基于PLC控制的颜色、金属、非金属的自动分拣

1、精选优质文档-倾情为你奉上泸州职业技术学院毕业设计（论文） 论文题目：物料分拣装置系统设计系 别： 机械工程系 专 业： 机电一体化技术 班 级： 15级机电xx班 学 号： 15227xxx 学生姓名： xxx 指导教师： xxx 泸州职业技术学院机械工程系二0一八年六月专心-专注-专业目 录摘要自动分拣系统是指能够识别物料属性并对物料进行分拣的自动装置，自动分拣系统主要运用在电商、邮局、物流配送中心、采矿、港口、码头和仓库等领域，分拣系统能够有效的提高生产效益。本系统由放料平台部分、机械手搬运部分和传送分拣三部分组成。本系统通过PLC控制完成机械手抓取物料，将物料从放料平台抓取至传送平台上

2、；通过PLC控制电机的正反转带动传送带的运行，实现物料的传送；电感式传感器和光纤传感器用于检测物料的属性和颜色；分拣功能通过气缸推送物料实现分类及入库；整个系统所有传感器、按钮、执行机构的状态能通过信号灯实时显示。经过系统调试实现了机械手对物料的抓取和搬运，完成了传送带传送物料以及物料的识别和分拣。关键词:PLC；分拣装置；控制系统；传感器第1章 绪 论1.1研究的背景随着当今社会的不断发展，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，尤其在需要进行物料分拣的企业，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，物料的自动分拣已成为

3、企业的最佳选择。机械手自动分拣装置时一种高速自动化生产线上的金属与非金属自动分拣设备，其工作流程是物料盘负责输送物料，一旦有物料进入准备状态，则气动机械手搬运机构；然后机械手快速定位到物料的正上方，下降抓取物料、提升并释放到指定位置；待物料被释放后，传送装置联动，并根据金属与非金属、还有黑白颜色的特点进行分拣；机械手则迅速返回，等待下一轮分拣抓取。因此，利用PLC的功能和特点设计出了一款物料分拣装置机电一体化系统。1.2 研究的目的及意义研究该系统的目的，是为了用自动化搬运分拣物料代替由人工来进行对物料的搬运和分拣，自动控制与人工分拣相比，自动分拣比人工速度更快、精度更高、更加节约成本和人力资

4、源。可编程序控制器（PLC）现已综合了计算机技术、传感器技术、自动化控制技术和网络通信技术，其功能越来越强大。因此由PLC控制的自动分拣装置有着广阔的应用前景，它节省了大量的劳动力，大大的提高了生产率，促进了现代工业的发展。是一个现代化国家工业生产中不可或缺的重要生产支柱，因此它是工业控制中用的最多的控制系统。该系统主要是基于控制PLC的物料搬运分拣系统设计，它包括可编程序控制部分、传感器检测部分、电动机控制部分以及气动控制部分。对该系统来讲，它就是自动化技术、传感器检测技术以及电机拖动技术的融合，在经济发展中起着关键性作用。近年来，自动控制搬运分拣领域已经发生着日新月异的变化，未来的升级更新

5、也是接踵而至，各种先进技术已经被应用到各个工业生产中来，并且已经取得了很大的成绩，但是这并不是最终的结果，还将继续向前发展。随着当今社会的不断发展，市场经济的竞争也更加激烈，因此各个生产行业都迫切地希望改进如今的生产技术，设计出更加先进合理的生产模式，提高生产效率，同样在需要进行材料搬运和分拣的行业，以往一直采用人工分拣的方法，但是人工分拣的生产方式，使得企业的生产效率低下，生产成本和人工成本很高，利润空间狭小，企业的良性竞争能力差，因此改变现如今的生产方式是必须面对的，材料自动搬运分拣系统装置已成为现代企业生产的的必然选择。自动化生产必将代替传统的生产方式。第2章 物料分拣装置的总体设计PL

