毕 业 设 计（论文）
题目： 物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
姓名 学号 专业 年级 指导教师 完成时间
黄
建
军
20110103159 机电一体化技术 2011 级 陆莲仕 2013 年 11 月 25 日
物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
目
第一章
1.1 1.2 1.3
录
绪
论 ...................................... 1
物料自动分拣的意义 ......................................................................... 1 设计任务要求 ..................................................................................... 2 设计任务分析 ..................................................................................... 2
第二章
2.1 2.2
物料自动分拣装置结构及总体设计方案 ........... 3
机械构造分布 ..................................................................................... 3 设计方案 ............................................................................................. 5
第三章
3.1 3.2
系统硬件设计 ................................. 6
基本结构 ............................................................................................. 6 主要组成部件 ..................................................................................... 6
第四章
系统软件设计 ................................ 17
4.1 I/O 分配表 ........................................................................................ 17 续表 ............................................................................................................. 18 4.2 接线图 ............................................................................................... 19 4.3 软件控制流程图 ............................................................................... 20 4.4 顺序控制功能图 ............................................................................... 21 4.5 PLC 控制程序 .................................................................................... 22
第五章
5.1 5.2
系统总成本估算 .............................. 28
系统使用的零部件 ........................................................................... 28 系统总开支 ....................................................................................... 29
第六章
毕业设计总结 ................................ 30
参考文献 ............................................ 31
物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
第一章
绪
论
1.1
物料自动分拣的意义 PLC 控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，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 , 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。 材料分拣装置是模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了 PLC 控制、 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选和归 类功能，并可配置监控软件由上位机监控。该装置采用台式结构，配有 S7-200 型 CPU 、传感器（光电式、电感式、颜色、磁感应式） 、旋转编码器、交流电动机、 输送带、气缸、电磁阀、直流电源、空气过滤减压器等是典型的机电一体化教学 实验装置。 本系统采用的可编程控制器，只要结合不同的传感器，比如根据材料的属性、 尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器，就可对不同的物料进行分拣，具 有广泛的应用前景。
1
物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
1.2
设计任务要求
该控制系统应能使物料分拣具有自动循环、单循环、单动作三种工作方式， 且能使各种工作方式不相互发生冲突；应能完成铁料、铝料、不同颜色的塑料分 拣至不同料槽的控制要求；应具有启动、预停、急停和计数功能；应具有短路保 护、过载保护、失压保护等功能。 应确定具体的控制过程、控制系统的总体及软件设计；确定 PLC 的型号规格； 确定 PLC 各 I/O 元件；设计气动系统控制原理图；确定各气动元件；设计电动机 及变频器的主电路及控制电路原理图；确定变频器型号及各电气元件；设计物料 分拣系统的单动作手动程序、单循环程序、自动循环程序，故障报警和信号显示 程序；上机调试程序；进行成本估算。 1.3 设计任务分析
分拣的物料都是规则的，而且是圆柱形，我们可以先把物料装进一个套筒， 然后就让它在重力的作用下一个一个的掉到输送带。在这个过程中需要设计一个 上料机构来完成这一步骤。接着物料到达输送带时，我们要把铁、铝、塑料（黄、 蓝色）物料进行分拣，可以用各种传感器来进行分拣，这就需要设计一个分拣装 置。这两个装置可以用接触器控制，也可以用 PLC 控制，考虑到接线方面的麻烦， 决定用 PLC 来控制整个流程！
