基于PLC的物料自动分拣系统设计 毕业设计

基于PLC的物料自动分拣系统设计

摘要

随着工业自动化的普及和发展，生产过程中物料分拣的效率问题越来越引起人们的关注。重复繁琐的人工分拣物料过程已不能满足企业追求的生产效益和如今社会的需求。人、机器与物料三者关系的协调，已成为我们需要解决的重要问题之一。理所当然，用尽可能少的人力控制机器分拣物料来完成如期的生产任务是最佳的选择模式——即采用自动化技术代替人工分拣物料的过程。

本文主要讲述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，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：传感器PLC 物料分拣

目录

第1章绪论 (1)

1.1 论文研究背景 (1)

1.2 研究现状及发展趋势 (1)

1.3 论文研究的意义 (1)

1.4 本论文研究的主要内容 (2)

第2章物料分拣装置结构及总体设计 (3)

2.1 材料分拣装置工作过程概述 (3)

2.2 系统的技术指标 (4)

2.3 系统的设计要求 (4)

2.3.1功能要求 (4)

2.3.2系统的控制要求 (4)

第3章控制系统的硬件设计 (6)

3.1系统的硬件结构 (6)

3.2 系统关键技术 (6)

3.2.1系统对PLC的要求 (6)

3.2.2 PLC的选择 (7)

3.2.3 PLC的输入输出端子分配 (9)

3.2.4 PLC输入输出接线端子图 (10)

3.3 检测元件与执行装置的选择 (11)

3.3.1 输入电气元件 (11)

3.3.2 输出电气元件 (16)

3.3.3 执行电气元件 (18)

第4章控制系统的软件设计 (22)

4.1控制系统流程图设计 (22)

4.2 西门子编程软件、模拟仿真软件 (23)

4.2.2 西门子仿真软件 (23)

4.3 控制系统程序设计 (24)

第5章控制系统的调试 (30)

5.1硬件调试 (30)

5.2软件调试 (30)

第6章总结 (31)

参考文献 (32)

致谢 (33)

附录 (34)

第1章绪论

1.1 论文研究背景

在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展，自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作，更需要自动控制系统来实现。现在工业控制的三大支柱中PLC控制越来得到重视，所以物料的自动分拣已成为企业的最佳选择。

1.2 研究现状及发展趋势

我国自动分拣机的应用大约始于1980 年代, 近期的市场兴起和技术发展始于1997 年。自动分拣的概念先在机场行李处理和邮政处理中心得到应用, 然后普及到其他行业。随着业界对现代化物流的实际需求的增长, 各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域, 并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。这些领域的一个共同特点是产品的种类繁多、附加值高、配送门店数量多、准确性要求高和人工处理效率低等特点。

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最佳选择。

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。

1.3 论文研究的意义

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，显然，随着分拣量的增加、分送点的增多、配货响应时间的缩短和服务质量的提高，单凭人工分拣将无法满足大规模配送的要求，所以这一环节被很多企业采用。而国外一些配送中心多采用分拣系统进行分拣，充分

发挥了分拣技术分拣速度快、分拣点多、差错率极低、效率高和基本上全自动操作的优势。所以为了提高生产效率，降低生产成本，提高企业的竞争能力，我们必须加大对自动分拣系统的普及与应用。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，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。

1.4 本论文研究的主要内容

在本文中，以货物材料的分拣系统为例，详细的分析了在基于PLC控制的自动分拣系统的设计，文中介绍了分拣系统中信号的采集分析中传感器的一些基本知识，并通过要求与比较，确定了硬件系统中的一些元器件的选择与确定了PLC 的选型。

在介绍了一些PLC的基本知识后，对本课题进行硬件与软件设计，在软件设计中，确定了I/O分配，并按照控制要求设计出了PLC梯形图。

在本系统完成其设计之后，对其进行整体调试。在硬件部分，调试其各部分安装的位置及角度，使其材料物块的运行与传感器安装的角度适合。将硬件各部分的动作幅度进行调试之后，进行了软硬件综合调试，实现材料分拣系统中上料、传送与分拣的全过程。