6、C控制分拣装置涵盖了PLC控制技术、气动技术、电机拖动技术、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缩小模型。本章主要介绍分拣装置的工艺过程及控制要求。要想对PLC控制系统进行相关设计，首先必须对控制单元进行调查，搞清楚控制单元的工艺过程、工作特点以及预想目的，明确该系统的控制要求，以及各个工作阶段的特点和各阶段之间的转换条件，必须将几个分离的工作站联系起来，形成一个统一的整体。2.1 系统的组成部分该系统主要由电气柜的控制部分和外部平台的执行部分两大部分组成。2.1.1 系统的控制部分系统的控制部分主要是电气柜和平台上的控制盒两部分组成，电气柜的电路又分为主回路和控制回路，主

7、回路的电气元件包含了旋钮开关、五线插头、RCD漏电保护器、直流电源模块、10A的断路器和2个直流继电器。控制回路主要由6A的断路器、4A的断路器和西门子PLC1200。2.1.2 系统的执行部分该系统主要采用基于PLC控制来实现关于物料搬运、分拣两大部分组成的设计方案。物料搬运系统主要由旋转气缸、双作用伸缩气缸、气爪以及机械部分组成，物料分拣控制系统组成主要有传感器、传送平台、电机、传送带、分拣气缸和机械部分等组成。当第一个电容式传感器检测到放料平台有物体时，上料传感器（电容式传感器）输出信号给PLC，PLC控制阀，使机械手动作，将物料从放料平台搬运到传送带上的传送平台内，当传送平台处的传感器

8、检测到有物料时，输出信号给PLC，传送带开始运转。第一个物料传感器为电感传感器，当检测出物料为铁质物料时，反馈信号送PLC，由PLC控制气动阀动作选出该物料；第二个物料传感器为电容传感器，当检测出物料为铝质物料时，反馈信号送PLC,PLC控制气动阀动作选出该物料；第三个物料传感器为颜色传感器，当检测出物料的颜色为待检测颜色时，PLC控制气动阀动作选出该物料是白色还是黑色。本装置由于采用PLC作为控制系统，它存在输入输出响应的滞后现象。滞后现象是指PLC外部输入信号发生变化的时刻起至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的间隔。虽然它有一定的延迟但并不影响分拣系统装置的工作，因为PLC的延迟

9、时间只有几十毫秒，对于本分拣系统装置起不到什么影响，完全可以忽略。本设计主要研究的是使分拣系统装置能进行三种物料的分拣。保护导线电流：小于或等于3.5mA2.2 系统的设计要求系统的设计要求主要包括功能要求、控制要求、布局要求和美观要求，进行设计之前，首先应分析控制对象的要求。2.2.1 系统的技术要求输入电压：AC220V（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且小于0.6Mpa防护等级：IP54保护等级：接地保护保护系统：TN-S系统绝缘电阻：大于或等于0.5M保护导线电阻：小于或等于0.032.2.2 功能要求材料分拣装置应实现基本功能如下 （1

10、） 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2.2.3 系统控制方式及要求虽然物料搬运分拣系统装置现在已经开始在现代工业生产中和实际应用中开始发挥作用，但是随着科学技术的不断更新和发展，自动搬运分拣系统也在不断的完善中。分拣系统装置有几种系统控制方式。分别是继电器控制系统、计算机控制系统以及PLC控制等系统。几十年来继电器控制系统一直为工业发展起到了巨大的作用，而且目前仍然在工业中大量应用，继续发挥着作用，然而其控制性能与自身的功能已无法满足与适应现代工业生产控制要求和发展。虽然计算机

