基于PLC的物料分拣控制系统设计

毕业教学环节成果（2017届）题目基于PLC的物料分拣控制系统学院信息工程学院专业电气自动化班级自动化XXX学号XXXXXXXXXXX姓名XX指导教师XXX2017年1月1日XXXXXXXXXXXX毕业教学成果目录摘要.....................................................................1ABSTRACT.................................................................1引言.....................................................................21物料分拣装置结构及总体设计.............................................31.1物料分拣装置的结构..................................................31.2物料分拣装置工作过程概述............................................31.3系统的控制要求......................................................42物料分拣系统的控制方案.................................................42.1控制方案的确定......................................................42.2物料分拣控制系统框图的设计..........................................53元器件的选型...........................................................63.1PLC的选型..........................................................63.2传感器的选型.......................................................63.2.1电感式传感器的选型...............................................63.2.2电容式传感器的选型...............................................73.2.3颜色传感器的选型.................................................93.3变频器的选型......................................................104硬件电路的设计........................................................104.1主电路的设计.......................................................104.2I/O分配表..........................................................114.3PLC接口电路设计....................................................115控制程序设计..........................................................125.1编程思路...........................................................125.2物料分拣控制系统的程序设计.........................................136系统调试..............................................................176.1联机调试............................................................186.2调试结果...........................................................18结论与谢辞..............................................................19参考文献................................................................20附件1．程序清单.........................................................21附件2．PLC外部接线图...................................................25附件3．流程图...........................................................25-1-基于PLC的物料分拣控制系统设计信息工程学院电气自动化技术专业XX摘要:本文主要介绍了利用三菱PLC来完成物料分拣的自动控制,该PLC控制系统从利用传感器实现对物料的识别入手,结合气动元件进行对物料的分拣、传送,通过梯形图的形式来编写PLC程序从而实现对物料分拣系统整个过程的自动控制。基于可编程控制器的物料分拣系统具有性价比高、工作可靠、可根据分拣材料的不同进行简单程序修改就可以快速投入使用等特点，它将在今后自动化程度愈来愈高的生产过程中有着较高的实用价值和应用前景。关键词:PLC物料分拣自动控制DesignofmaterialsortingcontrolsystembasedonPLC(MajorofElectricalAutoimmunizationTechnology,InformationandEngineeringcollege,JinHuaPolytechinc,XXXXXXX)Abstract:ThispapermainlyintroducestheautomaticcontrolusingMITSUBISHIPLCtocompletethematerialsorting,thePLCcontrolsystemtoachieverecognitionofthestartingmaterialfromusingthesensor,pneumaticcomponentswithsorting,materialtransfer,throughtheladderformtowritePLCprogramtorealizetheautomaticcontrolofthematerialsortingsystemthewholeprocessofmaterialsorting.Systembasedonprogrammablecontrollerwithhighperformance,reliablework,accordingtothesortingofdifferentmaterialssimpleprogrammodificationscanbequicklyputintouse,itwillinthefutureproductionautomationdegreemoreandmorehighhasahighpracticalvalueandapplicationprospect.Keyword:PLCMaterialsortingautomaticcontrol-2-引言自动化的程度是工作发展程度的标志，自动分拣正是自动化中的一个必不可的部分，而PLC控制分拣装置以其成本低，效率高的优点，已经成为主流，他可以根据设定的程序无人的，高效的工作，维护费用极少。由于全部采用机械自动化作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。节省了大量的人力劳动，减少了企业的额外支出，是企业节省成本最好的方法。材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，只要根据不同的分拣对象，对本系统稍加修改即可实现要求，非常方面。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。材料分拣装置的PLC控制系统利用了PLC技术、位置控制技术、气动技术、传感器技术、电动技术传动技术等，这些技术都是自动化技术中必要的，可以说是现代工作生产现场生产设备的一个微小的模型。-3-1物料分拣装置结构及总体设计PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业现场生产设备的微缩模型。本章主要介绍分拣装置的工艺过程及控制要求。要想进行PLC控制系统的设计，首先必须对控制对象进行调查，搞清楚控制对象的工艺过程、工作特点，明确控制要求以及各阶段的特点和各阶段之间的转换条件。1.1物料分拣装置的结构物料分拣装置的结构如图1-1所示，物料分拣系统包括下料传感器，电感式传感器，电容式传感器，颜色传感器，传送带，推送气缸，物料槽，电动机。下料传感器用于检测下料槽有无物料；电感式传感器用于检测物料是否为铁质物料；电容式传感器用于检测物料是否为铝质物料；颜色传感器用于检测物料是否为所需颜色物料；传送带用于物料的输送；推送气缸用于将对应物料推送至对应物料槽内；物料槽用于存放对应物料；电动机用于带动传送带的运转。图1-1物料分拣装置结构1.2物料分拣装置工作过程概述系统上电后，可编程序控制器首先控制启动输送带，下料传感器SN检测料槽有无物料，若无料，输送带运转一个周期后自动停止等待下料；当料槽有料时，下料传感器输出信号给PLC，PLC控制输送带继续运转，同时控制气动阀5进行下料。物料传感-4-器SA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1动作选出该物料；物料传感器SB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2动作选出该物料；物料传感器SC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3动作选出该物料。物料传感器SD为备用传感器。当系统设定为分拣某种颜色的金属或非金属物料时，由程序记忆各传感器的状态，完成分拣任务。1.3系统的控制要求系统利用各种传感器对待测材料进行检测并分类。当待测物体经下料装置送入传送带后，依次接受各种传感器检测。如果被某种传感器测中，通过相应的气动装置将其推入料箱；否则，继续前行。其控制要求有如下8个方面：（1）系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲（2）电机运行，带动传输带传送物体向前运行（3）有物料时，下料汽缸动作，将物料送出（4）当电感传感器检测到铁物料时，推汽缸1动作（5）当电容传感器检测到铝物料时，推汽缸2动作（6）当颜色传感器检测到材料为某一颜色时，推汽缸3动作（7）汽缸运行应有动作限位保护（8）下料槽内无下料时，延时后自动停机2物料分拣系统的控制方案2.1控制方案的确定（1）采用MPS系统控制MPS系统是一套包含工业自动化系统中不同程度的复杂控制过程的教学培训装置。MPS具有综合性、模块性、及扩充性等特点。应用MPS可以完成加工系统中机械设计、组装、编程、传感器、电器控制、调试、操作、维护和纠错等一系列课题的不同层次的培训。（2）采用微控制器单片机控制单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点，用