自動(dòng)分揀系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁(yè)眉頁(yè)腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除，謝謝！桂林航天工業(yè)學(xué)院課程名稱(chēng)專(zhuān)業(yè)綜合工程設(shè)計(jì)桂林航天工業(yè)學(xué)院學(xué)生課程設(shè)計(jì)成績(jī)鑒定表自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)秀□良好□中等□及格□不及格□優(yōu)秀□良好□中等□及格□不及格□動(dòng)手能力；創(chuàng)新能力；分析、解決實(shí)際問(wèn)題能力；協(xié)作與組織管理能力；優(yōu)秀□良好□中等□及格□不及格□是否完成了規(guī)定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)；是否達(dá)到了既定的實(shí)驗(yàn)效果。優(yōu)秀□良好□中等□及格□不及格□年月日桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2016年6月27日至2016年7月11日（1）2016年6月27日：選定及分析題目；1．本表應(yīng)在每次實(shí)施前由指導(dǎo)教師填寫(xiě)一式2份，審批后所在系（部）和指導(dǎo)教師各留1別。3．若填寫(xiě)內(nèi)容較多可另紙附后。說(shuō)明系（部）分管領(lǐng)導(dǎo)：教研室主任：指導(dǎo)教師：年月日桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙摘要sortingsystem)已成為先進(jìn)配配送效率的一項(xiàng)關(guān)健因素。它可以搬運(yùn)貨物、分揀物品、代替人的繁重勞動(dòng)?？梢詫?shí)現(xiàn)以廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工業(yè)和貨物中轉(zhuǎn)中心等。本文主要講述羅克韋爾PLC高、效率高的材料自動(dòng)分揀裝置。以羅克韋爾PLC為主控制器，結(jié)合氣動(dòng)裝置、傳感器技術(shù)、位置控制等技術(shù)，控制材料的自動(dòng)分揀。系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、易于控制的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：物料分揀；自動(dòng)化；羅克韋爾PLC桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙Withthedevelopmentofscienceandtechnology,automaticsortingsystemishasbecomeoneofthenecessaryforadvanceddistributioncenterfacilities.Itisgenerallycomposedofdevicecontrol,classificationdevice,conveyingdeviceandsortingcrossingcomposition,withveryhighsortingefficiency.Automaticsortingmachineisamainequipmentofautomaticsortingsystem,whichisaGuanJianfactortoimprovetheefficiencyoflogisticsdistribution.Itcancarrygoods,sortinggoods,replacetheheavylaborofpeople.Canrealizethemechanizationandautomationofproduction,inundertheenvironmentofhightemperature,corrosiveandtoxicgasessuchoperationtoprotectthepersonalsafetycanbewidelyusedinmachinerymanufacturing,metallurgy,electronics,lightindustryandcargotransitcenteretc.ThispaperdescribestheRockwellPLCinmaterialsortingsystems,theuseofprogrammablelogiccontrollerdesignofhighprecision,high-efficiencyautomaticmaterialsortingdevice.InRockwellPLC-basedcontrollers,combinedwithpneumaticdevice,sensortechnology,positioncontroltechnology,controlautomaticsortingmaterial.Systemwithahighdegreeofautomation,stableoperationandhighprecision,easytocontrolfeatures.Keywords:materialsorting;automation;RockwellPLC桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙目錄一緒論1課題背景112本設(shè)計(jì)內(nèi)容2本設(shè)計(jì)的意義2二系統(tǒng)的設(shè)計(jì)22系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求3333三44光電傳感器55光纖傳感器66直流電動(dòng)機(jī)67四88系統(tǒng)軟件9物料分揀9五99整體調(diào)試9硬件的測(cè)試六結(jié)論致謝附錄桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第1頁(yè)共16頁(yè)一1.1課題背景的手段不同，可分為人工分揀、機(jī)械分揀和自動(dòng)分揀。