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
第二章
物料自动分拣装置结构及总体设计方案
本装置是由上料机构和分拣机构构成，工件通过上料机构流到输送带进行分 拣。 2.1 机械构造分布
2.1.1 上料机构 上料机构由简图、光电传感器、安装支架、挡料气缸、顶料气缸、警示灯等 部分组成，如下图 2.1 所示
图 2.1
上料机构示意图
（ 1 ）光电检测传感器：物料检测传感器为光电漫反射型传感器，检测到有物 料时，推料气缸将物料推出，有物料是为 PLC 提供一个输入信号。 （ 2 ）顶料气缸：将工件顶住。 （ 3 ）挡料气缸：将工件一一的放下来。
3
物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
（ 3 ）警示灯：在设备停止时警示红灯亮，在设备运行时警示绿灯亮，在无物 料是警示黄灯亮。 （ 4 ）储料筒：用于存放直径 100mm 的圆柱型工件，料筒侧面有观察槽。 （ 5 ）安装支架：用于安装工件库和气缸。 1.1.2 分拣装置
分拣装置由输送带、气缸、各种传感器、电动机等部分组成，它的结构图如 图 2.2 所示
图 2 .2
分拣装置示意图
（ 1 ） SN: 光电传感器 , 当有物料放入输送带时，给 PLC 一个输入信号。 （ 2 ） SA: 电感式传感器 , 检测铁材料，检测距离为 2 — 5mm 。 （ 3 ） SB: 电容传感器 , 检测铝材料，检测距离为 2 — 5mm 。 （ 4 ）SC: 颜色传感器 , 用于检测非金属的蓝色物料，检测距离为 3 — 8mm, 检测 距离可通过传感器放大器的点位器调节。 （ 5 ） SD ：备用传感器，用于检测黄色塑料物料。 (6) (7) SBW 气缸缩回到位。 SFW 气缸伸出到位。
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
（ 8 ） 1 号料槽：用于放置铁物料。 （ 9 ） 2 号料槽：用于放置铝物料。 （ 10 ） 3 号料槽：用于放置蓝色塑料物料。 （ 11 ） 4 号料槽：用于放置黄色塑料物料。 （ 12 ）皮带输送线：由三相异步电动机拖动，将物料输送到相应的位置。 （ 13 ）三相异步电动机：驱动传动带传动，由变频器控制。
2.2
设计方案 1. 上料机构 在复位完成后，按下“启动”按钮，料筒光电传感器检测到有工件时，推料
气缸将工件推出，推料气缸缩回，若 3 秒钟后，料筒检测光电传感器仍未检测到 工件，则说明料筒内无物料，这时警示灯黄灯闪烁，放入物料后黄灯熄灭； 2. 分拣机构 当入料口光电传感器检测到物料时，变频器接收启动信号，三相异步电动机 正转运行，皮带开始输送工件，当料槽一到位检测传感器检测到铁物料时，推料 一号气缸动作，将铁物料推入一号料槽；当料槽二检测传感器检测到铝物料时， 推料二气缸动作，将铝物料推入二号料槽；当检测器检测到蓝色物料时，推料三 气缸动作，将蓝色物料推入三号料槽；当物料为黄色物料直接导入四号料槽，料 槽检测传感器检测到有工件经过，推料四气缸动作，将黄色物料推入料槽。
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
第三章
系统硬件设计
3.1
基本结构 硬件部分由传感器、可编程控制器、气缸、变频器、电机、气体空压机组成，
他们之间的关系如图 3.10 所示。
图 3.10
系统的硬件结构框图
3.2 3.2.1
主要组成部件 PLC 的型号选择
根据输入输出点数合理选择 PLC ，由表 5 — 1 可知输入使用 19 点，输出使用 9 点，考虑到以后使用中的升级、添加功能的需要，点数应略多于现用的点数。对 比表 3.2 可知，
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
表 3-1
S7-200 主要技术指标
特性 外形尺寸 本机 I/O 数字量 扩展模块 I/O 映象区
CPU221 90X80X62
CPU222 90X80X62
CPU224 120.5X80X62
CPU226 190X80X62
6 入 /4 出 0 个模块
8 入 /6 出 2 个模块
14 入 /10 出 7 个模块
24 入 /16 出 7 个模块
256 （ 128 入 /128 出）
西门子 S7-200 系列中 CPU226 DC/DC/DC 有 24 个输入点和 16 个输出点。 所 以选择 CPU226 DC/DC/DC 用器件。 3.2.2 电动机及变频器的选取及工作原理 1. 电动机的工作原理 电动机 (Motors) 是把电能转换成机械能的一种设备。 它是利用通电线圈 ( 也就 是定子绕组 ) 产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭 矩。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方 向和磁感线 ( 磁场方向 ) 方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使 电动机转动。 2. 电动机的选择 电动机主要带动传送带，要想选择合适的电动机，必须考虑到传送带的工作 压力和输送的速度。由于传送带上有四个传感器，所以传送带上最多同时有五个 工件，假设都是铁，已知工件的底面直径为 100mm ，高 20mm, 密度 7.9kg/m 由已知条件可以计算传送带上物料的重量 M=5xSxhxP=5x3.14X0.5
2
6ES7 216-2AD23-0XB8 型号的 PLC 作为自动分拣装置所
3
X0.02X7.9=0.62kg
估计输送带总长 4000mm ，总重量 50kg ，所以输送带的工作压力
7
物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
F= （ 50+0.62 ） X10=506.2N 假设输送带的速度 V=0.8m/s ，卷筒的直径 D=100mm ，效率 n w =0.72 。 ①确定工作机需要的功率 P w 和卷筒的转速 n w Pw= nw= ②初定电机类型和转速 初估系统的总效率为 0.8-0.9, 需要电动机功率为 Pd=
PW =0.7 — 0.62kw n
F .V =0.56kw 1000nw
60 X 1000V =152.8r/min 3.14 D
根据 P ed ≥P d ，则可以选用的电机有 Y2-801-2 、 Y2-802-4 、 Y2-90S-6 三种。 以这三种方案做一比较见表 3-1 ，综合考虑到装置各方面的因素，拟选用电动机 的型号为 Y-802-4 ，额定功率 P ed =0.75kw, 转速 n d =1390r/min.
表 3-2 电机的型号与参数
方 案 1 2 3
电动机型 额定功率 /kw 号 Y2-801-2 Y2-802-4 Y2-90S-6 0.75 0.75 0.75 2830 1390 910 1.8 2.0 2.2 75 73 69 满载转速 r/min 电流 效率
③电动机的主电路图 电机的主电路由刀开关 QS1 、热继电器 QF1 、交流接触器 KM1 、变频器组成， 它的接线图如图 3.11.
