畢業(yè)設(shè)計(jì)-----自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)（控制部分）

1、<p>　　自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)（控制部分）</p><p>　工 學(xué) 部 工學(xué)一部</p><p>　專 業(yè)</p><p>　班 級(jí)</p><p>　學(xué) 號(hào)</p><p>　姓 名</p><p>　指導(dǎo)教師</p><p&g

2、t;　負(fù)責(zé)教師</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文較為詳細(xì)的介紹了自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)的工作原理，傳感器應(yīng)用技術(shù)和分揀機(jī)的結(jié)構(gòu)、性能、優(yōu)缺點(diǎn)以及采用PLC控制的優(yōu)點(diǎn)。通過收集大量的資料，結(jié)合當(dāng)今世界采用的分揀技術(shù)，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，我采用了傳送帶輸送系統(tǒng)、傳感器識(shí)別材料材質(zhì)技術(shù)和氣泵組成了自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)。通過計(jì)算機(jī)編寫PLC程序，再通

3、過通訊線纜實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與PLC的通訊，由上位機(jī)顯示出運(yùn)行畫面，下位機(jī)控制材料分揀系統(tǒng)，自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中的運(yùn)用，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：傳感器；PLC；自動(dòng)化；材料分揀</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper is more detailed intro

4、duction of the automatic sorting conveyor system works, sensor technology and sorting of the structure, performance, and the advantages and disadvantages of using the advantages of PLC control. A lot of information throu

5、gh the collection, with the world today using the sorting technology, in accordance with design requirements graduation, I used a belt conveyor system, sensor technology to identify materials and material composition of

6、the pump automatically sort</p><p>　　Keywords: sensors; PLC; automation; material sorting</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1

7、.1 畢設(shè)課題概述1</p><p>　　1.2 自動(dòng)分揀系統(tǒng)發(fā)展概況1</p><p>　　2 自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)目的4</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)思想4</p><p>　　2.3 自動(dòng)分揀系統(tǒng)組成5</p><p>　　2.4 傳感

8、器的選型6</p><p>　　2.4.1 傳感器的種類6</p><p>　　2.4.2 傳感器的選擇8</p><p><b>　　3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)9</b></p><p>　　3.1 可編程控制器的工作原理9</p><p>　　3.2 STEP7程序使用介紹12</p>

9、;<p>　　3.3 應(yīng)用系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.3.1 控制程序設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.3.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)16</p><p><b>　　4 系統(tǒng)調(diào)試19</b></p><p>　　4.1 工作原理19</p><p>　　4.2 軟硬件

10、設(shè)備19</p><p>　　4.2.1 計(jì)算機(jī)與PLC串接口19</p><p>　　4.2.2 I/O接口通訊19</p><p>　　4.3 下位機(jī)與上位機(jī)通訊20</p><p><b>　　結(jié) 論22</b></p><p>　　結(jié)束語錯(cuò)誤！未定義書簽。</p>

11、<p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p>　　附 錄I 硬件接線圖25</p><p>　　附 錄II 梯形圖程序26</p><p><b>　　緒論</b></p><p

12、><b>　　畢設(shè)課題概述</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，分揀系統(tǒng)中開始運(yùn)用各種各樣的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和信息技術(shù)成為信息傳遞和處理的重要手段。雖然在多數(shù)的分揀系統(tǒng)中，某些作業(yè)環(huán)節(jié)還需要有人工的參與，但作業(yè)強(qiáng)度已越來越小，完全由機(jī)械完成分揀作業(yè)的自動(dòng)分揀系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化成為現(xiàn)代分揀系統(tǒng)的主要特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)。分揀系統(tǒng)一般由控制裝置、

13、分類裝置、輸送裝置及分揀道口四部分組成，它們通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)在一起，配合人工控制及相應(yīng)的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)完整的分揀系統(tǒng)。其主要特點(diǎn): 能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率極低，分揀作業(yè)基本實(shí)現(xiàn)無人化。自動(dòng)分揀系統(tǒng)中人員的使用僅局限于進(jìn)貨時(shí)的接貨、系統(tǒng)的控制、系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)、管理與維護(hù)等，這恰好適應(yīng)了企業(yè)對(duì)減少人員使用、減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高人員使用效率的要求，因此受到了廣泛重視。完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目所使用的自動(dòng)分揀系統(tǒng)裝置是一個(gè)模擬自

14、動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)過程的微縮模型，它使用了PLC、傳感器、位置控制、氣泵。</p><p>　　自動(dòng)分揀系統(tǒng)發(fā)展概況</p><p>　　自動(dòng)分揀系統(tǒng)（Automated Sorting System）是二次大戰(zhàn)后在美國(guó)、日本的物流中心中廣泛采用的一種自動(dòng)分揀系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家大中型物流中心不可缺少的一部分。該系統(tǒng)的作業(yè)過程可以簡(jiǎn)單描述如下：物流中心每天接收成百上千家供應(yīng)商或貨主通