目前自動(dòng)分揀已逐漸成為主流，自動(dòng)分揀裝置來(lái)完成的。這種裝置是由接受分揀指示命令的控制裝置、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，把到達(dá)分揀位置的貨物送到相應(yīng)的搬送裝置。由于全部采用機(jī)械自動(dòng)作業(yè)，因此，分揀處理能力大，效率也不高。分揀分類(lèi)數(shù)目也比較多。作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，近些年來(lái)，可編程控制器技術(shù)在逐步成熟，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線(xiàn)邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍，其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡(jiǎn)單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制、及備，在世界各地發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。1.2課題研究的目的和意義PLC性。基于PLC控制的自動(dòng)分揀系統(tǒng)，利用氣動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作，具有成本低、效率高、可靠性好等特點(diǎn)?；赑LC控制等先進(jìn)技術(shù)，具有可靠性高、功能完善、組合靈活、編程簡(jiǎn)單、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，已廣度的提高，分揀系統(tǒng)在眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在國(guó)防軍事、醫(yī)療、食品加工、生活服務(wù)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。作，能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工作的傳送和裝卸。廣泛應(yīng)用傳送帶可以逐步改善勞動(dòng)條件，更體現(xiàn)可控的生產(chǎn)能力，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，環(huán)境，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少勞動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)以及提高生產(chǎn)效率。桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第2頁(yè)共16頁(yè)1.3本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及意義1.3.1本設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）系統(tǒng)得電后，各部分在初始位置時(shí)，需要手動(dòng)啟動(dòng)后便可運(yùn)行；（2）電機(jī)開(kāi)始工作帶動(dòng)傳輸帶傳送物體向前運(yùn)行；（3）有物料時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳送帶動(dòng)作，將物料送走；（4）當(dāng)金屬物料傳感器檢測(cè)到是金屬物料時(shí)，氣缸一動(dòng)作；（5）當(dāng)白色物料傳感器檢測(cè)到白色非金屬物料時(shí)，氣缸二動(dòng)作；（6）當(dāng)黑色物料傳感器檢測(cè)到黑色非金屬物料時(shí)，氣缸三動(dòng)作；（7）當(dāng)非定義物料傳感器檢測(cè)到非定義的物料時(shí)，氣缸四工作；（8）氣缸運(yùn)行應(yīng)有伸出限位保護(hù)；（9）按下停止按鈕，要等到該物料分揀完成后方可停止；（10）啟動(dòng)后，有物料就自動(dòng)分揀，而分揀完成就自動(dòng)停止。1.3.2本設(shè)計(jì)的意義隨著電氣技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域迅速的拓展，尤其是在各種自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上得到廣泛應(yīng)用。貨物、分揀物品、代替人的繁重勞動(dòng)。可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在高溫、腐蝕及有毒氣體等環(huán)境下操作保護(hù)人身安全，可以廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的需要，本設(shè)計(jì)試圖開(kāi)發(fā)PLC對(duì)物料與分揀物料的控制，并借助必要的精密傳感器，使其能夠?qū)Σ煌伾约胺N類(lèi)的物料按預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行分揀，區(qū)進(jìn)行單調(diào)持久的作業(yè)，并且在產(chǎn)品變化或臨時(shí)需要對(duì)物料傳感器，氣缸進(jìn)行新的分配任務(wù)時(shí)，可以允許方便的改動(dòng)或者重新設(shè)計(jì)其新的部件，而對(duì)于位置改變時(shí)，只要重新編程，就能很快地投入生產(chǎn)中，降低安裝和轉(zhuǎn)換工作的費(fèi)用和提高生產(chǎn)時(shí)間。