PLC物料自动分拣系统毕业答辩PPT

1、毕业论文 物料自动分拣系统 学生：12级电气工程及其自动化专业3班 指导教师： 绪论 自动分拣系统的概述 自动化的程度是工作发展程度的标志，自动分拣正是自动化中的一个必不可的部分，而PLC控制分 拣装置以其成本低，效率高的优点，已经成为主流，他可以根据设定的程序无人的，高效的工作，维护 费用极少。由于全部采用机械自动化作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。节省了大 量的人力劳动，减少了企业的额外支出，是企业节省成本最好的方法。 物料分拣系统的发展现状与趋势 纵观国内外物料分拣系统的应用情况可以发现，国外的物流配送中心或工业中倾向于采用自动化 程度很高的分拣系统，而且应用也较为广泛。

2、而在我国，由于物流业起步晚，物料分拣系统中人工作业 的比例也较高。尽管自动分拣系统有非常多的优点，但因其要求使用者必须具备一定的技术经济条件， 在发达国家某些行业不用自动分拣系统的情况也很普遍。其主要原因有两点: 一是一次性投资巨大，先 期投入回收慢。系统的设备复杂，投资和运营成本相当高，需要可靠的货源作保证，也许只有大型生产 企业或专业物流公司才有能力投资。小企业则无能为力。二是系统对商品外包装要求高。为使大部分商 品都能用机械进行自动分拣，需要采取诸如推行标准化包装、根据分拣商品统一的包装特性定制分拣机 等二次措施。但要让所有商品的供应商都执行国家的包装标准是很困难的，定制分拣机又会使硬件

3、成本 上升，且越是特别的通用性就越差。 研究的目的及意义 分拣系统中物料传感器以及气缸应自动化设备更新时的需要，可以大量代 替单调往复或高精度需求的工作，在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。 它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自 动化，能在高温、腐蚀及有毒气体等环境下操作以保护人身安全，可以广泛应 用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。 第一章 材料分拣装置结构及总体设计 分拣装置的结构示意图 采用台式结构，内置电源，有步进电机、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气动减压器、滤清 器、气压指示等部件，可与各类气源相连接。选用颜色识别传感器及对不同材料敏感的电

4、 容式和电感式传感器，分别固定在网板上，且允许重新安装传感器排列位置或选择网板不 同区域安装。 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SN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，同时控制气动阀5进行下料，每次下料时间间隔可以进 行调整。物料传感器 SA为电感传感器，当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；物料传感器SB为电容传感器，当检测出物料为铝 质物料时，反馈信号送 PLC, PLC控制气动阀 2 动作选出该物料；物料传感器

5、 SC 为颜色 传感器，当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SD为备用传感器。当系统设定为分拣某种颜色的金属或非金属物料时，由程序记忆 各传感器的状态，完成分拣任务。 系统的技术指标 输入电压：AC200240V（带保护地三芯插座） 消耗功率：250W 环境温度范围：-540 气源：大于0.2MPa小于0.85Mpa 系统的功能要求 （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）分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块 系统的控制要求 系统利用各种传感器对待测材料进行检测并

6、分类。当待测物体经下料装置送入 传送带后，依次接受各种传感器检测。如果被某种传感器测中，通过相应的气动装 置将其推入料箱；否则，继续前行。其控制要求有如下9 个方面： （1）系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲 （2）电机运行，带动传输带传送物体向前运行 （3）有物料时，下料汽缸动作，将物料送出 （4）当电感传感器检测到铁物料时，推汽缸1 动作 （5）当电容传感器检测到铝物料时，推汽缸2 动作 （6）当颜色传感器检测到材料为某一颜色时，推汽缸3 动作 （7）其他物料被送到SD 位置时，推汽缸4 动作 （8）汽缸运行应有动作限位保护 （9）下料槽内无下料时，延时后自动停机 第二章 控制系统的

7、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。 系统系统的硬件的硬件结构结构框图框图 根据控制要求，输入应该有2个开关信号，6 个传感器信号，包括电感传感器、电容传感 器、颜色传感器、备用传感器，以及检测下料的传感器和计数传感器。相应地，有 5 个汽 缸运动位置信号，每个汽缸有动作限位和回位限位，共计10 个信号。输出包括控制电动 机运行的接触器，以及5 个控制汽缸动作的电磁阀。共需I/ O 点24 个，其中18 个输入，6 个输出。 根据上面所确定的I/ O 点数，且该材料分拣装

8、置的控制为开关量控制。因此，选择一般的 小型机即可满足控制要求。本系统选用西门子公司的S7-200系列CPU226 型PLC。它有24 个输入点，16个输出点，满足本系统的要求。 检测元件与执行装置的选择 步进电机的选择 步进电机作为执行机构用于带动传输带输送物料前行，与旋转编码器连接在一起。可以通过控制脉冲个数，来 控制角位移量，从而达到准确定位的目的。 同时，可以通过控制脉冲频率来控制材料分拣装置的可编程控制系统控 制电机转动的速度，达到调速的目的。步进电机选用的型号为42BYGH101。 旋转编码器的选择 旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。它转化为位移量，可对传输带上的物料

9、进行 位置控制。 传送至相应的传感器时，发出信号到PLC ，以进行分拣，也可用来控制步进电机的转速。 本系统选用E6A2CW5C 旋转编码器 电感式传感器的选择 电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力，流量，振动等转换成线圈的自感系 数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。 本系统选用M18X1X40 电感传感器 电容式传感器 本装置中电容传感器是用于检测非金属物料。 颜色传感器 选用TAOS公司生产的，型号为TCS230颜色传感器。此传感器为RGB(红绿蓝) 颜色传感器，可检 测目标物体对三基色的反射比率，从而鉴别物体颜色。 光电编码器

10、 光电编码器可以定义为：一种通过光电转换，将输至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字 量的传感器，它主要用于速度或位置（角度）的检测。典型的光电编码器由码盘（Disk）、检测光栅 （Mask）、光电转换电路（包括光源、光敏器件、信号转换电路）、机械部件等组成。 第三章 控制系统的软件设计 控制系统流程图设计 该系统可选择连续或单次运行工作状态。 若为连续运行状态，则系统软件设 计流程图中的汽缸4 动作后，程序再转到开始;若为单次运行，则汽缸4 动作 后停机。 如果需要，该系统可在分拣的同时对分拣的材料进行数量的统计， 这只需在各汽缸动作的同时累计即可。应用高速计数器编制程序，可以实现 系统的

11、定位控制功能。用高速计数器计数步进电机转过的圈数，来确定物料 到达传感器的距离，实现定位功能。定位时，电机停转，计数器清零，传感 器开始工作，对物料进行分拣处理。 在汽缸13 动作后，电机重新运行，高 速计数器也重新计数。 如果相应的传感器没有检测到物体，则电机重新运行， 高速计数器也重新计数，继续运行到下一位置。 如果只对材料的某一特性进 行分拣，比如只分拣金属和非金属，则只需对传感器的安放或程序进行修改 即可。 控制系统流程图 最后通过将写好的程序输入到PLC中，调试运行，即可实现以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

12、、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。 结论 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 稍加修改即可实现求。 本系统采用的可编程控制器，只要结合不同的传感器，比如根据材料的属 性、尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器，就可对不同的物料进行分 拣，具有广泛的应用前景。 致谢 本论文是在老师的悉心指导下完成的，论文从选题到写作及最后的成稿，老师都给予了 精心的指导和极大的帮助。 借着毕业论文的这个机会，好好地总结一下了我在学校所学的各门课程，将它们分化理