15、過各種運(yùn)輸工具送來的成千上萬種商品，在最短的時(shí)間內(nèi)將這些商品卸下并按商品品種、貨主、儲(chǔ)位或發(fā)送地點(diǎn)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分類，將這些商品運(yùn)送到指定地點(diǎn)（如指定的貨架、加工區(qū)域、出貨站臺(tái)等），同時(shí)，當(dāng)供應(yīng)商或貨主通知物流中心按配送指示發(fā)貨時(shí)，自動(dòng)分揀系統(tǒng)在最短的時(shí)間內(nèi)從龐大的高層貨存架存儲(chǔ)系統(tǒng)中準(zhǔn)確找到要出庫的商品所在位置，并按所需數(shù)量出庫，將從不同儲(chǔ)位上取出的不同數(shù)量的商品，按配送地點(diǎn)的不同運(yùn)送到不同的理貨區(qū)域或配送站臺(tái)集中，以便裝車配送。 &

16、lt;/p><p>　　自動(dòng)分揀系統(tǒng)的主要特點(diǎn)： </p><p>　?、?能連續(xù)、大批量地分揀貨物。由于采用大生產(chǎn)中使用的流水線自動(dòng)作業(yè)方式，自動(dòng)分揀系統(tǒng)不受氣候、時(shí)間、人的體力等的限制，可以連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)由于自動(dòng)分揀系統(tǒng)單位時(shí)間分揀件數(shù)多，因此自動(dòng)分揀系統(tǒng)的分揀能力是人工分揀系統(tǒng)可以連續(xù)運(yùn)行100個(gè)小時(shí)以上，每小時(shí)可分揀7000件包裝商品，如用人工則每小時(shí)只能分揀150件左右，同時(shí)分揀人員

17、也不能在這種勞動(dòng)強(qiáng)度下連續(xù)工作8小時(shí)。 </p><p>　?、?分揀誤差率極低。自動(dòng)分揀系統(tǒng)的分揀誤差率大小主要取決于所輸入分揀信息的準(zhǔn)確性大小，這又取決于分揀信息的輸入機(jī)制，如果采用人工鍵盤或語音識(shí)別方式輸入，則誤差率在3%以上，如采用條形碼掃描輸入，除非條形碼的印刷本身有差錯(cuò)，否則不會(huì)出錯(cuò)。因此，目前自動(dòng)分揀系統(tǒng)主要采用條形碼技術(shù)來識(shí)別貨物。 </p><p>　?、?分揀作業(yè)基本實(shí)

18、無人化。國(guó)外建立自動(dòng)分揀系統(tǒng)的目的之一就是為了減少人員的使用，減輕工員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高人員的使用效率，因此自動(dòng)分揀系統(tǒng)能最大限度地減少人員的使用，基本做到無人化。分揀作業(yè)本身并不需要使用人員，人員的使用僅局限于以下工作： </p><p>　?、偎拓涇囕v抵達(dá)自動(dòng)分揀線的進(jìn)貨端時(shí)，由人工接貨。 </p><p>　?、谟扇斯た刂品謷到y(tǒng)的運(yùn)行。 </p><p>　　

19、③分揀線末端由人工將分揀出來的貨物進(jìn)行集載、裝車。</p><p>　　④自動(dòng)分揀系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)、管理與維護(hù)。 </p><p>　　如美國(guó)一公司配送中心面積為10萬平方米左右，每天可分揀近40萬件商品，僅使用400名左右員工，這其中部分人員都在從事上述一、三、四項(xiàng)工作，自動(dòng)分揀線作到了無人化作業(yè)。 </p><p>　　自動(dòng)分揀系統(tǒng)的組成： </p>&

20、lt;p>　　自動(dòng)分揀系統(tǒng)一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口組成。 控制裝置的作用是識(shí)別、接收和處理分揀信號(hào)，根據(jù)分揀信號(hào)的要求指示分類裝置、按商品品種、送達(dá)地點(diǎn)或按貨主的類別對(duì)商品進(jìn)行自動(dòng)分類。這些分揀需求可以通過不同方式，如可通過條形碼掃描、色碼掃描、鍵盤輸入、重量檢測(cè)、語音識(shí)別、高度檢測(cè)及形狀識(shí)別等方式，輸入到分揀控制系統(tǒng)中去，根據(jù)對(duì)這些分揀信號(hào)判斷，來決定某一種商品該進(jìn)入哪一個(gè)分揀道口。</p>&