11、控制系统有着十分强大的计算与数据处理、分析能力，即使它的计算速度和运行速度很快，但是在其他方面却没有PLC控制系统的功能强大。因此在这个系统的设计中选择的是PLC来控制自动搬运分拣系统装置。在该系统系统中，按下开始按钮以后，PLC发出信号控制机械手对物料进行搬运，当物料从放料平台运转到传送台上后，利用检测传感器对待测物料进行检测并分类。当待测物料经搬运装置（机械手）送入传送带上的传送平台后，依次接受传感器的检测。如果被某种传感器检测到信号，通过相应的气动装置将其推入相应的仓库；否则，传送平台继续向前运行。其控制要求有如下9 个方面：（1） 系统上电后，气动压力传感器0B0达到预设值，旋开急停按

12、钮S0，按下气动压力开启按钮S1，主阀接通，按下复位按钮，系统复位，然后按下开始按钮，当电容式传感器0B1在放料平台检测到有物料，机械手动作；（2）电机运行，带动传输带传送物体向前运行；（3）当电感传感器检测到铁物料时，推汽缸4 动作；（4）当颜色传感器检测到材料为白颜色时，推汽缸5动作；（5）当颜色传感器检测到材料为白颜色时，推汽缸6动作；（6）气缸运行有动作限位开关保护；（7）当一个物料送到相对应的料仓后，传送平台回到初始位置，再进行第二个物料的搬运。第3章 控制系统的硬件设计3.1 系统的硬件结构在该系统中，一个有三个模块，分别是放料模块、传送模块及分拣模块。放料模块是用来将需要分拣的物

13、料进行存放，其中有一个放料平台，滑道上的物料滑到放料平台的指定位置上后，等待机械手的抓取。传送模块是用来将放料平台上的物料搬运到传送平台上，起一个搬运的作用。分拣模块是对传送平台上的物料进行分类并将其送至相应的仓库。然后将三个不关联的模块组成一的统一的结合体。如图3-1所示。图3-1 材料分拣装置的实物图3.2 PLC的选型该自动搬运分拣系统中的关键技术在于分析控制系统的要求，必须确定输入和输出点位的个数，确定I/O点的个数，在确定好I/O点数后，在选择PLC的型号，然后进行I/O分配。根据控制要求，输入应该有7个开关信号，8个传感器信号，包括1个压力传感器、1个电感传感器、3个电容传感器、1

14、个颜色传感器和2个漫反射式光电传感器，在机械手部分有6个磁性开关；在传送分拣部分，有 6 个气缸运动位置信号，每个汽缸有动作限位和回位限位，共计6个信号。输出包括控制电动机正反转运行的2个继电器，控制盒上共有8个灯，以及一个信号灯柱三个灯，1个主阀，6个控制汽缸动作的电磁阀。共需I/ O 点28个，其中27 个输入，26个输出。根据上面所确定的I/ O 点个数，且该材料分拣装置的控制方式为开关量控制。因此，选择一般的小型设备即可满足控制要求。本系统选用西门子公司的S7-1200系列CPU类型6ES7 215-1AG40-0XB0。它有14个输入点，10个输出点，以及2个I/O输入输出模块，型号

15、是DI 16/DQ 16×24VDC，符合本系统输入输出个数的要求。根据所选择的PLC型号，对本系统中PLC的输入输出端子进行分配，如表1所示表1 材料分拣装置PLC 输入/输出端子分配表序号输入信号按钮开关名称符号地址1急停按钮S0I0.02气动压力开启按钮S1I0.13复位按钮S2I0.24开始按钮S3I0.35手/自动切换S4I0.46机械手平台启动S5I0.57传送平台启动S6I0.68传感器气动压力启动0B0I0.79料仓检测物料0B1I1.010传送平台电容式0B2I1.111传送平台电感式0B3I1.212传送平台颜色传感器0B4I1.313位置检测传感器10B5I1.

