基于PLC物料传送分拣控制系统设计

第I页共Ⅲ页摘要自动分拣控制系统在社会很多行业中得到广泛应用，自动分拣系统能实现大规模无人自动化控制，大大提高企事业单位在此环节上的工作效率。本文主要论述PLC在自动分拣控制上的应用，以可编程控制器（PLC）为核心，结合气动装置、传感技术、位置控制等技术，设计低成本、高效率的自动分拣控制系统。该系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同需求,稍加修改本系统即可实现要求。关键词：自动分拣；可编程控制器；高效；传感器第II页共Ⅲ页AbstractAutomaticcontrolsysteminthemostwidelyusedinindustry,theautomaticsortingsystemcanrealizelarge-scaleunmannedautomaticcontrol,greatlyimprovetheenterprisesinthisaspectoftheworkefficiency.ThispapermainlydiscussesthePLCinautomaticsortingcontrolapplications,totheprogrammablecontroller(PLC)asthecore,combinedwiththepneumaticdevice,sensortechnology,controltechnology,designoflowcost,highefficiencyautomaticsortingsystem.Thesystemhasahighdegreeofautomation,stableoperation,highprecision,easytocontrol,accordingtodifferentneeds,minormodificationstothesystemcanreachtherequirements.Keywords:Automaticsorting;programmablecontroller;highefficiency;sensor第III页共Ⅲ页目录引言...........................................................11概述........................................................31.1自动分拣系统的意义及特点..........................................31.2研究的目的及意义..................................................52分拣系统中硬件设计..........................................62.1整体外观..........................................................62.2PLC简介及选择.....................................................82.3传感器简介及选择.................................................152.4驱动部分的分析与选择.............................................192.5执行机构的选择...................................................212.6其他元器件及其选择...............................................223分拣系统中的软件设计.......................................233.1建立实际模型.....................................................233.2I/O分配及PLC接线................................................233.3分拣系统的控制要求................................错误!未定义书签。3.4程序设计及编辑....................................错误!未定义书签。3.5流程图............................................错误!未定义书签。4控制系统的调试..............................错误!未定义书签。4.1硬件部分的调试....................................错误!未定义书签。4.2软件部分的调试....................................错误!未定义书签。4.3整体调试..........................................错误!未定义书签。4.4调试结果..........................................错误!未定义书签。5结论........................................错误!未定义书签。谢辞...........................................错误!未定义书签。参考文献......................................................35附录..........................................................35第1页共38页引言自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示信息的控制装置、计算机网络、搬运装置、分支装置（负责把到达分拣位置的货物按运到别处的装置）、缓冲站（在分拣位置临时存放货物的装置）等构成。除了使用终端的键盘、鼠标或者其它方式向控制装置输入分拣指示信息的作业外，由于全部采用自动控制作业，因此它的分拣能力、分拣数量同人为分拣相比都比较大，效率也得到了进一步突破。自动分拣系统的规模和能力已有很大的发展，目前大型分拣系统大多能分拣几十到几百个种类的物品，分拣能力达到每小时万件以上。国外分拣系统规模都很大，主要包括进给台、信号盘、分拣机、分拣信息识别系统、设备控制系统和计算机管理系统等几大部分，还要配备外围的各种运输和装卸机械，组成一个庞大而复杂的系统。自动分拣大部分与自动化立体仓库连接起来，配合自动引导车（AGV）、托链小车等其它复杂的系统，分拣系统在总体布置上，可以说千变万化。从分拣技术水平上说，欧美各国发展最早，技术比较成熟，目前处于世界领先地位。美国和欧洲在60年代开始使用，日本则在第二次世界大战后才引进分拣机，但近二十年来由于其本国经济发展需要发展迅速，后来者居上，从1970--1985年共有338台自动分拣机投入运行，其中58.32%用于储运业，17.15%用于销售业。到1987年就已经拥有自动分拣机1000台，号称是世界上拥有分拣机最多的国家。我国自动分拣技术起步较晚，目前已能与国际先进水平保持同步，但是缺少技术创新能力，使自动分拣技术的物流系数也减少，大部分小型超市配送中心仍然靠人工分分拣。在二十世纪80年代，我国最初是一些邮局采用小型的半自动翻盘分拣机，用于邮包分拣。1990年为迎接第十一届亚运会，从荷兰引进了一套有3个入口，60个出口的自动分拣系统，成立了北京食品配送中心，每小时可以配送3000件货物，使我国的分拣技术有了一个飞跃。而如今分拣技术已经用于我国的各行各业，使这环节的效率得到了很大的提高。自动分拣机最先在邮政部门开始应用，大量的信件和邮包要在极端的时间内正确分拣，非凭借高度自动化的分拣措施不可。此后，运输企业、配送中心、通讯出版部门、烟草部门、出版行业、食品化工、造纸业、化工业、机械制造以及各类工业企业亦相继应用。近二十年来,特别是物流行业，随着经济和生产的发展,商品趋势趋于短小轻薄，流通趋于小批量多品种和准时制（JUST-IN-TIME，简称JIT)。分拣作业已成为一项重要的工作环节，分拣系统的应用已经日趋普遍。我国目前多数配送中心和物流企业都是人工分拣。显然，随着分拣量的增加、分送点的增多、配货响应时间的缩短和服务质量的提高，单凭人工分拣将无法满足大规模配送的要求，所以这一环节亟待提高。而国外一第2页共38页些配送中心多采用分拣系统进行分拣，充分发挥了分拣技术分拣速度快、分拣点多、差错率极低、效率高和基本上全自动操作的优势。日本一位物流专家认为，在用户需求表现为多种小批量的时代，物流技术的三大措施是自动分拣机、自动化仓库和无人自动引导车。自动分拣机是其中最接近与成熟的产品，这可以认为是国家对于自动分拣在物流技术中的地位和现状的一个较好的概括。自动分拣系统成为当代物流技术发展的三大标志之一。第3页共38页1概述1.1自动分拣系统的意义及特点自动分拣系统(Automaticsortingsystem)是先进配送中心所必需的设施条件之一。具有很高的分拣效率，通常每小时可分拣商品6000-12000箱；可以说，自动分拣机是提高物流配送效率的一项关健因素。它是二次大战后在美国、日本的物流中心中广泛采用的一种自动分拣系统，该系统目前已经成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。1.1.1主要特点(1)能连续、大批量地分拣货物由于采用大生产中使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)分拣作业基本实现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，减轻工员的劳动强度，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。如美国一公司配送中心面积为10万平方米左右，每天可分拣近40万件商品，仅使用400名左右员工，这其中部分人员都在从事上述①、②、③、④项工作，自动分拣线作到了无人化作业。1.1.2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。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。这些分拣需第4页共38页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。分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣指示，当具有相同分拣信号的商品经过该装置时，该装置动作，使改变在输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分拣道口。分类装置的种类很多，一般有推出式、浮出式、倾斜式和分支式几种，不同的装置对分拣货物的包装材料、包装重量、包装物底面的平滑程度等有不完全相同的要求。输送装置的主要组成部分是传送带或输送机，其主要作用是使待分拣商品贯通过控制装置、分类装置，并输