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摘要本课题主要运用气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制技术以及变频器技术等专业核心课程展开自动线分拣单元控制系统设计。分拣单元是自动生产线的最后一单元,是整条生产线中不可缺少的自动生产设备,它靠气动传动,依靠气缸等执行元件推动物料,在控制系统中起着举足轻重的作用,而控制运行的PLC系统要求也越来越高,要求达到系统运行的“稳”、“准”、“快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成,其中包括交流电机、变频器、传感器和笔形气缸组成为一体的自动控制系统。本机控制单元采用三菱公司的PLC对机器进行全过程控制,其控制系统结构简单,运行效率高,易于理解与掌握。关键词:PLC交流电机变频器编码器传感器l目录摘要...........................................................Ⅰ第一章绪论......................................................1第二章可编程控制器的概述........................................32.1PLC的基本概念...............................................32.1.1PLC的特点...............................................32.1.2PLC的发展阶段...........................................52.2PLC的分类与应用及前景.......................................62.2.1PLC的分类...............................................62.2.2可编程控制器PLC的应用与前景.............................72.3可编程控制器的几种编程语言...................................92.3.1梯形图编程语言...........................................92.3.2功能块图编程语言........................................102.4传感器的概述................................................102.4.1磁性传感器的工作原理....................................112.4.2电感式接近开关的工作原理................................112.4.3光电式接近开关的工作原理................................122.4.4光纤传感器的工作原理....................................132.4.5金属传感器的工作原理....................................142.4.6电磁换向阀的工作原理....................................142.5气动装置的概述..............................................152.5.1气泵的认识与选择........................................152.5.2空气压缩机..............................................162.5.3储气罐..................................................17l2.5.4压力控制阀..............................................172.5.5辅助元件................................................172.5.6气动执行元件............................................18第三章材料分拣装置硬件系统.....................................203.1基本功能及控制要求..........................................203.2系统的结构设计..............................................203.3材料分拣装置的组成及各部的功能..............................21第四章PLC硬件设计.............................................244.1PLC选型....................................................244.2I/O地址分配................................................244.3I/O连接图..................................................25第五章PLC软件设计.............................................265.1程序流程图..................................................265.2梯形图及说明................................................275.3PLC指令....................................................29第六章控制系统的调试...........................................306.1硬件调试....................................................306.2软件调试....................................................306.3整体调试....................................................30结论.............................................................32致谢.............................................................33参考文献.........................................................34附录一...........................................................35附录二...........................................................36l第一章绪论随着科学技术的发展,工业自动化程度的不断提高,市场竞争的激烈,传统的人工分拣生产效率低,成本高,企业竞争力差,已经无法满足现代化生产的需要。因此,企业都迫切需要改进生产技术,提高生产效率,节约成本,增强竞争力,而可编程控制器的出现则克服了这些困难,它是以微处理器为基础的通用工业控制装置,是自动化控制系统的关键设备。自动分拣系统具有以下主要特点:1、能连续、大批量地分拣货物。由于大生产中采用的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,同时自动分拣系统单位时间分拣件数多。因此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,如用人工则每小时只能分拣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,则误差率在3%以上,如采用条形码扫描输入,除非条形码的印刷本身有差错,否则不会出错。因此,目前自动分拣系统主要采用条形码技术来识别货物。3、分拣作业基本是无人化。国外建立自动分拣系统的目的之一就是为了减少人员的使用,减轻员工的劳动强度,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以下工作:(1)送货车辆抵达自动分拣线的进货端时,由人工接货。(2)由人工控制分拣系统的运行。(3)分拣线末端由人工将分拣出来的货物进行集载、装车。(4)自动分拣系统的经营、管理与维护。物料分拣采用可编程控制器PLC进行控制,能连续地分拣货物,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的与其它物流设备无缝连接,实现对物料实物流,物料信息流的分配与管理,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。材料分拣装置使用了PLC技术,传感器技术,位置控制技术,电气传动和气动技术,是实际工业现场生产设备的微缩模型。应用PLC结合气动技术,传感器技术和位置控制技术,设计不同的自动分拣控制系统,该系统灵活性较强,程序开发简单,适用于进行材料分拣的生产线的要求,且可以实现不同材料的自动分拣和归类功能。本文设计的材料分拣系统可l以实现以下功能:(1)分拣出金属与非金属。(2)分拣某一颜色块。(3)分拣出金属中某一颜色块。(4)分拣出非金属中某一颜色块和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:红,黄,蓝;分拣材料:铁,铝,塑料。l第二章可编程控制器的概述2.1PLC的基本概念可编程控制器(ProgrammableController)是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController),简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。但是为了避免与个人计算机(PersonalComputer)的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC,其硬件结构示意图如图2-1所示。图2-1PLC的硬件结构示意图2.1.1PLC的特点1、PLC的主要特点(1)高可靠性1)所有的I/O接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外电路与PLC内部l电路之间电气上隔离。2)各输入端均采用R-C滤波器,其滤波时间常数一般为10~20ms。3)各模块均采用屏蔽措施,以防止辐射干扰。4)采用性能优良的开关电源。5)对采用的器件进行严格的筛选。6)良好的自诊断功能,一旦电源或其他软、硬件发生异常情况,CPU立即采用有效措施,以防止故障扩大。7)大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。(2)丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号,如:•交流或直流;•开关量或模拟量;•电压或电流;•脉冲或电位;•强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备,如:•按钮•行程开关•接近开关•传感器及变送器•电磁线圈•控制阀直接连接,另外为了提高操作性能,它还有多种人——机对话的接口模块;为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块,等等。(3)采用模块化结构为了适应各种工业控制需要,除了单元式的小型PLC以外绝大多数PLC均采用模块化结构,PLC的各个部件包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计,由机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可根据用户需要自行组合。(4)编程简单易学PLC的编程
本文标题:自动线分拣单元控制系统设计(毕业论文doc)
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