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
图 3.11
电机主电路图接线图
3. 变频器的选择 ①变频器工作原理 变频器是把工频电源 (50Hz 或 60Hz) 变换成各种频率的交流电源， 以实现电机 的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换 成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再 逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需 要一个进行转矩计算的 CPU 以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子 绕组供电的频率来达到调速的目的。 ②选择变频器的型号 考虑到变频器使用的功能以及各系列变频器的特点，最终决定使用西门子 MICROMASTER 440 系列的变频器。他有以下几点特点： 引导调试简单 模块化结构允许组态的最大灵活性 六个可编程的独立数字量输入 两个可量测的模拟量输入 (0V 到 10V,0mA 到 20mA) 也可以被用作第 7 个 / 第
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
8 个数字量输入 一个可编程模拟量输出（ 0mA 到 20mA ） 三个可编程继电器输出（ 30V DC/5A, 阻性负载； 250 V AC/2 A ，感性负载） 因高脉冲频率而获得低噪音电机运转 , 可调节（如果必要，可降额运行） 。 变频器主要是用来控制输送带的电动机，然而电动机的功率是 0.75kw, 西门 子 MICROMASTER 440 系列的变频器工作的功率范围是 0.1~15kw, 足够安全，所以 选用西门子 MICROMASTER 440 系列变频器。 ③硬件连接 1 ） 三角形连接为：变频器 U 、 V 、 W 端分别接入电机的 U1 、 V1 、 W1, 电机端 U1 接 W2,W1 接 V2,V1 接 U2
图 3.12
变频器硬件端子图
2 ）变频器控制端口连接为：端口 DIN1（ 5 ）为正转，端口 DIN2（ 6 ）为反转， 端子公共端接入端子 9 （ OUTPUT ） ，端子 1 （ 10V ）和端子 2 （ 0V ）给电位器供电， ANT1+(3) 接电位计中间滑点， ANT1- （ 4 ）接电位计负极以及端子 2 （ 0V ） 。 3 ）变频器连接为： L1 、 L2 、 L3 分别接入三相电源的 L1 、 L2 、 L3 ④参数设置
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
1 ）电动机的参数设置
表 3-3 电动机参数设置
参数设置 P003 P0010 P0100 P0304 P0305 P0307 P0308 P0310 P0311
出厂值 1 0 0 230 3.25 0.75 0 50 0
设置值 1 1 0 380 0.8 0.2 0.8 50 1400
说明 设用户访问级为标准级 快速调试 工作地区，功率 KW 表示，频率 50HZ 电动机额定电压 v 电动机额定电流 A 电动机额定功率 KV 电动机额定功率因素 cos 电动机额定频率 HZ 电动机额定转速 r/min
设置完成后， P0010 设置为 0 ，变频器处于准备状态，可正常运行。 2 ）模拟信号操作控制参数
表 3-4 模拟信号操作控制参数
参数设置 P003 P0700 P0701 P0702 P1000 P1080 P1082
出厂值 1 2 1 1 2 0 50
设置值 2 2 1 2 2 0 50
说明 设用户访问级为标准级 命令源选择为端子排输入 ON 接通正转， OFF 停止 ON 接通反转， OFF 停止 频率设定值选择为模拟输入 电动机运行的最低频率 电动机运行的最高频率
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
电位器的选择 电位器的工作原理：首先在应该选用正比例变化线性的电位器，这种电位器 的转动角度基本上跟电阻值的变化成正比例，这样根据电阻器的分压原理，就可 以实现旋转角度大小转变成电压大小了。选择的型号是 LA42DWQ-22 10K 。 3.2.3 气动元件的选取及工作原理 1. 气动回路原理
图 3.13
气动回路图
2. 气源装置 由于气路图是并联连接，所以只要计算出最大压力就是气源需要的压力。气 动系统装置中，经过分析，顶料气缸需要的压力最大，而且当顶铁物料时需要的 压力最大。假设料筒可以装 20 个物料，已知工件的底面直径为 100mm ，高 20mm ， 密度为 7.9kg/m 。 由已知条件可以计算出当顶铁物料时，料筒最底下的那块铁重量 M=20SHP=20x3.14x0.5 x0.02x7.9=2.48kg
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
经查资料可知铁与塑料的摩擦因数为 0.25 ，所以要想物料不落下，气缸所需 要的顶力 F N ，由力的平衡方程可得： u F N =㎎ FN=
mg =9.92N u
考虑到各种元器件之间的摩擦，最终选择需要的最大压力必须大于 9.92N 。 空压机的选用是以气压传动系统所需要的工作压力和流量两个参数为依据， 根据计算，可选用额定排气压力为 0.7~1MPa 的低压空气压缩机。输出流量根据整 个气动系统对压缩空气的需要，再加一定的备用余量，作为选择空气压缩机流量 的依据。根据估算，选择小型（流量 1~10m /min ）的空气压缩机。 3. 执行元件 执行元件主要是气缸，选择双作用气缸，亚德客品牌的普通型，型号为 CDJ2B16-75-B 。它的工作原理及特点是：压缩空气驱动活塞沿轴线双方向运动， 活塞杆伸出和返回的伸出力和速度不相等，压缩空气消耗量也不相等。 气缸的负载是推动工件，考虑到气缸内部存在一定的摩擦，所以气缸理论输 出力为 10N（略大 9.92N ） ，经过查资料《启动传动与控制》 ，可以确定缸径 D=8mm ， 压力 P=0.2MPa
图 3.14
双作用气缸
4. 控制元件 主要的控制元件是二位五通单电控电磁阀，选择亚德客品牌，型号为 4V110-06 DC24, 它的气动符号图如图 3.15 工作原理：1 是进气管，2 、4 两个是出 气管，3 、5 两个是排气管。当线圈通电时，阀工作在右阀位，进气由 1 经过阀从
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
2 出去，管 4 的气经阀从 5 排出；当线圈掉电时，阀在弹簧的弹力作用下，阀工 作在左阀位。
图 3.15
二位五通单电控制阀
5. 辅助元件 ①气源调节装置 气源调节装置由过滤器、减压阀和油雾器三部分组成，简称为三联件，他连 接图如图 3.16 。过滤器用于从压缩空气中进一步除去水分和固体杂质粒子等，减 压阀用于将进气调节系统所需的压力；油雾器可以把油滴喷射到压缩空气中，以 便对气动元件进行润滑。选择亚德客品牌，型号为 AC2000
图 3.16
气动三联件
②单向节流阀 单向阀作用是只允许气体沿一个方向流到，反之则被截止。它的图形符号如 图 3.17 所示，节流阀利用阀芯与阀口之间的缝隙大小来控制流量，缝隙越小节流 出过流面积越小，通过流量就越少；缝隙越大，通过的流量就越大。单向阀与节 流阀就组成了单向节流阀，它只适用于负载和温度变化不大或速度稳定性要求不 高的场合。选择品牌为 SMC, 型号是 AS1201F-M5-04
图 3.17
单向节流阀
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
6. 检测元件的选取及工作原理 ①磁性传感器 ( 简称磁性开关 ) 是一种非接触式位置检测开关，其图形符号如 图 3.18 所示，它的工作原理：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用 输出信号的器件或装置。
图 3.18
磁性传感器