二2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)要求2.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第3頁(yè)共16頁(yè)（1）熟悉羅克韋爾的開(kāi)發(fā)環(huán)境，運(yùn)用PLC來(lái)編寫(xiě)工程文件；（2）分揀出金屬和非金屬；（3）分揀出黑色物料和白色物料；（4）分揀出非定義的物料。2.1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求（1）完成分揀系統(tǒng)的接線(xiàn)；（2）編寫(xiě)控制程序；（3）完成軟件對(duì)硬件檢測(cè)和調(diào)試工作；（4）查閱國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展前沿信息，閱讀相關(guān)外文文獻(xiàn)。2.2方案比較與選擇由于本設(shè)計(jì)是基于PLC的材料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)，所以從材料分揀系統(tǒng)裝置的控制系統(tǒng)方面進(jìn)行方案的比較與選擇。一共有三種方案：分別是PLC、繼電器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。下面是關(guān)于三種方案的比較與選擇。2.2.1PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較幾十年來(lái)，繼電器控制系統(tǒng)為工業(yè)控制的發(fā)展起到了巨大的作用，而且目前仍然在求和發(fā)展，與PLC相比較，存在著質(zhì)的差別。下面是關(guān)于它們的各個(gè)方面的比較：（1）控制功能的實(shí)現(xiàn)：繼電器控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)繼電器進(jìn)行硬接線(xiàn)完成相應(yīng)的控制功能，而PLC對(duì)其進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)所需控制要求。（2）對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性：繼電器控制系統(tǒng)需要重新設(shè)計(jì)與接線(xiàn)，適應(yīng)性差，PLC只需對(duì)程序進(jìn)行修改，適應(yīng)性強(qiáng)。集成電路，絕大部分是軟繼電器，可靠性高。器，實(shí)時(shí)性非常好。（5）占用空間與安裝：繼電器控制系統(tǒng)控制體積巨大、笨重，安裝施工工作量大，PLC體積小，重量輕，安裝工作量小。（6）使用壽命：繼電器控制系統(tǒng)易損，壽命短，PLC壽命較高。（7）價(jià)格：繼電器控制系統(tǒng)的價(jià)格較低，PLC較高。（8）維護(hù)：繼電器控制系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜、工作量大，PLC維護(hù)工作量較小。2.2.2PLC與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較以上各種情況綜合分析，決定采用PLC控制系統(tǒng)來(lái)控制材料分揀系統(tǒng)裝置。和其他兩種控制系統(tǒng)相比PLC控制系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)是可靠性、易操作性、靈活性、機(jī)電一體化等。三3.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)介紹用的是型號(hào)為E3F-DS30C4光電開(kāi)光，其接線(xiàn)圖如圖2-1所示，用于作為物料的檢測(cè)，有相應(yīng)動(dòng)作。圖2-1NPN常開(kāi)光電接線(xiàn)圖電感式接近開(kāi)關(guān)屬于有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，用來(lái)檢測(cè)金屬物體。它由LC高LJ12A3-4-2/BX的電感式接近開(kāi)關(guān)來(lái)用作檢測(cè)金屬物料，即作為金屬傳感器。桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第6頁(yè)共16頁(yè)圖2-3電感傳感器工作原理圖感式傳感器的特點(diǎn)是：①無(wú)活動(dòng)觸點(diǎn)、可靠度高、壽命長(zhǎng)；②分辨率高；③靈敏度高；④線(xiàn)性度高、重復(fù)性好；⑤測(cè)量范圍寬；⑥無(wú)輸入時(shí)有零位輸出電壓，引起測(cè)量誤差；隙型、變面積型和螺旋管型。在實(shí)際應(yīng)用中，這三種傳感器多制成差動(dòng)式，以便提高線(xiàn)性度和減小電磁吸力所造成的附加誤差。3.4光纖傳感器體顏色。光纖是光電接近開(kāi)關(guān)，由光纖檢測(cè)頭、光纖放大器兩部分組成，放大器和光纖感器成為危險(xiǎn)環(huán)境下的理想選擇。還可以用于關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的長(zhǎng)期高溫可靠穩(wěn)定的監(jiān)視，相對(duì)于傳統(tǒng)傳感器，光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)有：抗電磁干擾，可工作于惡劣環(huán)境，傳輸距離長(zhǎng)，使用壽命長(zhǎng)，此外，由于光纖頭具有較小的體積，所以可以安裝在很小的空間里。