自动分拣系统综合设计

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！桂林航天工业学院课程名称专业综合工程设计桂林航天工业学院学生课程设计成绩鉴定表自动分拣控制系统设计优秀□良好□中等□及格□不及格□优秀□良好□中等□及格□不及格□动手能力；创新能力；分析、解决实际问题能力；协作与组织管理能力；优秀□良好□中等□及格□不及格□是否完成了规定的实验任务；是否达到了既定的实验效果。优秀□良好□中等□及格□不及格□年月日桂林航天工业学院课程设计任务书自动分拣控制系统设计2016年6月27日至2016年7月11日（1）2016年6月27日：选定及分析题目；1．本表应在每次实施前由指导教师填写一式2份，审批后所在系（部）和指导教师各留1别。3．若填写内容较多可另纸附后。说明系（部）分管领导：教研室主任：指导教师：年月日桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸摘要sortingsystem)已成为先进配配送效率的一项关健因素。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现以广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和货物中转中心等。本文主要讲述罗克韦尔PLC高、效率高的材料自动分拣装置。以罗克韦尔PLC为主控制器，结合气动装置、传感器技术、位置控制等技术，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、易于控制的特点。关键词：物料分拣；自动化；罗克韦尔PLC桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸Withthedevelopmentofscienceandtechnology,automaticsortingsystemishasbecomeoneofthenecessaryforadvanceddistributioncenterfacilities.Itisgenerallycomposedofdevicecontrol,classificationdevice,conveyingdeviceandsortingcrossingcomposition,withveryhighsortingefficiency.Automaticsortingmachineisamainequipmentofautomaticsortingsystem,whichisaGuanJianfactortoimprovetheefficiencyoflogisticsdistribution.Itcancarrygoods,sortinggoods,replacetheheavylaborofpeople.Canrealizethemechanizationandautomationofproduction,inundertheenvironmentofhightemperature,corrosiveandtoxicgasessuchoperationtoprotectthepersonalsafetycanbewidelyusedinmachinerymanufacturing,metallurgy,electronics,lightindustryandcargotransitcenteretc.ThispaperdescribestheRockwellPLCinmaterialsortingsystems,theuseofprogrammablelogiccontrollerdesignofhighprecision,high-efficiencyautomaticmaterialsortingdevice.InRockwellPLC-basedcontrollers,combinedwithpneumaticdevice,sensortechnology,positioncontroltechnology,controlautomaticsortingmaterial.Systemwithahighdegreeofautomation,stableoperationandhighprecision,easytocontrolfeatures.Keywords:materialsorting;automation;RockwellPLC桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸目录一绪论1课题背景112本设计内容2本设计的意义2二系统的设计22系统设计任务2系统设计要求3333三44光电传感器55光纤传感器66直流电动机67四88系统软件9物料分拣9五99整体调试9硬件的测试六结论致谢附录桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸第1页共16页一1.1课题背景的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。目前自动分拣已逐渐成为主流，自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示命令的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到相应的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力大，效率也不高。分拣分类数目也比较多。作为通用工业控制计算机，近些年来，可编程控制器技术在逐步成熟，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃，其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及备，在世界各地发挥着越来越大的作用。1.2课题研究的目的和意义PLC性。基于PLC控制的自动分拣系统，利用气动实现动作，具有成本低、效率高、可靠性好等特点。基于PLC控制等先进技术，具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单、功耗低等优点，已广度的提高，分拣系统在众多领域得到了应用。在国防军事、医疗、食品加工、生活服务等领域都有广泛应用。作，能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工作的传送和装卸。广泛应用传送带可以逐步改善劳动条件，更体现可控的生产能力，加快产品更新换代，环境，降低工人的劳动强度，减少劳动风险以及提高生产效率。桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸第2页共16页1.3本设计的内容及意义1.3.1本设计内容（1）系统得电后，各部分在初始位置时，需要手动启动后便可运行；（2）电机开始工作带动传输带传送物体向前运行；（3）有物料时，电动机带动传送带动作，将物料送走；（4）当金属物料传感器检测到是金属物料时，气缸一动作；（5）当白色物料传感器检测到白色非金属物料时，气缸二动作；（6）当黑色物料传感器检测到黑色非金属物料时，气缸三动作；（7）当非定义物料传感器检测到非定义的物料时，气缸四工作；（8）气缸运行应有伸出限位保护；（9）按下停止按钮，要等到该物料分拣完成后方可停止；（10）启动后，有物料就自动分拣，而分拣完成就自动停止。