②光电传感器工作原理，在工作时，光发射始终发射检测光，若接近开关前 方一定距离内没有物体，则没有光被发射到接收器，光电开关处于常态而不动作； 反之若接近开关的前方一定距离内出现物体，只要发射回来的光强度足够， 则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态。其图形符 号如图 3.19 所示。
图 3.19
光电传感器
③电感传感器的工作原理，它是利用电涡流效应制成的有开关量输出的位置 传感器，它由 LC 高频振荡器和放大处理器组成，利用金属物体在接近这个能产生 电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生电涡流。这个电涡流反作用于接近开关， 使接近开关振荡能力衰减，内部电路参数发生变化，由此识别出有无金属物体接 近，进而控制开关的通或断。其图形符号如图 3.20 所示。
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
图 3.20
电感传感器
④电容传感器，电容式传感器是将被测量（如尺寸、压力等）的变化转换成 电容量变化的一种传感器。其图形符号如图 3.21 所示。
图 3.21
电容传感器
⑤颜色传感器，将物体颜色同前面已经示教过的参考颜色进行比较来检测颜 色的机器我们称之为颜色传感器 。 颜色传感器是通过将物体颜色同前面已经示教 过的参考颜色进行比较来检测颜色，当两个颜色在一定的误差范围内相吻合时， 输出检测结果
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
第四章
系统软件设计
4.1
I/O 分配表
表 4-1
I/O 分配表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 I2.0
注释 启动按钮 急停按钮 停止按钮 顶料气缸伸出到位 顶料气缸缩回到位 挡料气缸伸出到位 档料气缸缩回到位 气缸一伸出到位 气缸一缩回到位 气缸二伸出到位 气缸二缩回到位 气缸三伸出到位 气缸三缩回到位 气缸四伸出到位 气缸四缩回到位 缺料传感器 下料传感器
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物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
续表
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
I2.1 I2.2 I2.3 I2.4 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1
电感传感器 电容传感器 颜色传感器 备用传感器 启动指示灯 停止指示灯 缺料指示灯 (YA1) 顶料气缸 (YA2) 挡料气缸 (YA3) 铁物料） (YA4) 铝物料 (YA5) 黄色物料 (YA6) 蓝色物料 (KM1) 变频器上电
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材料分拣系统控制系统设计单片机
**大学**远程教育 毕业设计 题目：材料分拣系统控制系统设计（单片机） 入学年月 姓名代xxx 学号110xxxxx 专业机电一体化 联系方式 13xxxx 学习中心 xxxxx 指导教师XXXXXXX___ 完成时间 X月XX日 目录
1 绪论 (1) 1.1 自动分拣系统的定义 (1) 1.2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 (1) 2 系统硬件设计 (2) 2.1 传感器的选型 (2) 2.1.1 电感式传感器 (2) 2.1.2 电容式传感器 (3) 2.1.3 颜色传感器 (5) 2.2 限位开关的设计 (6) 2.3 电磁阀的设计 (7) 2.4 PLC的选型 (8) 2.5 PLC输入输出接线端子图 (9) 3 系统软件设计 (10) 3．1 控制系统流程图设计 (10) 3.2 PLC梯形图程序设计 (11) 3.3 整体梯形图 (12) 3.4 PLC程序指令表 (12) 4 总结 (14) 参考文献 (15)
1 绪论 1．1 自动分拣系统的定义 自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照系统设定的指令靠自动装置来完成的。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、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求能够经过不同方式，如可经过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。 1．2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 中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, 然后普及到其它行业。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。
材料分拣系统机械系统 设计单片机 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
郑州大学现代远程教育 毕业设计 题目：双坐标十字滑台的设计 入学年月___________ 姓名____ _________ 学号_________ 专业___ ___ 联系方式__________ 学习中心______ ________ 指导教师_____ _________ 完成时间__2016__年__4__月__12__日 目录 1 绪论 (1) 1.1 自动分拣系统的定义 (1) 1.2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 (1) 2 系统硬件设计 (2) 2.1 传感器的选型 (2) 2.1.1 电感式传感器 (2) 2.1.2 电容式传感器 (3) 2.1.3 颜色传感器 (5) 2.2 限位开关的设计 (6) 2.3 电磁阀的设计 (7) 2.4 PLC的选型 (8) 2.5 PLC输入输出接线端子图 (9)
3系统软件设计 (10) 3．1控制系统流程图设计 (10) 3.2 PLC梯形图程序设计 (11) 3.3整体梯形图 (12) 3.4 PLC程序指令表 (12) 4总结 (14) 参考文献 (15)
1 绪论 1．1 自动分拣系统的定义 自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照系统设定的指令靠自动装置来完成的。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、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。1．2 自动分拣系统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唯一选择。 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；另外组态软件的的发展，为物料分拣系统增添了新的活力。 2 系统硬件设计 2．1 传感器的选型 2.1.1 电感式传感器
腾飞电子设计大赛设计课题：物料分拣系统PLC控制 系别电气工程系 组别第四组 组长陈强 组员李宏璋、高华、魏杰 指导老师严俊、华满香、钟燕科 完成时间2011年 11 月12日
