强度，还提高生产效率，大大加强产品生产的自动化。传统的自动分拣系统，由于当时的技术水平不高，分
12、拣的种类不多和分拣精度不高，再加上 PLC 技术、位置控制技术、气动技术都不够完善。所以应用到实际生产效果不是很明显。传统的材料分拣都是通过人工来进行分拣的，这样一来不但增加了人员的成本，而且分练速度和精确度都得不到保障。生产过程的条件可能会很恶劣，生产工不可能都能在该环境作业，所以物料分拣系统能发挥其功效，材料自动分拣系统能连续、大批量地分拣货物，由于采用流水线自动作业方式，并不受气候、环境、时间、人的体力等的限制，可以连续运行。材料分拣实物教学模型，是涵盖了 PLC 技术，位置控制技术、气动技术有机结合成一体的教学仪器。随着 PLC 技术、位置控制技术、气动技术的发展，机械化程度的逐步提高
13、，分工也越来越细，材料分拣实物教学模型能够应用到该领域，对于生产过程中需要重复分拣某些特征明显物料有重要的现实意义。并通过通信电缆实现与上位机的通信，上位机采用组态软件设计监控系统。从而可减少成本和提高劳动生产率。本文着重介绍了由传感器和 PLC 等构成的自动分拣系统。传统的自动分拣系统，由于当时的技术水平不高，分拣的种类不多和分拣精度不高，再加上 PLC 技术、位置控制技术、气动技术都不够完善。所以应用到实际生产效果不是很明显。传统的材料分拣都是通过人工来进行分拣的，这样一来不但增加了人员的成本，而且分练速度和精确度都得不到保障。生产过程的条件可能会很恶劣，生产工不可能都能在该环境作业，所以
14、物料分拣系统能发挥其功效，材料自动分拣系统能连续、大批量地分拣货物，由于采用流水线自动作业方式，并不受气候、环境、时间、人的体力等的限制，可以连续运行。材料分拣技术，是涵盖了 PLC 技术，位置控制技术、气动技术有机结合成一体的。随着 PLC 技术、位置控制技术、气动技术的发展，机械化程度的逐步提高，分工也越来越细，材料分拣实物教学模型能够应用到该领域，对于生产过程中需要重复分拣某些特征明显物料有重要的现实意义。并通过通信电缆实现与上位机的通信，上位机采用组态软件设计监控系统。在 PLC 控制下的下位机经过数据线的连接把分拣系统的每个步骤及时的反馈给上位机，上位机能在第一章 绪论1第一时间把下
15、位机的现状反映在电脑屏幕上，从而能方便工作人员对整个系统的操作，能大大的提高工作效率。第三章 系统的总体设计3 第二章 生产线技术2.1 生 产 线随 着 自 动 化 技 术 、 可 编 程 控 制 器 、 气 动 技 术 、 传 感 器 技 术 的 发 展 ， 生 产线 逐 步 运 用 到 工 厂 里 面 ， 生 产 线 的 产 生 ， 给 企 业 带 来 很 大 的 好 处 。 减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。所以，面临这些问题，在以后的生产当中一定不可缺少生产线技术，它不仅降低生产成本，减少环境污
16、染，提高了生产的可靠性，再加上在生产过程必须保护工作人员的安全，生产线就可提供这样的条件，提高了系统的安全性，就保证了工作人员的安全。生产线的产生减少了环境的污染，提高产品的质量及经济效益是企业必不可少的设备，无论应用到什么产业都能为企业提供一个发展的机会。事实上，包括食品、饮料、医药制品和其他不同行业在内的公司正使用生产线自动化，从而减少在生产过程中的劳动力成本支出，所以，设计该系统应用在工厂是必要的，这样的系统在以后的工业中是越来越普遍的。设计该系统也是为了更好的发挥生产线的作用，把分拣系统应用到各个领域，再加上该系统各设备的好处，结合了价格低、功能强、可靠性、安全性等特点，为工业的发展做
17、一份贡献，该系统也结合了自动化技术、可编程控制器、气动技术、传感器技术，可以说是实现了全自动的生产线的运行。22 自动化控制在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术得到了广泛的应用。所谓自动控制，是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，使被控量等于给定值或按给定信号变化规律去变化的过程。自动控制技术已经大量应用于空间科技、生产线、治金、轻工、机电工程以及交通管理、环境保护等领域。这不但使得生产设备或生产过程实现了自动化，大大提高了劳动生产率和产品质量，改善了劳动条件，还在人类片服大自然，改善居住、生活条件等到方面发挥了非常重要的作用。毕业设计（论文）4第三章 系统的总体设计3.1
