毕业论文基于PLC自动分拣及传输控制系统设计.docx

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1、摘要IIAbstractIII第1章绪论错误!未定义书签。第2章材料分拣装置结构及总体设计22.1 材料分拣装置工作过程概述错误!未定义书签。2.2 系统的技术指标32.3 系统的设计要求3第3章控制系统的硬件设计53.1 系统的硬件结构53.2 系统关键技术53.3 检测元件与执行装置的选择7第4章控制系统的软件设计204.1 控制系统流程图设计204.2 控制系统程序设计21第5章控制系统的调试2875.1 硬件调试2875.2 软件调试2875.3 整体调试287结论错误!未定义书签。8参考文献29致谢30附录31自动分拣及传输控制系统设计摘要PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法

2、，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体，专门为工业控制而设计，具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点，因此在工业上的应用越来越广泛。本次毕业设计主要研究PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器（PLC）,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、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、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。关键词：可编程控

3、制器；控制系统；分拣装置；传感器AutomaticsortingandtransmissioncontrolsystemdesignAbstractPLCcontrolisthemostcommonlyusedindustrialautomationcontrolmethod,becauseofitsconvenientcontroltowithstandanadverseenvironment,itisbetterthanMCUcontrolintheindustrial.PLCtraditionalrelaycontroltechnology,computerandcommunicatio

4、ntechnologiesareintegratedspecificallyforindustrialcontrolanddesign,havestrongfunction,commonflexible,highreliabilityandenvironmentaladaptability,andprogrammingsimple,easytouseandsmallsize,lightweight,aseriesoflow-poweradvantagesinindustrialapplicationsbecomemoreextensive.ThispaperfocusesonthePLCint

5、hecannedbeverageproduction,Thedesignofanautomaticsortingdevicewithlowcostandhighefficiencyispresentedinthepaper,whichregardsprogrammablelogiccontroller(PLC)asthemastercontrollerandcombinespneumaticdevice,sensingtechnology,positioncontrolandothertechnologytoimplementautomaticselectingoftheproductsliv

6、e.Thedeviceischaracteristicofhighautomation,steadyrunning,highprecisionandeasycontrol,whichcanfulfilltherequirementaccordingtodifferentsituationswithlittlemodifications.Keywords：ProgrammablelogiccontrolIerjControlsystem;Sortingdevice;Sensors第1章绪论分拣是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。按分拣的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣

7、和自动分拣。目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。随着社会的不断发展，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，尤其在需要进行材料分拣的企业，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，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题，利用PLC技术设计了一种成本低，效率高的材料

8、自动分拣装置,在材料分拣过程中取得了较好的控制效果。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要求。PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、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微缩模型。应用PLC技术结合气动、传感器和位置控制等技术，设计不同类型材料的自动分拣控

9、制系统。该系统的灵活性较强，程序开发简单，可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求。本次毕业设计主要介绍了PLC控制系统的硬件和软件设计，以及一些调试方法。第2章物料分拣装置的结构及总体设计PLC控制分拣装置涵盖了PLe技术、气动技术、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微缩模型。本章主要介绍分拣装置的工艺过程及控制要求。要想进行PLC控制系统的设计，首先必须对控制对象进行调查，搞清楚控制对象的工艺过程、工作特点，明确控制要求以及各阶段的特点和各阶段之间的转换条件。2.1 物料分拣装置的工作过程物料分拣装置采用台式结构，内置电源，有步进电机、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气动减压器

10、、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。当给装置上电时，PLC传输信号，控制传送带动作。接着下料传感器SN进行检测在料槽是否有料，然后反馈给可编程控制器进行下一步动作，如果检测到没有物料，那么传送带传送一个周期后自动停止动作，并在此等待；而如果测到物料时，下料传感器SN发出信号传送到可编程控制器，PLC输出信号控制传送带继续动作，同一时刻，控制器还会输出信号让气动阀5来下料，通过软件程序可以修改下料的时间差。电感传感器SA的工作原理：当电感传感器检测出物料是铁材