一概述 PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，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,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。 材料分拣装置是模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC控制、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选和归类功能，并可配置监控软件由上位机监控。该装置采用台式结构，配有S7-200型CPU、传感器（光电式、电感式、颜色、磁感应式）、旋转编码器、交流电动机、输送带、气缸、电磁阀、直流电源、空气过滤减压器等是典型的机电一体化教学实验装置。 本系统采用的可编程控制器，只要结合不同的传感器，比如根据材料的属性、尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器，就可对不同的物料进行分拣，具有广泛的应用前景。
二、系统的技术要求及指标 1、输入电压：AC200～240V（带保护地三芯插座） 消耗功率：250W 2、环境温度范围：0～40℃ 3、气源：大于且小于 4、分拣功能 （1）能实行对铁物质的分拣 （2）能对铝物质的分拣 （3）能对黄色塑料分拣 （4）能准确的排除废物（前1、2、3都不能满足的物料 本次任务要求： 1）当料仓传感器检测到有物料后，按照一定的时间间隔或按照输送带上物料间隔适当(如物料的间隔不小于某个规定值)的原则，由PLC控制上料汽缸将物料送至输送带上。 2）输送带把物料依次带到各分拣工位。物料经过各分拣工位时，工位上的传感器会检测出是符合检出条件(即材质或颜色是否满足设定条件)，PLC得到传感器发出的符合检出条件信号(即信号有效)时，控制相应汽缸动作将物料推出传送带，送入相应下料斗。 3）PLC要通过输送带电机轴上的编码器跟踪物料的位置，当物料在前3各 分拣工位均未检出时，由第四各工位上的汽缸将物料推出传送带，送入下料斗。 三、使用方法 1、气源由二联体左侧进气口连接?6气管，另一端接气源。（非长期使用，不要向油杯里注油） 2、接通电源（启动按钮） 3、将物料放进竖井式料槽 4、运行方式： a.通电状态下，下料时下料传感器动作，传送带运行。电感传感器检测 到铁材料时，气缸1动作，将材料块推下。 b.电容传感器检测到铝材料时，气缸2动作将材料推下。 c.颜色传感器检测到非金属材料黄色块时，气缸3动作将材料块推下。 d.其它颜色非金属材料块送到SD位置时，气缸4动作将材料块推下。
基于P L C的材料分拣 系统 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
引言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。在需要进行材料分拣的企业，以往都采用人工分拣的方法，分拣效率极为低下，致使生产成本高，企业竞争力差。近年来，随着科学技术的不断发展，出现了一些自动控制分拣系统装置，它可以大幅度的提高分拣效率，因此越来越多的企业采用了自动控制分拣系统装置。关于自动控制分拣系统装置现在市场上已经大量出现了，并且也应用到生产实际中了。由于PLC具有体积小、易安装、维修性好等特点，所以设计本课题是用PLC来控制分拣系统装置的。 可编程序控制器（PLC）现在已经综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术，其功能越来越强大。本课题采用PLC控制分拣系统装置，可以同时实现三种物料的快速分拣，分别是铁质物料、铝质物料和颜色物料等。并且可以与上位机相接，实现实时监控。它不但可以快速分拣效率，节省大量的人力资源，而且可靠性高，稳定性强，可长时间进行分拣，正是需要进行材料分拣的企业所迫切希望的分拣系统装置。 第1章绪论 该课题是基于PLC的材料分拣系统设计，它包括可编程序控制部分、传感器检测部分、电动机控制部分以及空气压缩机部分。对于本课题来讲，它就是自动化技术、传感器检测技术以及电气拖动技术的融合，在国民经济发展中起着推动作用。近年来，分拣领域已经并正在发生着日新月异的变化，各种先进技术已经被应用到各个工程实际中，并且已经取得了很大的成就。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希望改进生产技术，提高生产效率，同样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，材料分拣系统装置已成为他们的必然选择。 虽然材料分拣系统装置现在已经开始在工程实际应用中开始发挥作用，但是随着科学技术的不断发展，分拣系统也在不断的完善中。分拣系统装置有几种系统控制方式。分别是继电器控制系统、计算机控制系统以及PLC等。几十年来继电器控制系统一直为工业发展起到了巨大的作用，而且目前仍然在工业中大量应用，然而其控制性能与自身的功能已无法满足与适应工业控制要求和发展。计算机控制系统有着十分强大的计算与数据处理能力，但在别的方面却没有PLC功能强大。因此在这个设计中选择PLC来控制分拣系统装置。 此设计正是基于采用PLC来实现关于材料分拣控制系统的设计。材料分拣控制系统组成主要有传感器、断电延时器、进料槽、传送带、分拣推手等组成。当第一个光电传感器检测到进料槽有物体时，上料传感器输出信号给PLC，PLC控制输送带继续运转，同时控制上料气动阀进行上料，每次上料时间间隔可以根据实际情况进行调整。第一个物料传感器为电感传感器，当检测出物料为铁质物料时，反馈信号送PLC，由PLC控制气动阀动作选出该物料；第二个物料传感器为电容传感器，当检测出物料为铝质物料时，反馈信号送PLC,PLC控制气动阀动作选出该物料；第三个物料传感器为颜色传感器，当检测出物料的颜色为待检测颜色时，PLC控制气动阀动作选出该物料；最后还有一个备用的传感器，是用来检测并推下漏拣的物料。本课题由于采用PLC作为控制系统，它存在输入输出响应的滞后现象。滞后现象是指PLC外部输入信号发生变化的时刻起至它控制的有关
目录 1.设计内容 (1) 2.开题报告 (2) 3.第一章 (3) 4.第二章 (4) 5.第三章 (5) 6.程序清单 (6) 7.心得体会 (7) 8.参考文献 (8) 1 学生题目之设计内容和要求 一、设计题目： 材料分拣装置的控制系统 二、设计目的： (1) 通过毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、基本技能进行分析和解决实际问题的能力； (2) 使学生受到PLC系统开发的综合训练，达到能够进行PLC系统设计和实施的目的； (3) 使学生掌握工业生产流水线中材料分拣的工作原理。 三、设备及技术数据 1、材料分拣转置工作过程 下面为材料分拣装置的结构示意图。其工作过程为：通电状态下，下料时，下料传感器动作，传感器运行，传送带运行，电感传感器检测到铁块材料时，气缸1动作将材料推下。电容传感器检测到铝块材料时，汽缸2 动作将材料推下。颜色传感器检测到非金属材料黄色块时，汽缸3动作将推下。其他颜色非金属材料块被传送到SD位置时，汽缸4动作将材料推下。竖井式下料槽无料时，传送带运行一个程序自动停机。 2、技术数据 输入电压：AC200-240V 消耗功率：250W 环境温度范围：-5----40 四、设计要求 1、控制要求 (1) 分拣出金属与非金属 (2)分拣某一颜色块 (3)分拣金属中某一颜色块 (4)分拣非金属中某一颜色块
(5)分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块 分拣颜色为：红、黄、蓝；分拣铁、铝、塑料。 2、设计内容 (1)根据分拣装置工作过程设计功能图表 (2)设计电气控制原理图 (3)进行PLC选型及I/O分配 (4)设计PLC硬件系统 (5)设计控制程序 (6)按要求撰写毕业设计说明书 (7)绘制设计图样 五、参考文献 《PLC编程及应用》机械工业出版社 《工厂电气控制技术》清华大学出版社 《机电类专业毕业设计指南》机械工业出版社 《传感器原理及工程应用》西安科技电子大学出版社 《电子技术及应用》机械工业出版社