3.5電容式接近開(kāi)關(guān)電容式接近開(kāi)關(guān),這種開(kāi)關(guān)的測(cè)量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是接近開(kāi)關(guān)時(shí)，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從本次設(shè)計(jì)用型號(hào)為L(zhǎng)JC18A3-B-Z/BX的電容式接近開(kāi)關(guān)，用來(lái)檢測(cè)黑色物料。3.6直流電動(dòng)機(jī)桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第7頁(yè)共16頁(yè)控制脈沖個(gè)數(shù)，來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。同時(shí)，可以通過(guò)控制脈沖進(jìn)電機(jī)選用的型號(hào)為2GN-90K。3.7PLC的選擇根據(jù)上面所確定的I/O般的小型機(jī)即可滿(mǎn)足控制要求。本系統(tǒng)選用美國(guó)羅克韋爾公司的micro850系列的2080-LC50-48QWB型PLC。該P(yáng)LC滿(mǎn)足本系統(tǒng)的需求。根據(jù)所選擇的PLCPLC3-1所示。表3-1材料分揀裝置PLC輸入與輸出端子分配表接線(xiàn)不工作○-R-高DO_16○-R-高DO_15DO_14DO_13DO_12○-R-高○-R-高○-R-高DI_20DI_19DI_18DI-17DI_13DI_14DI_15DI_16-||-無(wú)-||-無(wú)-||-無(wú)-||-無(wú)-||-高-||-高-||-高-||-高○-R-高啟動(dòng)負(fù)停止負(fù)啟動(dòng)負(fù)停止負(fù)DI_21DI_22○-S-低○-R-高桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第8頁(yè)共16頁(yè)+24V+24V+24V+24V+24V+24V+24V啟動(dòng)正停止正+24V直流穩(wěn)壓源正極四軟件設(shè)計(jì)是PLC程，畫(huà)出狀態(tài)流程圖并設(shè)計(jì)出梯形圖。4.1控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的要求，分析各個(gè)設(shè)備的操作內(nèi)容和操作順序，可畫(huà)出程序流程圖，如圖4-1所示。當(dāng)程序設(shè)計(jì)好之后必須下載到PLC中才可以運(yùn)行系統(tǒng)，下載時(shí)使用的是羅克韋爾PLC專(zhuān)用的編程電纜。這根電纜一端接在電腦上，一端接在PLC通訊串口上。當(dāng)電纜接好之后，打開(kāi)軟件，進(jìn)入要下載的文件。先轉(zhuǎn)換文件，然后選著菜單欄里的PLC選擇。便可以下載程序到PLC中。傳送帶運(yùn)行NY桂林航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第9頁(yè)共16頁(yè)結(jié)束圖4-1程序流程圖4.2系統(tǒng)軟件啟動(dòng)程序中設(shè)有急停，如果遇到緊急情況，按下停止按鈕，便可以停止轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)到指定位置。4.3物料分揀當(dāng)鐵質(zhì)物料到達(dá)傳感器檢測(cè)范圍時(shí)，接通電磁閥線(xiàn)圈一，進(jìn)而氣缸1動(dòng)作，推出線(xiàn)圈二，進(jìn)而氣缸2動(dòng)作，推出推桿，推桿將物料推出傳送帶；相應(yīng)地，第三個(gè)分揀與此類(lèi)似，直到物料完全被分揀出來(lái)，就可以完成物料分揀。五在PLC漏的地方，因此在將PLC誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整天調(diào)試的周期、另外，一些硬件如傳感器等，在使用前也需事先調(diào)試好。5.1PLC程序調(diào)試將所編寫(xiě)的梯形圖程序進(jìn)行編譯，通過(guò)上下位機(jī)的連接電纜把程序下載到PLC中。線(xiàn)測(cè)試，既不將PLC的輸出接到設(shè)備上。按照控制要求在指定輸入端輸入信號(hào)，觀察輸出指示燈的狀態(tài)，若輸出不符合要求，則查找原因，并排除。5.2整體調(diào)試聯(lián)機(jī)調(diào)試是將通過(guò)模擬調(diào)試的程序進(jìn)一步進(jìn)行在線(xiàn)統(tǒng)調(diào)。將設(shè)備接入PLC，進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，看是否滿(mǎn)足要求，如果不滿(mǎn)足要求，可通過(guò)綜合調(diào)整軟件和硬件系統(tǒng)，直到滿(mǎn)足要求可以。圖5-1為分揀設(shè)備的接線(xiàn)布局圖。圖5-1分揀設(shè)備的接線(xiàn)布局圖經(jīng)過(guò)上面的一系列調(diào)試，可以測(cè)試出電機(jī)功能都處于正常狀態(tài)，包括電機(jī)的啟動(dòng)和將三種物料進(jìn)行分揀。按下停止鍵時(shí)，電機(jī)停止工作，各氣缸后置歸位，結(jié)束工作。再次按下啟動(dòng)鍵時(shí)亦可重新開(kāi)始工作。誤差的原因是白色物料的白點(diǎn)面積不夠大，導(dǎo)致傳感器