18、 系统结构设计该系统主要由三台三菱 FX2n 可编程控制器组成，PLC 控制器与气动元件与材料分拣装置相连接，通过采集材料分拣装置各传感器、气缸和传送带的信号，经程序判断将控制信号传送到材料分拣装置各气缸，输出控制动作。该系统有供料检测单元和工件分装单元构成，每个单元都是由各种独立的模块组成。该系统的动力采用了气动技术，即空气压缩机为气源，控制动作由 PLC 来执行，每个单元由一个 PLC 来控制。以下图 3-1 为系统结构设计依据图：图 3-1 系统结构设计依据图第四章 分拣系统的顺序功能图5 3.2 主要组成部件供料检测单元是按照需要将放置在料仓中的材料从料仓中自动推出，再将其送到下一单元
19、，即工件分装单元。主要由三菱 FX2n 可编程控制器，输送模块，检测模块，转运模块，I/O 接线端子，真空发生器，气源处理件组件，传感器，CP 阀组，消声器，线槽，铝合工作台，若干导线及管线等组成。材料输送单元是将供料单元的材料通过输送模块运输到机械手转动模块，再将其送到分拣单元模块处。主要由三菱 FX2n 可编程控制器，输送模块，检测模块，真空发生器，气源处理件组件，传感器，线槽，铝合工作台，若干导线及管线等组成。材料转动单元是将输送模块上的材料转送到材料分拣模块处，此动作主要是由机械手来完成，把输送模块上的材料夹到材料分拣模块处。主要由三菱FX2n 可编程控制器，检测模块，I/O 接线端子
20、，真空发生器，气源处理件组件，传感器，线槽，铝合工作台，若干导线及管线等组成。材料分拣单元是将经过转运模块放置在输送带上的材料分别送入不同的滑槽。主要由输送模块，滑槽模块，气源处理组件，I/O 接线端子，传感器，CP阀组，若干导线及管线等组成。其中输送模块主要由输送带模块，导轨，传感器和分离器组成。本系统材料分拣装置，采用台式结构，内置电源，有竖井式产品输入料槽，滑板式产品输出料槽，转接板上设计了与PLC连接接口。该装置中，选用了颜色识别传感器及对不同材质敏感的传感器，分别被固定在工作台上允许重新安装传感器排列位置或选择工作台不同区域安装。整个控制系统由气动部件和电气部件两大部分组成。气动部分
21、：减压阀、气压指示表、气缸等部件组成。电气部分：电感传感器、电容传感器、颜色传感器、光电传感器、开关电源、电磁阀等部件组成。3.3 控制过程自动运行：系统上电后,三台可编程序控制器(PLC)首先启动，等待命令开始，整个系统必须回到原位（机械手回到输送带处、摆臂位于输送带处、各种气动元件回现原位） ，材料传感器是检测料槽有无物料,若传感器检测到料槽内无料时,系统不运行，等待料槽内检测到物体时才运行;当料槽有料时,上料传感器输出信号给 PLC , PLC 控制推料汽缸动作，检测物体传感器检测到有料时，输出信号给 PLC，PLC 控制摆臂向左动作，动作到材料上面，由摆臂左限位驱动PLC，PLC 输出
22、一个信号给摆臂，摆臂完成吸气动作，把材料吸住，摆臂吸住后驱动下一个动作，把材料移动到右边输送带处，当摆臂移动到右限位时，驱动摆臂放气，摆臂停止。当押臂放气时，材料落到输送带上，阻挡输送带上的对射传感器的光线，此时，驱动输送带动作，把材料输送到另一端，当材料送到检测的另一端，将驱动机械手动作，机械手动作到机械手下限位时，把材料夹稳后机械手检测到有物体时，机械手上升，上升到机械手上限位时，驱动机械杆上的汽缸，将机械手移动到机械杆的另一端，机械手动作到另一端碰到机械杆的右限位，将驱动机械手向下动作，当机械手下降到下限位时，驱动下一个动作，机械手放物，把材料放到材料分拣的输送带上，当机械手动作完后就回到原位，而输送带上的对射传感器光线被材料阻挡后，输送带动作，把材料输送到分拣系统，当材料为黑色材料时，设计汽缸不动作，把黑色的材料送到分毕业设计（论文）4拣系统的最后一个 12 滑槽内，当材