《问答题参考答案》 1.实验台控制面板上，要注意哪些安全事项？ 断路器和熔断器的进线和出线端子有高压电，要避免触电。 挡料气缸和推料气缸处不要用手去抠工件，避免夹手。 2.材料分拣装置主要由哪两部分组成？ 答：落料机构和传送分拣机构。 3.材料分拣装置共含有哪几个传感器？ 上料光电传感器、电感传感器（铁）、电容传感器（铝）、颜色传感器（白） 4. 材料分拣装置共含有哪几个限位开关？ 挡料限位开关、顶料限位开关、铁推料限位开关、铝推料限位开关、白推料限位开关。5．材料分拣装置共含有哪几个输出信号？ 顶料电磁阀，挡料电磁阀，电机旋转，金属推出电磁阀，铝推出电磁阀，白色物料推出电磁阀，旋转磁铁。 6.电感传感器的原理？ 传感器自身产生电磁场，当导电物体接近时，电磁场发生变化，使传感器内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通断。被检测的物体必须是导电性能良好的金属物体。 7.电容传感器的原理？ 传感器的测量头和被测物体构成电容器的两个极板。当物体移近时，介电常数发生变化，以此识别有无物体接近，控制电路通断。 8.如果在下料过程中出现卡料，要如何操作？ （1）首先通过手动按钮，使挡料和顶料气缸动作。当工件落到传送带上以后，再按复位按钮，使传送带运行，运走工件。 （2）若上述方法无效，则将气压表旁边横向的蓝色阀门横移打开，这时可以手动操作顶料和挡料气缸，并配合复位按钮实现落料和传送。注意，如果蓝色阀门横移关闭以后，不可再直接用手操作气缸，以免受伤。 9. 电感传感器，原本只能检测铁工件，但是现在错把铝给推入料槽了。如何调整？ 首先不要盲目调整，先观察情况。应该将铁和铝反复放到传感器正下方，轻微调整传感器高度，观察传感器上的指示灯，调整后的结果是测铁时灯亮，测铝时灯不亮，最后固定传感器。
毕 业 设 计（论文）
题目： 物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
姓名
黄建 军
学号
20110103159
专业
机电一体化技术
年级
2011 级
指导教师
陆莲仕
完成时间 2013 年 11 月 25 日
物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
目录
第一章 绪 论 ......................................1
1.1 物料自动分拣的意义.........................................................................1 1.2 设计任务要求.....................................................................................2 1.3 设计任务分析.....................................................................................2
第二章 物料自动分拣装置结构及总体设计方案 ........... 3
2.1 机械构造分布.....................................................................................3 2.2 设计方案.............................................................................................5
第三章 系统硬件设计 .................................6
3.1 基本结构.............................................................................................6 3.2 主要组成部件.....................................................................................6
第四章 系统软件设计 ................................ 17
4.1 I/O 分配表........................................................................................17 续表 ............................................................................................................. 18 4.2 接线图...............................................................................................19 4.3 软件控制流程图...............................................................................20 4.4 顺序控制功能图...............................................................................21 4.5 PLC 控制程序....................................................................................22
第五章 系统总成本估算 .............................. 28
5.1 系统使用的零部件...........................................................................28 5.2 系统总开支.......................................................................................29
第六章 毕业设计总结 ................................ 30
参考文献 ............................................ 31
基于PLC分拣装置系统设计 一、设计要求： 根据当前PLC控制系统的发展和自动控制的理论，设计出了一个基于PLC 的材料分拣装置控制系统。系统利用PLC控制编程，自动控制材料分拣。 二、设计作用与目的: 实现了利用PLC控制编程技术对材料进行自动控制分拣。电路结构简单，投资少（可 利用原有设施改造），分拣系统不仅自动化程度高，还具有在线修改功能，灵活性强，系 统具有数据采集准确、可靠性高及系统成本低等优点。采用模块化的程序设计方法，大量 采用代码重用，减少软件的开发和维护。利用对PLC软件的设计,实现变频器的参数设置、 故障诊断和电机的启动和停止。该系统具有稳定可靠、性价比高、可扩展性强、警示明显、 设计人性化等优点。 三、PLC材料分拣系统的硬件设计 3.1 PLC自动分拣控制系统工作原理
本文所设计的PLC 材料分拣系统采用推块式分拣机的台式结构，有竖井式材料输入料槽，滑板式产品输出料槽口。同时，输送带作为传动结构，为了方便较快速度的启动和停止，用异步交流电机驱动；对不同材质的三种传感器分别固定在网孔板上；为了保证整个系统的安全性又加了一个光电传感器。整个控制系统有气动部件、电气部件和硬件三大部分组成。气动部分由空气压缩机、气缸、气瓶、气压指示表、分水过滤器、冷却器、减压阀、配气器、等部件组成；电气部分由PLC 、铁检测传感器、铝检测传感器、颜色检测传感器、光电传感器、异步交流电机、开关、电源等部件组成；硬件部分由传送带异步电动机、传送带、底座、支架等组成。材料分捡系统工作原理示意图如图3.1所示。 图3.1材料分捡系统工作原理示意图 1—气瓶 2—PLC 3—料槽 4—电源 5—电机 6—料槽传感器 7—料仓气缸 8—皮带 9—仓库 10—气缸 11—传感器 其工作过程是开启电源，气动系统开始工作，系统进入自检状态。下料传感器检测下料槽内是否有物料，若没有物料，延时后自动等待上料；当下料槽内有物料时，系统自动运行。首先，下料传感器发送信号给PLC ，PLC 传送信号给下料气缸。经过一定时间，下 1 2 3 4 5 6 78 910 11
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期：
