2023年乔守云材料分拣装置的plc控制系统.doc

陕西国防工业职业技术学院 SHAANXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕业设计论文 题 目 材料分拣装置的PLC控制系统 专 业 电气自动化技术 班 级 自控3111班 姓 名 乔守云 学 号 25311115 指导教师 赵连娟 二○一四年 陕西国防工业职业技术学院机电工程系 毕 业 设 计 任 务 书 专业:电气自动化技术 班级:自控3111 学生签名:乔守云 一、 设计题目 利用可编程控制器实现材料分拣系统设计 二、 设计内容要求和技术参数 1． 利用PLC实现对伺服电机的精确控制。 2． 对于机械装置准确的定位和监测。 3． 选择正确的传感器对不少于四种套间的准确检测。 4． 控制目标是不同的材料移动到指定位置，并组成固定的套间组合。 5． 正确设计外围电路使系统硬件功率可正常运行。 6． 利用Kingview6.5实现系统的监控。 三、 设计应完成的技术资料 1． 系统流程图一张。 2． 硬件原理图一份。 3． 系统控制程序一份。 4． 毕业设计报告一份。 四、 设计考核的主要知识与技能 1． 培养学生的设计能力及合作能力。 2． 考核学生计算机控制相关知识及应用能力。 3． 考核学生对过程自动化的应用能力。 五、 设计时间: 2023年 11月 29 日 至 2023年1月 8 日 六、 主要设计内容： 选择适当的伺服电机电机以及减速装置，选择系统所需要的传感器实现材料的分拣，编制系统运动路径规划并编辑程序实现，利用组态软件设计控制界面。 七、 指导教师签名: 赵连娟 设计、辩论考核以及毕业设计总成绩 学生班级: 自控3111 学号 15 姓名 乔守云 1.设计评语: 指导教师签字 年 月 日 2.辩论评语: 3.毕业设计总成绩: 根据学生平时表现、指导教师评语意见，经辩论小组考核，综合评定该生毕业设计成绩为 。 辩论小组: 组长签名 组员签名 年 月 日 陕西国防学院机电工程学院毕业论文 题目:通用RS-232 专业:电气自动化技术 班级:自控311115 作者:乔守云 指导教师:赵连娟 摘 要 材料分拣控制系统的使用是现在工业自动化常用的控制系统之一，它可以根据各种产品的加工需要，按照预定的控制程序动作，实现对不同的产品进行分类，减轻人工的劳动强度，完成自动化生产的控制要求，具有动作迅速、准确、结构简单、安装方便、可靠等一系列优点，在各行业中得到广泛的应用。可编程序控制器是在继电器控制和计算机技术的根底上开发出来，并逐渐开展成为以微处理器为核心、集计算机技术、自动控制技术及通信技术于一体的一种新型工业控制装置，功能比较强大。在此装置中选择PLC来控制分检系统。分拣功能包括四个方面:分拣出金属铁质材料、铝质材料；分拣出金属中黄颜色块；其他材料块；设计分为两大类：硬件局部和软件局部，硬件局部包括气动局部；软件为PLC程序局部。 关键字：分拣装置、气缸、电磁阀、传感器、PLC 目录 摘 要 1 绪论 1 第一章 概述 3 1.1自动分拣系统 3 1.2 PLC控制系统的现状及开展前景 4 1.3 PLC的优点 5 1.4 研究的目的和意义 5 第二章 设计方案确实定 7 2.1 控制方案确实定 7 2.1.1 继电器控制 7 第三章 硬件设计 8 3.1 气动装置 8 3.1.1气压传动的优缺点 9 3.1.2气动控制系统 10 3.1.3 气动执行元件 10 3.1.4气缸的选择与使用 11 3.1.5气动控制元件 12 3.2 检测元件 13 3.2.1 光电码盘 13 3.2.2 光电传感器 13 3.2.3 电感传感器 13 3.2.4 电容传感器 14 3.2.5 颜色传感器 14 3.3 材料分拣系统的整个工作过程 15 3.4 PLC 16 3.4.1 PLC根本结构和工作原理 16 3.4.2.PLC选型 17 3.4.3 确定PLC的容量 18 3.5 硬件电路的设计 19 第四章 软件设计 22 5.1 硬件调试 24 5.2 软件调试 24 第六章 展望 26 致 谢 27 参考文献 28 附 录 29 绪论 一、课题研究的意义 　 随着社会的不断进步, 市场竞争的日趋剧烈, 各个生产企业都迫切地需要改良生产技术,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, 生产本钱高, 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。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、输送装置进行相应的作业。分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣指令，当具有相同分拣信号的商品经过该装置时，该装置动作，使其改变输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分拣道口。