16、414位置检测传感器20B6I1.515位置检测传感器30B7I2.016旋转气缸左位行程开关1B1I2.117旋转气缸右位行程开关1B2I2.218机械手气缸伸出到位2B1I2.319机械手气缸缩回到位2B2I2.420气爪张开到位3B1I2.521气爪缩回到位3B2I2.622金属气缸伸出到位4B1I2.723金属气缸缩回到位4B2I3.024白色气缸伸出到位5B1I3.125白色气缸缩回到位5B2I3.226黑色气缸伸出到位6B1I3.327黑色气缸缩回到位6B2I3.41输出信号灯气动压力开启按钮灯P0Q0.02复位按钮灯P1Q0.13开始按钮灯P2Q0.24机械手运行开始灯P3Q0.

17、35传送带运行开始灯P4Q0.46机械手运行灯P5Q0.57传送平台运行灯P6Q0.68气动压力灯P7Q0.79警示灯红色P31Q3.510警示灯绿色P32Q3.611警示灯白色P33Q3.712阀主阀0M1Q1.013旋转气缸左旋1M1Q1.114旋转气缸右旋1M2Q2.015升降气缸上升2M1Q2.116升降气缸下降2M2Q2.217气爪张开3M1Q2.318气爪收缩3M2Q2.419金属气缸伸出4M1Q2.520金属气缸缩回4M2Q2.621白色气缸伸出5M1Q2.722白色气缸缩回5M2Q3.023黑色气缸伸出6M1Q3.124黑色气缸缩回6M2Q3.225电机电机正转M11Q3.32

18、6电机反转M12Q3.43.3 检测元件传感器的选择主要是对在本系统中使用的传感器的选择，并对其原理和接线方式作简要介绍。3.3.1 传送模块的电感式传感器选择为了将传送平台上的物料区分且首先分拣的是金属物料，因此必须将金属与非金属材质的物料区分开来，故选用的是电感式传感器，只有当金属物料接近电感式传感时，方能得到信号。以下是对电感式传感器的一些原理和接线介绍。电感式传感器属于有开关量输出的位置传感器，是用来检测金属物体。它由LC 高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数

19、发生变化。由此，可识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。本系统选用电感传感器。接线图如图3-2，原理图如图3-3。图3-2 三线常开式电感传感器接线图图3-3 电感传感器工作原理图电感传感器介绍： 由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的相关变化。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时，就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。电感式传感器的特点是：无活动触点、可靠度高、寿命长；分辨率高；灵敏度高；线性度高、重复性好；测量范围宽（

20、测量范围大时分辨率低）；无输入时有零位输出电压，引起测量误差；对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高；不适用于高频动态测量。电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量（如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等）的测量。常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中，这三种传感器多制成差动式，以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。3.3.2 放料模块的电容式传感器的选择在放料平台需检测到有物料方能使机械手动作并抓取物料，由于放料模块处是一个物料仓库，因此在该处的物料既有金属也有非金属物料，因此在该处的传感器选用的使电容式传感器

21、，因为电容式传感器既能检测金属也能检测非金属物料。一下是对电容式传感器的原理介绍和接线方式的介绍。 电容传感器也属于具有开关量输出的位置传感器，是一种接近式开关。 它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是待测物体的本身。当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化。由此，便可控制开关的接通和关断，接线图如图3-4，原理图如图3-5。图3-4 电容传感器接线图 图3-5 电容传感器工作原理图电容传感器介绍：用电测法测量非电学量时，首先必须将被测的非电学量转换为电学量而后输入之。通常把非电学量变换成电学量的元件称为变换器；根据不同非电

22、学量的特点设计成的有关转换装置称为传感器，而被测的力学量（如位移、力、速度等）转换成电容变化的传感器称为电容传感器。从能量转换的角度而言，电容变换器为无源变换器，需要将所测的力学量转换成电压或电流后进行放大和处理。力学量中的线位移、角位移、间隔、距离、厚度、拉伸、压缩、膨胀、变形等无不与长度有着密切联系的量；这些量又都是通过长度或者长度比值进行测量的量，而其测量方法的相互关系也很密切。对于上述这些力学量，尤其是缓慢变化或微小量的测量，一般来说采用电容式传感器进行检测比较适宜，主要是这类传感器具有以下突出优点：(1) 测量范围大其相对变化率可超过100%；(2) 灵敏度高，如用比率变压器电桥测量