目录 中文摘要 英文摘要 1绪论 1.1课题的背景和意义 1.2材料分拣系统国内外研究现状 1.3材料分拣系统特点 1.4PLC简介及特点 1.5本课题的设计内容 2材料分拣系统工作原理和总体设计 2.1工作原理 2.2总体设计 2.2.1结构设计 2.2.2系统结构组成 3PLC 控制系统的硬件设计 3.1系统主回路设计 3.2 PLC控制系统的设备组成 3.3 CPU及数字量扩展模块选择 4PLC控制系统的软件设计 4.1PLC程序结构 4.2PLC编程 4.3PID控制的功能指令 5结论 致谢 参考文献 （附录）
基于PLC的材料分拣系统 摘要 随着社会的不断进步，市场竞争的日趋激烈，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。 本论文分析材料分拣系统的工作原理及系统的组成结构，采用稳定性较好的工控设备PLC对材料的运输、分拣进行实时控制。最后对系统的软硬件设计进行详细的介绍。本论文的材料分拣系统已在国内外许多实际的材料分拣系统中得到应用，并取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。经实践证明该系统能极大的节省劳力，具有明显的经济效益和社会效益。 关键词：材料分拣；自动生产线；物料传送；PLC；
The material sorting system based on PLC Abstract With the development of society, market competition become very fierce.Every enterprise tries its best to improve production technology for improving the productivity efficiency, especially in the enterprises which need the technology of material sorting .Many years ago ,we use hand to sort material. This method has low production efficiency,but high production costs. So automatic sorting has become the only choice of enterprises. This paper analyzes the working principle of material sorting system and introduce the structure of the system.This system has used PLC which has a good stability.I use PLC to control the transportation of material and sorting. In the end, the system hardware and software designing were introduced in detail. The material sorting system in this paper has been used in many factories at home and abroad.And it has a stable and reliable performance and good effect in energy saving. Using this control system can save the labor and get obvious economic benefits and social benefits. Keywords: material sorting; Automatic production line; PLC;
摘要 可编程序控制器（PLC）是一种新型的通用的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是功能加强、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。PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，PLC的发展历程在工业生产过程中，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。在传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。PLC最基本最广泛的用于开关量的逻辑控制，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制，顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机，印刷机，订书机，组合自动物料分拣机，磨床，包装等。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业，使用广泛。如今伴随着信息时代的到来，人们的生活水平日益提高，方便、快捷、自动、智能成为时代的主题，在现代家庭生活环境中，居家环境早已不仅仅局限在物理空间上，人们更为关注的是一个安全、方便、舒适的环境，自动化的电子产品自然成为人们追求的目标。 本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，在保留了原始物料分拣机的基本功能的同时又增加了一系列的实用功能并简化其电路结构，其将以控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变分拣机的顺序，从而来达到控制灵活，一机多用的目的，实现工业的智能化。 关键字：PLC；自动物料分拣机；系统结构图
absraote With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy toreasonablepneumatiatcompressedneceengththdirectionprocedurework.The inver ted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-linear, str ong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control process, pendulu m can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-u p and track, therefore.This paper studies a control method of double inverted pen dulum . First of all, the mathematical model of the double inverted pendulum is esta blished, then make a control design to double inverted pendulum on the mathema tical model, and determine the system performance index weightmatrix , by usin g genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix. Fi nally, the simulation of the system is made by . After several test matrix value th e results are not satisfactory response, then we optimize matrix by using Genetic Algorithm. Simulation results show: The system response can meet the design re quirements effectively after Genetic Algorithm optimization. Small twisted paper broken machine for ordinarhome, not only can be used for minced meat. the system state feedback control matrix. Key word: PLC；cylinder；pneumatic loop；system strucer
