PLC自动输送分拣系统设计毕业论文

I摘 要随着我国工业的急速发展，自动化产业中材料分拣系统日趋重要。它在产品质量检测和运输过程中，常常需要根据产品的形状、重量以及质量将其进行分类。这样的分类方法主要有手工分拣和自动分拣两种，自动分拣中，还有诸如光电扫描、图像识别、机械筛网、利用各种传感器的各种形式。本文设计一种利用计算机控制的自动分拣智能系统，利用传感器检测物块，然后传感器根据接收的信号和用户的设定，控制相应气动阀，通过工控软件组态王与 PLC 实时通信完成产品的自动分拣，从而实现对自动分拣输送系统的监控。关键字：自动分拣；计算机控制；PLC；组态IIAbstractWith the rapid development of Chinas industrial automation industries in the material sorting system has become increasingly important. Its product quality inspection and transportation process, the products are often the basis of the shape, weight and quality of its classification. This classification mainly manual sorting and automatic sorting two types of automatic sorting, such as optoelectronic scanning, image recognition, machine screen, using various sensors in all its forms. This article design a computer-controlled automatic sorting intelligent systems, sensors detect the use of our block, and sensors based on the received signal and user settings, the corresponding pneumatic valve control, through the Industrial Control Software Configuration and PLC Real-time communication products to complete the automatic sorting. To achieve the automatic sorting conveyor system of monitoring.Keywords: automatic sorting ;computer control; PLC; configurationIII目 录1 绪论 11.1 本课题研究的内容 11.2 设计的目的和意义 11.3 国内外相关技术发展概况 22 方案论证 42.1 方案选择 42.1.1 直线式分拣机 42.1.2 环状式分拣机 42.2 方案确定 53 总体设计 63.1 测量原理 63.1.1 传感器检测原理 63.1.2 传感器的选型 63.2 系统软件的设计 83.2.1 组态软件概述 93.2.2 可编程控制器原理 113.2.3 组态王实现分拣系统的监控 113.2.4 控制过程设计 143.2.5 组态王和下位机的通讯 143.2.6 趋势曲线的设计 163.2.7 报警窗口 183.2.8 控件 193.2.9 报表系统 203.3 定义数据 23IV4 调试过程 254.1 软硬件设备 254.2 组态王与 PLC 的通讯设计 25结 论 27结束语 28致 谢 29参考文献 30附 录 I31附 录 3211 绪论1.1 本课题研究的内容本课题所研究内容是通过计算机对材料分拣装置进行监控。材料自动分拣系统对于生产过程中需要重复分拣某些特征明显物料的工作的效率提高有重要的现实意义。在提高分拣速度的同时，又能保证分拣质量和实现对整个分拣系统的监控。本文讨论的材料分拣模型控制系统设计，完成了材料自动分拣系统的所有基本工作。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不同对象要求。材料分拣是物流的中心，物流科学自产生以来已显示出强大的生命力，成为当代最活跃、最有影响的新学科之一。物流科学是以物的动态流转过程为主要研究对象，揭示了物流活动（运输、存储、包装、装卸搬运、配送、流通加工、物流信息等）之间存在相互关联、相互制约的内在联系。中国现代物流经过了数十年的发展，得到了迅速的发展。随着互联网时代和工业自动化的到来，使得信息的传播、交流和控制系统的自动化程度发生了巨大的变化。信息是物流系统的灵魂，互联网技术推动了信息革命，目前物流商品化、物流管理自动化、物流信息收集的数据化和代码化、物流信息处理的电子化、物流信息传递的标准化和实时化物流信息存储的数字化等已经成为主流。通过对材料分拣的研究，这次我所使用的是利用传感器进行分拣，材料分拣自动输送系统并且通过组态软件来实现计算机监控。1.2 设计的目的和意义本设计材料自动分拣系统所使用的材料分拣装置是一个模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了 PLC、传感器、位置控制、电气传动和气动等技术，可以实现不同材料的自动分拣和归类功能，并可配置监控软件由上位计算机监控。