23、，相对变化量可达10-7数量级；(3) 动态响应快，因其可动质量小，固有频率高，高频特性既适宜动态测量，也可静态测量；(4)稳定性好由于电容器极板多为金属材料，极板间衬物多为无机材料，如空气、玻璃、陶瓷、石英等；因此可以在高温、低温强磁场、强辐射下长期工作，尤其是解决高温高压环境下的检测难题。3.3.3 传送模块的光电传感器的选择在传送分拣部分时由于经过电感传感器的检测后，已经将金属物料分拣到相应的料仓中，现在要对剩下的物料进行颜色的识别和分拣，故需用光纤传感器对物料的颜色进行识别，在该系统中选用的是光线黑白识别传感器，将放大器的灵敏度调制只对白色物料有信号，黑色物料无信号就可对物料的颜色进行

24、识别了。以下是对光纤传感器的原理介绍以及实物图的展示。光电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化。用来检测物体有无的光电传感器是一种小的金属圆柱形设备，发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源。这些小而坚固的白炽灯传感器就是今天光电传感器的雏形。本系统选用光电传感器型号是YIBOHNB PRS-310 。接线图如图3-6所示，实物图如图3-7所示，其中负载接至PLC的输入信号。 图3-6 光电传感器接线图图3-7 光电传感器实物图光电传感器介绍：光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感

25、器。光电传感器采用光电元件作为检测元件，首先把被测量的变化转变为信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件3部分组成。光电传感器是将光信号转换为电信号的光敏器件。它可用于检测直接引起光强变化的非电量，也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多。传感器的结构简单，形式灵活多样，体积小。与光纤传感器配套使用的还有光纤放大器，放大器就是把接受的外部光信号进行光电模拟量处理，以及对检测物料的距离和颜色的调整，通过调节放大器可以将检测物料的距离调远或调近，可以对黑色或白色进行颜色识别。其面板

26、图如图3-7所示。图3-8 放大器的调节示意图3.4执行装置的选择主要是对该系统中的直线气缸、旋转气缸、气爪和直流电机等执行机构的技术参数说明及简要介绍。3.4.1圆形直线气缸在该系统中用到的气缸主要是直线双作用气缸，主要用该类型的气缸来进行对物料的推送，将物料推送到相应的料仓。用到的气缸是SMC公司生产的，气缸的实物图如图3-9所示。图3-9 直线气缸根据系统中选择的气缸，列举了一些关于该气缸的技术参数，如表2所示。表2 气缸的技术参数缸径（mm）20253240506380100动作方式双作用使用流体空气最高使用压力0.7MPa最低使用压力0.1MPa环境和流体温度无磁性开关：-10-70

27、（未冻结）带磁性开关：-10-60（未冻结）活塞速度50-100mm/s缓冲橡胶缓冲润滑无3.4.2六棱柱直线气缸在机械手的竖直方向上的气缸为了防止气缸在伸出时有角度的旋转，故不能使用直线圆形气缸，而选用的时六棱柱直线气缸。这样可以使机械手在伸出时能使气爪准确抓取物料。在该系统中选用的是SMC公司生产的气缸，其型号为CDM2KB15-75-C73。气缸实物图如图3-10所示。图3-10 六棱柱直线气缸实物图3.4.3气爪在该系统中选用的是SMC公司生产的MHZ2-100型号的气爪，该气爪具有灵活多变、反应速度快，适合多种工作环境的工作要求，其中实物图如图3-11所示。图3-11 气爪实物图根据