1.3.2本设计的意义随着电气技术应用领域迅速的拓展，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。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保护人身安全，可以广泛应用到各个领域。为了适应工业生产的需要，本设计试图开发PLC对物料与分拣物料的控制，并借助必要的精密传感器，使其能够对不同颜色以及种类的物料按预先设定的程序进行分拣，区进行单调持久的作业，并且在产品变化或临时需要对物料传感器，气缸进行新的分配任务时，可以允许方便的改动或者重新设计其新的部件，而对于位置改变时，只要重新编程，就能很快地投入生产中，降低安装和转换工作的费用和提高生产时间。二2.1系统设计任务与设计要求2.1.1系统设计任务桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸第3页共16页（1）熟悉罗克韦尔的开发环境，运用PLC来编写工程文件；（2）分拣出金属和非金属；（3）分拣出黑色物料和白色物料；（4）分拣出非定义的物料。2.1.2系统设计要求（1）完成分拣系统的接线；（2）编写控制程序；（3）完成软件对硬件检测和调试工作；（4）查阅国内外的研究动态和发展前沿信息，阅读相关外文文献。2.2方案比较与选择由于本设计是基于PLC的材料分拣系统设计，所以从材料分拣系统装置的控制系统方面进行方案的比较与选择。一共有三种方案：分别是PLC、继电器控制系统与计算机控制系统。下面是关于三种方案的比较与选择。2.2.1PLC与继电器控制系统的比较几十年来，继电器控制系统为工业控制的发展起到了巨大的作用，而且目前仍然在求和发展，与PLC相比较，存在着质的差别。下面是关于它们的各个方面的比较：（1）控制功能的实现：继电器控制系统通过对继电器进行硬接线完成相应的控制功能，而PLC对其进行编程实现所需控制要求。（2）对生产工艺变化的适应性：继电器控制系统需要重新设计与接线，适应性差，PLC只需对程序进行修改，适应性强。集成电路，绝大部分是软继电器，可靠性高。器，实时性非常好。（5）占用空间与安装：继电器控制系统控制体积巨大、笨重，安装施工工作量大，PLC体积小，重量轻，安装工作量小。（6）使用寿命：继电器控制系统易损，寿命短，PLC寿命较高。（7）价格：继电器控制系统的价格较低，PLC较高。（8）维护：继电器控制系统维护复杂、工作量大，PLC维护工作量较小。2.2.2PLC与计算机控制系统的比较以上各种情况综合分析，决定采用PLC控制系统来控制材料分拣系统装置。和其他两种控制系统相比PLC控制系统主要优点是可靠性、易操作性、灵活性、机电一体化等。三3.1系统硬件结构介绍用的是型号为E3F-DS30C4光电开光，其接线图如图2-1所示，用于作为物料的检测，有相应动作。图2-1NPN常开光电接线图电感式接近开关属于有开关量输出的位置传感器，用来检测金属物体。它由LC高LJ12A3-4-2/BX的电感式接近开关来用作检测金属物料，即作为金属传感器。桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸第6页共16页图2-3电感传感器工作原理图感式传感器的特点是：①无活动触点、可靠度高、寿命长；②分辨率高；③灵敏度高；④线性度高、重复性好；⑤测量范围宽；⑥无输入时有零位输出电压，引起测量误差；隙型、变面积型和螺旋管型。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。3.4光纤传感器体颜色。光纤是光电接近开关，由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，放大器和光纤感器成为危险环境下的理想选择。还可以用于关键生产设备的长期高温可靠稳定的监视，相对于传统传感器，光纤传感器的优点有：抗电磁干扰，可工作于恶劣环境，传输距离长，使用寿命长，此外，由于光纤头具有较小的体积，所以可以安装在很小的空间里。3.5电容式接近开关电容式接近开关,这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从本次设计用型号为LJC18A3-B-Z/BX的电容式接近开关，用来检测黑色物料。3.6直流电动机桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸第7页共16页控制脉冲个数，来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。同时，可以通过控制脉冲进电机选用的型号为2GN-90K。3.7PLC的选择根据上面所确定的I/O般的小型机即可满足控制要求。本系统选用美国罗克韦尔公司的micro850系列的2080-LC50-48QWB型PLC。该PLC满足本系统的需求。根据所选择的PLCPLC3-1所示。表3-1材料分拣装置PLC输入与输出端子分配表接线不工作○-R-高DO_16○-R-高DO_15DO_14DO_13DO_12○-R-高○-R-高○-R-高DI_20DI_19DI_18DI-17DI_13DI_14DI_15DI_16-||-无-||-无-||-无-||-无-||-高-||-高-||-高-||-高○-R-高启动负停止负启动负停止负DI_21DI_22○-S-低○-R-高桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸第8页共16页+24V+24V+24V+24V+24V+24V+24V启动正停止正+24V直流稳压源正极四软件设计是PLC程，画出状态流程图并设计出梯形图。4.1控制系统流程图设计根据系统生产工艺的要求，分析各个设备的操作内容和操作顺序，可画出程序流程图，如图4-1所示。当程序设计好之后必须下载到PLC中才可以运行系统，下载时使用的是罗克韦尔PLC专用的编程电缆。这根电缆一端接在电脑上，一端接在PLC通讯串口上。当电缆接好之后，打开软件，进入要下载的文件。先转换文件，然后选着菜单栏里的PLC选择。便可以下载程序到PLC中。传送带运行NY桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸第9页共16页结束图4-1程序流程图4.2系统软件启动程序中设有急停，如果遇到紧急情况，按下停止按钮，便可以停止转动。电机到指定位置。4.3物料分拣当铁质物料到达传感器检测范围时，接通电磁阀线圈一，进而气缸1动作，推出线圈二，进而气缸2动作，推出推杆，推杆将物料推出传送带；相应地，第三个分拣与此类似，直到物料完全被分拣出来，就可以完成物料分拣。五在PLC漏的地方，因此在将PLC误，同时也为整体调试打好基础，缩短整天调试的周期、另外，一些硬件如传感器等，在使用前也需事先调试好。5.1PLC程序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。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，并排除。5.2整体调试联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。将设备接入PLC，进行联机调试，看是否满足要求，如果不满足要求，可通过综合调整软件和硬件系统，直到满足要求可以。图5-1为分拣设备的接线布局图。图5-1分拣设备的接线布局图经过上面的一系列调试，可以测试出电机功能都处于正常状态，包括电机的启动和将三种物料进行分拣。按下停止键时，电机停止工作，各气缸后置归位，结束工作。再次按下启动键时亦可重新开始工作。误差的原因是白色物料的白点面积不够大，导致传感器