基于PLC控制的生产线自动分拣系统探讨 中国高新技术企业杂志 2015年1月中-23.pdf

1、- 46 -2015年第2期（总第317期）NO.2.2015( CumulativetyNO.317 )分拣系统最初一直采用人力分拣的方式，通过人工分拣、搬运工料完成工料的分类和提取，这种分拣方式效率低下，生产成本高，而且可靠性不高，无法满足企业工件分拣对速度和准确性的要求。随着社会的不断发展与进步，市场竞争的逐步激烈，各个生产企业迫切提高生产技术和生产效率，自动分拣系统代替了人工分拣方式，在工业分拣作业中应用越来越广泛。目前大多数的分拣系统采用继电器进行控制，存在可靠性差、故障率高的缺陷，为了进一步改进生产线的自动分拣技术，实现智能化、数字化的作业要求，在原有自动分拣系统的基础上，本文设计

2、出一种采用PLC控制的自动分拣系统，对于实现生产线工料分拣的自动化、提高生产效率有着重要的意义。1 自动分拣系统的总体构成1.1 系统工艺流程整个自动分拣系统主要包括以下四个功能：工料自动提取、自动检测、工料分类和自动存入仓库。对应自动分拣系统各功能的机械部分分别是：变频调速的长距离传送带、传感器检测模块、分拣机械手和货物自动出库部分。分拣过程如下：（1）分拣机械手提取从生产线传送带上送过来的工件；（2）检测工件的类型并进行分类；（3）用分拣机械手将其摆放到对应的工件物料箱里。1.2 各部分具体实现待分拣的工件都存放于工件库中，当工件需要进行分拣处理时，自动分拣系统会利用机械手将工件提取至传送

3、带上，这就是上料。传送带将工件进行输送的过程中，工件会经过一系列的传感器，传感器检测到工件的属性，比如颜色、材质、重量等需要分类的指标要求，并把相应的属性信号传给控制系统，为下一步分类提供依据，做好准备。根据传感器传出的属性信号，利用机械手将工件分别运送到指定的存储位置，实现分类入库。2 PLC控制系统的设计基于PLC的生产线自动分拣系统可实现物料自动分拣与姿势调整，整个工作过程中，都由控制系统进行实时控制、模拟显示、故障报警等。2.1 控制系统的硬件结构在硬件结构上，控制系统由两台PLC主从站、变频器、触摸屏等构成。系统通讯的结构如图1所示：图1PLC主从站、变频器以及触摸屏之间有着密不可分

4、的联系，PLC主从站作为控制系统的核心，对整个自动分拣系统进行梯形图编程主控，变频器则是主要对传送带进行调速控制，触摸屏则实现人机交互，通过触摸控制对工件作业现场进行实时监控和相应动作。CPU模块与现场输入输出元件和设备连接通过I/O模块，即信号模块完成，用户可以根据输入输出设备选择相应的I/O模块。2.2 控制系统的软件设计2.2.1 控制系统的大致流程如图2所示。2.2.2 控制系统的程序控制逻辑主要包括以下三种控制过程：（1）传送带变频调速控制。变频器是以改变电机工作电源的频率来控制交流电动机的电力控制设备，在此系统中用于调节传送带的速度。PLC的输出端子为基于PLC控制的生产线自动分拣

5、系统探讨郑瀚炤（珠海市技师学院，广东 珠海 519015）摘要： PLC作为智能化、可靠性强的工业控制设备，在生产线控制中得到了广泛应用。文章利用两台PLC主从站与变频器、触摸屏的数据交换通信，实现生产线物料自动分拣与姿势调整的工作过程以及过程中的实时控制、模拟显示、故障报警。关键词： PLC控制；自动分拣；变频器；触摸屏；分拣机械手 文献标识码： A中图分类号： TP274 文章编号： 1009-2374（ 2015） 02-0046-02 DOI： 10.13535/ki.11-4406/n.2015.0121- 47 -变频器提供了多段运行的信号，即通过PLC控制变频器的RL、RM、RH

6、以及STF端子与SD端子的通断。工件经过光电传感器时，会被检测到，传送带开始工作，电动机运行速度频率为30Hz，经过5秒之后变为45Hz速度下运行，再经过5秒后转为20Hz速度运行，如果在运行过程中按下停止按钮，电动机会即刻停止运转。图2根据控制的要求进行变频器的参数设定，变频器除了设定基本参数外，还需要设定工作模式选择和多段速设定等参数。ALLC：1 参数清零 Pr79：6 模式选择Pr117：2 站号 Pr118：192 通讯速率 Pr119：11 停止位长 Pr120：2 奇偶校验Pr121：9999 通讯再试次数 Pr122：9999 通讯校验时间间隔Pr123：9999 等待时间设定

7、 Pr124：1 CR，LF有/无选择Pr340：10 网络运行模式 Pr549：0 通信协议选择（2）工件自检、分类控制。分拣机械手提取从生产线传送带上送过来的工件，然后经过各种传感器（比如电容传感器、颜色传感器、备用电容传感器等）进行检测，将工件根据要求分类，并自动将工件信息存储于处理器中，利于工件的下一步处理。检测到姿势不正确或者信息有误的工件时，分拣机械手自动将其返回到传送带重新进行检测，再次有误则自动剔除，装载进特定的货物箱内。（3）自动入库控制。工件进行分类完毕之后，经传感器检测到工件，进行分装入库。入库时应注意：应该对应空层入库，若该层非空，则库自动旋转直至出现空层再将工件入库；

8、入库的货物应该与该库的属性相对应，保证正确入库，避免出现不对应的错误；工件入库时，当库旋转的方向与层定位一致时不再旋转，以防止硬件发生冲突。3 结语基于PLC的生产线自动分拣系统不仅能够实现生产工件的自动分拣并分类入库的目的，同时可以降低成本，提高生产效率和可靠性，也大大减少故障发生率，适用于完成生产线自动分拣作业。相信随着科技的不断进步，此项研究会得到进一步完善和发展。参考文献1 王强，张明珠材料自动分拣系统中的PLC应用研究J首都师范大学学报（自然科学报），2011，（12）2 乔东凯，廖辉，杨向宇，赵世伟，蔡业彬基于PLC和触摸屏的物料自动分拣系统的电气化设计J机床与液压，2014，（1）3 张玲莉基于PLC控制的自动识别、分拣系统设计J自动化技术与应用，2010，（5）4 颜伊庆，潘丽萍基于PLC的自动分拣系统J机电工程，2012，（11）作者简介： 郑瀚 炤 （1981-），男，广东珠海人，珠海市技师学院一级实习指导教师，研究方向：电气自动化技术。（责任编辑：秦逊玉）