28、系统中选择的气爪，列举了一些关于该气爪的技术参数，如表3所示。表3 气爪的参数缸径(mm)6101620253240使用流体空气使用压力范围（MPa）双作用0.15-0.70.2-0.70.1-0.70.1-0.7单作用0.3-0.70.35-0.70.25-0.70.25-0.7环境及液体温度-10-60重复精度0.01mm0.02mm最高使用频率（c.m.p）180(MHZL2系列为120)60润滑无动作方式双作用，单作用磁性开关无触点磁性开关（MHZA2,MHZAJ2不带磁性开关）接口管径M3×0.5M5×0.83.4.4旋转气缸在该系统中，需要用机械手旋转90

29、76;将物料从放料平台搬运到传送平台上，故选用了旋转角度为90°的旋转气缸，该气缸具有精度高，适应性强，稳定性高，因此价格也不低，旋转气缸的实物图如图3-12所示。图3-12 旋转气缸根据系统中选择的旋转气缸，列举了一些关于该旋转气缸的技术参数，如表4所示。表4 旋转气缸的技术参数缸径（mm）1015203040使用流体空气（不供油）最高使用压力MPa0.71.0最低使用压力MPa0.20.15环境和流体温度5-60转速可调范围（S/90°）0.03-0.3 0.04-0.3 0.07-0.5允许动能（J）单叶片无缓冲垫0.000150.000250.00040.0150.

30、03有缓冲垫0.0010.0030.020.04双叶片0.00030.00120.00330.020.04允许轴负载横向1515253060轴向1010202540角度调整单元的角度可调范围单叶片0-230° 0-240°0-230°双叶片0-90°3.4.5电机在该系统中，由于转送带要实现正反转，故使用直流电机，该电机的型号是JS-42GA775-F，与电机配套使用的还有联轴器，电机给传送带提供动力，电机转动带 动传送带上的物料向前移动，由于该系统的低转速，因此选用小型的直流减速电机。它具有低速高扭矩、转速稳定可靠，噪音小、低耗能等优点。如图3-13所

31、示。图3-13 直流电机第4章 系统的软件设计当放料平台上有物料存在时，机械手动作，将物料抓至传送平台上。传送平台由传送带带动，运行至传感器下方，检测物料的颜色与材质（金属与非金属），检测完毕，传送平台继续运行，根据检测结果将不同颜色不同材质的物料分别传送至相应仓库。送料完毕传送带返回等待继续工作。4.1 机械手的功能要求当所有的开关处于“off”状态时，压力传感器0B0检测到气压信号，电容式传感器0B1在放料平台处检测到物料时，按下气动压力开始按钮S1，主阀0M1接通，按下复位按钮S2，系统复位；当磁性开关1B2、2B2有信号时，然后按下开始按钮S3，机械手动作，升降气缸2M伸出，伸出到位后

32、，磁性开关2B1、3B1检测到信号，延时2S，气爪抓取物料，气爪抓取物料后，磁性开关3B2检测到信号延时2S，延时时间到，升降气缸2M缩回后，磁性开关2B1检测到信号，延时2S，延时时间到，旋转气缸1M左旋。当磁性开关1B1、2B1检测到信号时并延时2S，延时时间到，升降气缸2M伸出，当磁性开关1B1、2B2检测到信号时并延时2S，延时时间到，气爪3M张开，当磁性开关1B1、2B1、3B1检测到信号时并延时2S，延时时间到，升降气缸2M缩回，当磁性开关1B1、2B2、3B1检测到信号时，2S后旋转气缸1M右旋，回到初始位置，当传送平台完成相应的物料分拣后，传送平台回到初始位置，延时2S后，机械

33、手继续以上的动作，进行循环。根据机械手的功能分析和功能要求，可画出机械手的流程图，如图4-1所示。图4-1 机械手流程图4.2 传送平台的功能要求当电容式传感器0B2检测到传送平台上有物料，且机械手处于右位时，传送带正转开启，当电感式传感器0B3检测到有金属物料时，传送平台到达金属气缸的前端时，电机正转停止，磁性开关4B1检测到信号并延时2S后，金属气缸4M伸出，气缸伸出到位后，磁性开关4B2检测到信号并延时2S后，气缸4M缩回，2S后电机开始反转，当电容式传感器0B4检测到有信号时，延时0.7S电机反转停，此时电机回到初始位置，等待下一个物料的分拣。当电感式传感器未检测到信号，颜色传感器0B