分拣系统课程设计 班级：理工09-1班 姓名：宋燮 学号 : 22091167 指导教师：崔吉
摘要 PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，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,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:可编程控制器，分拣装置，控制系统，传感器
目录 摘要.......................................................................................................................................................... I 目录........................................................................................................................................................... III 绪论 (1) 第1章材料分拣装置结构及总体设计 (3) 1.1材料分拣装置工作过程概述 (3) 1.2系统的技术指标 (4) 1.3系统的设计要求 (4) 第2章控制系统的硬件设计 (6) 2.1系统的硬件结构 (6) 2.2系统关键技术 (6) 2.3检测元件与执行装置的选择 (10) 第3章控制系统的软件设计 (17) 3.1控制系统流程图设计 (17) 3.2控制系统程序设计 (18) 第4章控制系统的调试 (24) 4.1程序的模拟调试 .......................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2程序的现场调试 .......................................................................................... 错误！未定义书签。 4.3系统调试 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.4PLC的抗干扰系统28 结论 (32) 展望 (33) 结论 (34) 参考文献 (35) 附录 (36)
摘要 本文在自动及分拣系统的原理的基础上，根据一定的分拣要求,对材料分拣进行了以三菱PLC为控制核心，设计出材料分拣控制系统的控制系统和监控系统。该材料分拣系统以PLC为主控制器,结合气动装置、传感器技术、可以进行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、分拣精度高、易控制的特点,对不同的分拣对象,稍加修改本系统即可实现要求。 对本系统完成其设计之后，进行了整体调试。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。 关键词：材料分拣传感器气动装置 PLC
ABSTRACT This paper in the automatic and sort of the system based on the principle of, according to a certain sort the requirements, the sort of material with mitsubishi PLC to control the core, the design of the control system of sorting out material control system and monitoring system. The material sorting system mainly with PLC controller, combined with pneumatic device, the sensor technology, can the control the product to be automatic sorting. System has a high degree of automation, stable operation, high precision, easy to control sorting characteristics of different sort the object, slightly modify the system requirements can be realized. This system to accomplish the design after, the overall debugging. In the hardware part, its parts installation debugging the position and Angle, make its material content piece of run with the sensor installation Angle suitable. The hardware of the amplitude of each part of the action after the commissioning and integrated test software and hardware, and realize the material sorting system began to transmit and materials, and the whole process of the sort. Keywords:material sorting ，sensor ，Pneumatic device，PLC
材料分拣装置的P L C 控制系统设计
目录 摘要 (1) 前言 (2) 第1章绪论 (3) 1.1 本课题研究的意义 (3) 1.2 设计的一般过程 (3) 1.3 设计的准备工作 (4) 1.4 总体方案的设计 (5) 第2章系统的总体设计 (6) 2.1主要组成部件 (6) 2.2 控制过程 (6) 2.2.1 系统的结构框图………………………………………………………… 6 2.2.2 控制系统机械流程图…………………………………………………… 7 3 系统硬件设计 (8) 3.1 PLC的产生与发 展 (8) 3.2 PLC的基本结构 (9) 3.3 PLC控制方法 (10) 3.4 PLC系统的先进 性 (11) 3.5系统的主电路设计…………………………………………………………… 12
3.5.1 主电路图………………………………………………………………… 13 3.5.2 控制电动机运行 (14) 3.5.3 主电路元件选型 (15) 4分拣装置的软件设计 (23) 4.1分拣装置部分的I/0 点数分配与PLC连线 图 (23) 4.2 分拣装置部分的顺序功能图 (25) 4.3 分拣装置部分的控制系统流程图 (26) 总结 (27) 附录 (27) 摘要 从二十世纪20年代开始，随着汽车、滚动轴承、小型电动机和缝纫机等工业发展，机械制造中开始出现自动线，最早出现的是组合机床自动线。在此之前，首先是在汽车工业中出现了流水生产线和半自动生产线，随后发展成为自动线。第二次世界大战后，在工业发达国家的机械制造业中，自动线的数目出现了急剧增加。