11、料时，传感器发出信号传送到PLC,接着可编程控制器输出信号控制气动阀1动作，打开对应的开关分拣出该物料；电容传感器SB的工作原理：若电容传感器检测到待检物料是铝材料，传感器发出信号传送给可编程控制器，接着可编程控制器输出信号控制气动阀2动作，打开对应的开关分拣出该物料；颜色传感器SC工作原理：在颜色传感器检测出待检物块的颜色与所设置的颜色相同后，传感器发出信号传送给PLC接着可编程控制器输出信号控制气动阀3动作，打开对应开关分拣出该物料。备用传感器SD的作用是：当要求分拣出属于某一颜色的金属材料或者是某一颜色的非金属材料时，利用程序参考之前每个传感器的作用，配合着把分拣工作实现。如图2-1所示

12、为本次物料分拣装置的结构示意图。气体压缩机二联体过滤器XXX电磁阀红汽缸4iw汽缸3WW汽缸2WW汽缸 lwSBWlSFWl O 机下料槽汽缸5 MTISOSDOSCOsbOSASBW:汽缸回位限位;SA:电感传感器;SFW:汽缸动作限位;SB：ife容传感器;SC:颜色传感器;SD:备用传感器；SN:下料传感器图2-1物料分拣装置的结构示意图2.2系统的技术指标输入电压：AC200240V消耗功率：250W环境温度范围：540气源：大于0.2MPa切小于0.85MPa2.3系统的设计要求功能、控制要求构成了系统的设计要求，在准备设计系统前，我们需要了解这两个要求。1. 3.1功能要求物料分拣

13、装置的基本功能有：(1)分拣出金属和非金属。(2)分拣某一颜色物料。(3)分拣金属物料中的一种颜色物料。(4)分拣非金属物料中一种颜色物料。(5)分拣出金属当中一种颜色物料和分拣出非金属中一种颜色物料。2. 3.2系统的控制要求通过所选的传感器，系统检测出物料，并且按照要求进行分类。在把物料经过下料装置送到传送带上后，几种传感器按照顺序依次进行检测物料。在物料被其中一种传感器检测出后，PLC控制气动装置，把物料推入卸料槽；否则，继续前行。其控制要求有9方面:（1）在系统得到电源之后，光电编码器就会产生系统需要的脉冲。（2）电机运转拉动传送带，将物料往前传递。（3）当检测出有料，下料汽缸开始动作

14、，把物料从料槽中推出。（4）在电感传感器检出到物料属于铁材料后，汽缸1开始动作，卸料。（5）在电容传感器检出到物料属于铝材料后，汽缸2开始动作，卸料。（6）在颜色传感器检出到物料属于所设置的颜色后，汽缸3开始动作，卸料。（7）在剩余的物料输送至SD位置后，汽缸4开始动作，卸料。（8）汽缸的动作应当设有动作限位防护功能。（9）当下料槽内无法下料时，系统会延时一段时间后自动停止运转，以节约资源。第3章控制系统中的硬件设计在设计控制系统硬件时，根据系统功能要求以及被控对象和可编程控制器之间的关系，确定系统需要的输入设备和输出设备有哪些，然后挑选出适合系统要求的PLC类型，最后分配好I/O点。3.1系

15、统的硬件结构系统通过PLC连接各电气元件，改变它们的动作与否来完成设计要求。如图2-1是本次设计出来的结构大概框图。3. 2系统关键技术分析出控制设计的要求，明确I/O点数，挑选出PLC合适型号，最后分配好I/O点数，这些就是系统关键技术。3.2.1 确定I/O点数设计的控制要求含有开关输入信号和传感器信号，其中开关输入信号有2个，而电感式、电容式传感器、用于检测某一颜色的传感器、添加的备用传感器、起始处的下料传感器以及计数传感器则构成了6种传感器的信号。系统还有5个用于控制汽缸动作的信号，并且每个汽缸不但有动作的限位，它们还有回位的限位，因而信号有10个。接触器加上电磁阀构成了输出信号。接触器是用来改变电动机的运行状态，5个电磁阀则用于推动汽缸动作。这样系统需要24个I/O点，在这24个点中有18个是输入点，有6个是输出点。3.2.2 PLC类型的选择鉴于是用开关量来操作本次的物料分拣设备，以及按照前面确定的I/O点数，本次设计挑选S7200系列中的CPU226型的PLC。这种PLC共有24个输入点，满足18个输入量的需求;它还有16个输出点，也能够实现要求的6个输出量。3.2.3 PLC的输入输出端子分配挑选好PLC后，进行分配本次设计的I/O端子，如下表3-1所示。表3TP