34、5检测到信号时，则判断该物料为白色非金属物料，电机正转，当位置检测传感器0B6检测到信号时，延时一定的时间，电机停，使传送平台停在白色气缸5M的前端位置，磁性开关5B1检测到信号并延时2S后气缸5M伸出，伸出到位后，磁性开关5B2检测到信号并延时2S，气缸5M缩回，延时2S后电机开始反转，当电容式传感器0B4检测到有信号时，延时0.7S电机反转停，此时电机回到初始位置，等待下一个物料的分拣。当电感式传感器未检测到信号，颜色传感器0B5未检测到信号时，则判断该物料为黑色非金属物料，电机正转，当位置检测传感器0B7检测到信号时，延时一定的时间，电机停，使传送平台停在黑色气缸6M的前端位置，磁性开关

35、5B1检测到信号并延时2S后气缸6M伸出，伸出到位后，磁性开关6B2检测到信号并延时2S，气缸6M缩回，延时2S后电机开始反转，当电容式传感器0B4检测到有信号时，延时0.7S电机反转停，此时电机回到初始位置，等待下一个物料的分拣。以上是物料分拣的一个整体过程。根据分拣部分的功能分析和功能要求，可画出流程图，如图4-2所示。图4-2 分拣部分流程图第5章 控制系统的调试在PLC的软硬件设计完成以后，应该对其进行调试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方，因此在将PLC与现场设备相连之前，必需进行软件方面的测试，以排除程序上的错误，同时也为整体调试做好准备，缩短整体调试的时间。另外，一些

36、硬件如电磁阀、传感器等，在使用之前，必须事先调试到合适的位置。5.1 硬件调试5.1.1 电感传感器的调试在电感传感器下方的传送平台上，放置铁质物料，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端的指示灯发光，该高度即为传感器对铁质材料的检测点，如图5-1所示。图5-1 电感式传感器的调试图片5.1.2 电容传感器的调试在电容传感器下方的传送平台上，放置铝质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，还可调节传感器上方的调节螺母，改变电容式传感器的检测范围，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铝质材料的检测点，如图5-2所示。图5-2 电容式传感器的调试图片5.1.3 光电式

37、传感器的调试通电状态下，在颜色传感器下方的传送带上，放置带有某一颜色料块，调节传感器上的电位器，观察窗口中红绿（或蓝）指示灯，当两灯恰好同时发光时，该灵敏点即为料块颜色检测点（注：顺时针旋转检测色温向低端移动，否则反之），如图5-3所示。图5-3 光纤传感器的调试图片5.1.4 磁性开关的调试调节气缸上的磁性开关的位置，当气缸在伸出或缩回的位置时，看磁性开关是否有信号，红灯亮则表示磁性开关检测到信号，红灯不亮则表示位检测到信号，继续调节磁性开关的位置，直到红灯亮，如图5-4所示。图5-4 磁性开关的调试图片5.2 软件调试将所编写的梯形图程序进行编译，通过上下位机的连接电缆把程序下载到PLC中

38、。刚编好的程序难免会出现不可避免的缺陷或错误。为了及时发现和消除程序中的错误，减少系统现场调试的工作量，确保系统在各种正常和异常情况时都能作出正确的响应，需要进行离线测试，既不将PLC的输出接到设备上。按照控制要求在指定输入端输入信号，观察输出指示灯的状态，若输出不符合要求，则查找原因，并将其排除解决。 5.2.1 机械手程序机械手右旋机械手升降气缸伸出 机械手升降气缸缩回机械手气爪张开机械手气爪闭合 机械手旋转气缸左旋5.2.2 分拣部分的程序电机正转电机反转循环程序金属气缸伸出 金属气缸缩回颜色传感器检测信号 白色物料气缸伸出白色物料气缸缩回黑色物料气缸伸出黑色物料气缸缩回5.3.3主程序