输送装置的主要组成局部是传送带或输送机，其主要作用是使待分拣商品鱼贯穿过控制装置、分类装置，并沿固定线路运送商品。分拣道口是已分拣商品脱离主输送机(或主传送带)进入集货区域的通道。 　　用可编程控制器实现材料分选装置的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地对金属材料与非金属的分拣及其颜色的分选。分析了现代工厂在材料分选在控制与管理的现状，结合工厂的实际情况阐述了材料分选控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的工厂材料分拣装置控制系统的PLC设计方案。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技的开展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。如何利用当今计算机与自动控制技术，有效地进行材料分选，提高工厂的生产效率是值得我们研究的新课题。 二. 本课题所涉及的问题在国内外研究现状及分析 　　 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。限于当时的元器件条件及计算机开展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机〔简称PC〕开展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller〔PLC〕。　　 20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化开展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器开展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。　　 我国对PLC的研制和应用起步比较晚，但是开展速度很快。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，PLC技术已被广泛应用于石油、化工冶金、轻工、机械、电力等各行业，以实现逻辑、步进、数字、机器人、模拟量等的自动控制。继美国以后，日本、德国、法国等工业兴旺国家也相继研制出自己的PLC，并开展了各自的PLC技术。PLC正以强大优势逐渐取代传统的继电接触控制系统成为工业控制领域中占主导地位的根底自动化设备。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。 第一章 概述 1.1自动分拣系统 1.1.1 自动分拣系统的主要特点 1．能连续、大批量的分解货物。由于采用流水线自动作业方式，自动分拣系统不受气候、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分拣能力是人工分拣系统无法比较的。例如，目前世界上一般的自动分拣系统可以连续运行100个小时以上，每小时可分拣7000件包装商品，如用人工那么每小时只能分拣150件左右，同时分拣人员也不能在这种劳动强度下连续工作8小时。 2.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，那么误差率在 3％以上，如采用条形码扫描输入，除非条形码的印制本身有过失，否那么不会出错。因此，目前自动分解系统主要采取条形码技术来识别货物。 3．分拣作业根本实行无人化。建立自动分拣系统的目的之一就是为了减少人员的使用，减轻人员的劳动强度，提高人员的使用效率，因此自动分拣系统能最大限度的减少人员的使用，根本做到无人化。分拣作业本身并不需要使用人员，人员使用仅局限于以下工作：送货车辆抵达自动分拣线的进货端时，由人工接货；由人工控制分拣系统的运行；分拣线末端由人工将分拣出来的货物进行集载、装车； 自动分拣系统经营、管理与维护。 1.1.2自动分拣系统的组成 自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。 1.控制装置。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、输送装置进行相应的作业。 2.分类装置。分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣指令，当具有相同分拣信号的商品经过该装置时，该装置动作，使其改变输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分拣道口。 3.输送装置。输送装置的主要组成局部是传送带或输送机，其主要作用是使待分拣商品鱼贯穿过控制装置、分类装置，并沿固定线路运送商品。 4．分拣道口。分拣道口是已分拣商品脱离主输送机(或主传送带)进入集货区域的通道。 1.2 PLC控制系统的现状及开展前景 随着PLC的普及与推广，其应用领域越来越广泛。特别对于许多新建、扩建项目和设备的