材料自动分拣系统能连续、大批量地分拣货物由于采用流水线自动作业方式，自动分拣2系统不受气候、时间、人的体力等的限制，可以连续运行，同时由于自动分拣系统单位时间分拣件数多，因此自动分拣系统的可以弥补人力分拣在重复分拣方面的低效率工作。分拣误差率极低自动分拣系统的分拣误差率大小主要取决于所输入分拣信息的准确性大小，这又取决于分拣信息的输入机制，如果采用人工键盘或语音识别方式输入，则误差率在 3%以上，如采用传感器信息输入，除非物料本身的特征有差错，否则不会出错。因此，本设计计划使用传感器甄别物料外部颜色特征作为信息输入机制。分拣作业实现自动分拣的目的之一就是为了减少工员的使用，减轻工员的劳动强度，提高人员的使用效率，因此自动分拣系统能最大限度地减少人员的使用，基本做到无人化。分拣作业本身并不需要使用人员，人员的使用仅局限于在上位机上对整个控制系统进行监控和针对不同生产要求修改系统控制流程。对于工业自动化物流的发展有着举足轻重的意义。1.3 国内外相关技术发展概况工业自动化系统可以说是应用分拣技术历史最悠久，使用面最广泛，并一直掌握前沿技术的行业。国外工业自动分拣系统在上个世纪四十年代开始采用人工输入分拣信号，由机器进行对物品邮件进行分拣。目前国际上使用文字识别技术的信函分拣机的分拣效率已经达到 3.6 万件/小时。扁平件分拣机分拣效率达到了 1.6 万件/小时，普通工件类分拣机的效率达到 1.2 件/小时。我国的分拣技术从 1958 年在自动化分拣系统开始起步。1960 年代，上海工厂分拣中使用最初的分拣机只是一个皮带传输机，分拣员只是将带有不同颜色的夹子夹在不同路向的工件上，在传输带两侧的拣收人员按着颜色挑选进行分拣。1964 年，北京天桥邮局使用小车携带机械编码信号的翻盘式印刷品分拣机，1966 年，改用原邮电部第二研究所提供的机械编码弹子鼓模拟信号的同步控制装置。从某种意义上讲，这是我国第一台包裹类自动分拣机。60 年代未起重所研制了具有磁编码控制分拣的推式悬挂传输系统在轮胎及汽车制造企业中开始使用。1970 年代中期，原邮电部邮政研究所研制了斜行带式分拣机，用于国际包裹的分拣机。原邮电部第三研究所研制了具有文字识别功能的信函分拣机。在北京、上海、贵阳、沈阳、浙江、广东等地，原邮政系统的邮政局及工厂在上个世纪六七十年代年大量使用的机械翻盘3式的包裹印刷品分拣机、邮袋推式悬挂分拣系统基本满足了当时国内邮政生产的需要。近年来我国开始从荷兰、丹麦、德国、美国引进先进的技术和设备。国内企业自身的研发及制造能力也进一步加强，国产高速自动分拣传输系统装备了很多物流企业。 42 方案论证对于自动输送分拣系统的实现方法有很多种，此次毕业设计对于自动输送分拣系统列出了 2 套方案。我国分拣设备的研发和应用起步较晚，与国外相比约晚 20 年左右。前期主要受历史因素影响，相当长的时期内只停留在研究和中试阶段，改革开放以来，通过国外产品引进及与国外专业厂商技术合作与交流，引入了国外先进技术和理念，国内对分拣设备的研制越来越成熟，应用也越来越多。早期主要应用于在邮政行业，生产和流通领域运用的并不是太多。近几年，输送分拣系统由于它能有效地解决生产分拣过程人工作业运行成本高、效率低等弊病，所以应用越来越广泛。虽然近年来推出了许多种新型的分拣机，但大体上仍分属于俩大类:即直线式分拣机和环状式分拣机。2.1 方案选择2.1.1 直线式分拣机当分拣格口的数量相对较小时，例如只有 10-40 个分发格口，直线式分拣系统是最具有成本效益的分拣方式。许多不同类型的转向机构可以应用于直线式分拣，其中包括滑靴式分拣机与上跃式滚轮分拣机，并依据一些产品特性，输送速度与吞吐量要求等因素进行选择。直线式分拣机的一个缺点是：这类分拣机常常需要相当复杂的汇流站，以有效地将产品导入到系统中。汇流通常会将从几条输送机输送的产品汇集入一条输送线，同时依分拣型式的不同，需要在产品之间保持固定或变动的间隙，使它们较容易进入分拣机。2.1.2 环状式分拣机连续的环状式分拣机通常都比直线式分拣机更贵，但是它们却比直线式分拣机具有更好的功能和柔性。环状式分拣机可以设计成每小时高达 40000 件的高吞吐量，而且可以分拣到数百个分拣路口。5将货物导入环状式分拣机比导入直线式分拣机更容易，因此环状式分拣机特别适合于越库输送的应用。2.2 方案确定通过上述两种分拣机对于其优缺点的描述可以确定使用直线式分拣机，直线式分拣机对于我国小型工厂居多这一现状来说具有成本低于环状式分拣机，高性价比是选择这个方案的原因。直线式分拣机对于传感器的种类要求较少，符合设计要求。63 总体设计3.1 测量原理3.1.1 传感器检测原理(1) 颜色传感器的工作原理颜色传感器通常是在独立的光电二极管上覆盖经过修正的红、绿、兰滤光片,然后对输出信号进行相应的处理,才能将颜色信号识别出来;有的将两者集合起来,但是输出模拟信号,需要一个 A/D 电路进行采样,对该信号进一步处理 ,才能进行识别,增加了电路的复杂性,并且存在较大的识别误差,影响了识别的效果。(2) 电容传感器的工作原理是利用力学量变化使电容中其中的一个参数发生变化的方法来实现信号变换的。根据改变电容器的参数不同，电容传感器种类也不同。根据不同的非电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、速度、力等）转换成电容变化的传感器称为电容传感器。本次设计就是把通过对压力不同的检测，进行电容传感器参数的变化，从而达到识别作用。(3) 电感传感器的工作原理电感式传感器是利用被测量的变化