39、和灯的程序主阀程序灯的程序 结 论本系统通过调试，实现了机械手抓取物料，将物料从放料平台抓取至传送平台上；通过PLC控制电机的正反转带动传送带的运行，实现了物料的传送；经过电感式传感器和光纤传感器的检测，物料的属性和颜色能准确识别；通过PLC控制分拣系统的气缸推送，物料能正确分类及入库；整个系统所有传感器、按钮、执行机构的状态能通过信号灯实时显示。本系统采用可编程控制器PLC 进行控制，能连续、大批量地分拣物料，分拣误差率低且降低了劳动强度，可显著提高劳动生产效率。该系统采用标准化、模块化的设计，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点。在本系统中基本上达到了预期目标，但也有一些不足之处，在放料

40、平台处的滑道不能很好的将物料准确的送到指定位置，需加以修改和完善。致谢通过这段时间的忙碌，毕业论文也接近尾声了。在此特别感谢李老师和周老师，在李老师不断指点下，通过各种渠道搜集资料，从图书馆，或者是网络上搜索相关的资料书籍等。搜集到一大堆与毕业论文设计相关的资料，又在老师的指导下，摒弃了一些无关紧要的内容，保留了有参考价值的资料作为备用。接着便开始写论文了，把收集的资料进行整理和分析，完成了初稿，经过老师的检查，发现论文中有很多漏洞与不足之处，终于经过了反复的修改，完成了这篇毕业论文，至此，也终于发现，要干好一件事并非那么简单，敷衍了事是万万不可的，对待任何事情都要认真去思考，用思想来完成任务

41、。在这里，我首先要感谢的是我的指导老师，承蒙老师精心指导，虽然工作繁忙，但仍抽出时间给予我帮助，从论文选题到论文的写作过程给予我真诚的鼓励、中肯的建议和指导。紧接着，我要感谢我的同学们，是他们陪我一起学习、成长，有福同享、有难同当，我才能顺利得完成这次论文设计。在这里，我仅用一句话来表明我无法言语的心情：感谢你们！最后，我要感谢学校，是它给了继续学习继续充实自己的机会，是它给了我学习的地方。参考文献1 张桂香.电气控制与PLC应用M.化学工业出版社，2006年.2 张运波. 工厂电气控制技术M.化学工业出版社，2001年.3 余雷声. 电气控制与PLC应用M.化学工业出版社，2001年.4 张

42、泽荣. 可编程控制器原理及应用M.化学工业出版社，2002年.5 巢文远. PLC操作技能M.中国劳动社会保障出版社，2003年.6 海伯勒格雷戈尔. 机电一体化图表手册M.湖南科学技术出版社，2010年.7乌尔里希菲舍尔.简明机械手册M.湖南科学技术出版社，2010年.附录1 电气图 附录2 机械零件图 附件3 气动回路图附件4 元件清单序号名称型号个数1工业铝型材流水线型材工作台铝型材（欧标）（加工后配装饰盖板）2080（6.02米/根)34322020（6.02米/根)2534铝合金螺母紧固件铝型材角件配套铝型材配件型材连接件法兰螺母2020型材用螺母若干54040型材用螺母若干6自动化框架配件工业铝型材用螺丝机照铝框架连接件T型螺栓2020型材用T型螺栓若干74040型材用T型螺栓若干8铝型材连接件2020型材用角码若干94040型材用角码若干10堵头装饰盖铝型材盖板盖板封口封头工业铝型材配件塑料件 202020*20若干11工业铝合金型材配件 脚轮 75D 轮子3寸 平板支撑万向轮水平调节轮412铝块厚10mm宽70mm（统一