21、lt;p>　　分類裝置的作用是根據(jù)控制裝置發(fā)出的分揀指示，當(dāng)具有相同分揀信號(hào)的商品經(jīng)過該裝置時(shí)，該裝置動(dòng)作，使改變?cè)谳斔脱b置上的運(yùn)行方向進(jìn)入其它輸送機(jī)或進(jìn)入分揀道口。分類裝置的種類很多，一般有推出式、浮出式、傾斜式和分支式幾種，不同的裝置對(duì)分揀貨物的包裝材料、包裝重量、包裝物底面的平滑程度等有不完全相同的要求。</p><p>　　輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機(jī)，其主要作用是使待分揀商品通過控制裝置

22、、分類裝置，并輸送裝置的兩側(cè)，一般要連接若干分揀道口，使分好類的商品滑下主輸送機(jī)（或主傳送帶）以便進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。 </p><p>　　分揀道口是已分揀商品脫離主輸送機(jī)（或主傳送帶）進(jìn)入集貨區(qū)域的通道，一般由鋼帶、皮帶、滾筒等組成滑道，使商品從主輸送裝置滑向集貨站臺(tái)，在那里由工作人員將該道口的所有商品集中后或是入庫儲(chǔ)存，或是組配裝車并進(jìn)行配送作業(yè)。</p><p>　　以上四部分裝置通過計(jì)

23、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)在一起，配合人工控制及相應(yīng)的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)完整的自動(dòng)分揀系統(tǒng)。</p><p>　　自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　材料輸送分揀系統(tǒng)主要由氣動(dòng)部分、電器控制部分組成。氣動(dòng)部分由電磁閥和氣缸組成，電氣控制由西門子的可編程控制器、電源、傳感器等部件組成。通過傳感器信號(hào)采集，

24、PLC編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電機(jī)、電磁閥進(jìn)行較復(fù)雜的位置控制、開關(guān)控制等功能。</p><p><b>　　主要特點(diǎn)：</b></p><p>　?、?系統(tǒng)可持續(xù)，大批量的進(jìn)行分揀貨物；</p><p>　　⑵ 系統(tǒng)工作效率高，分揀誤差率很低；</p><p>　?、?系統(tǒng)分揀過程可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，無人監(jiān)控，減少工作人員，減輕人工

25、工作強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)各種材質(zhì)貨物的自動(dòng)輸送與分揀，功能實(shí)現(xiàn)：對(duì)三種不同材質(zhì)的貨物進(jìn)行分揀。方案實(shí)現(xiàn)：貨物輸送控制、貨物識(shí)別與分揀。物料分揀實(shí)物教學(xué)模型由底座、氣動(dòng)部分、及電氣控制等三部分組成。氣動(dòng)部分由電磁閥和氣缸組成，電氣控制由西門子的可編程控制器、電源、傳感器等部件組成。通過傳感器信號(hào)采

26、集，PLC編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電機(jī)、電磁閥進(jìn)行較復(fù)雜的位置控制、開關(guān)控制等功能。當(dāng)材料靠近各傳感器時(shí)，就會(huì)使傳感器動(dòng)作，此時(shí)材料并沒有到達(dá)物料槽的位置，因此要在檢測(cè)到物塊之后再計(jì)傳送帶運(yùn)行的步距。當(dāng)光電編碼器檢測(cè)到所走的步距后，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電磁閥，控制氣缸推動(dòng)物塊到相應(yīng)的物料槽中。</p><p>　　圖2.1分揀系統(tǒng)過程示意圖</p><p><b>　　自動(dòng)分揀系統(tǒng)組成</b

27、></p><p>　　自動(dòng)分揀系統(tǒng)是物流中心廣泛采用的一種分揀系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家大中型物流中心、陪送中心不可缺少的一部分。自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)機(jī)種很多，但其主要組成部分基本相似。</p><p>　　基本由如下各部分組成：</p><p>　　1．輸入裝置：被分揀物品由輸送機(jī)送入分揀系統(tǒng)。</p><p>　　2．貨架傳感器

28、設(shè)定裝置：被分揀物品進(jìn)入分揀系統(tǒng)前，先把對(duì)應(yīng)傳感器設(shè)定信息。</p><p>　　3．進(jìn)貨裝置：它把被分揀物品依次均衡的送入分揀傳送帶，與此同時(shí)還要使物品逐步加速到分揀傳送帶的速度。</p><p>　　4．分揀裝置：它是自動(dòng)分揀機(jī)的主要部分，包括傳送裝置和分揀裝置兩部分，前者的功能是把分揀物品送到分揀通道位置上，后者的功能是把被分揀的物品送入相對(duì)應(yīng)分揀通道。</p><

29、;p>　　5．分揀道口：它是從分揀傳送帶上接納被分揀物品的裝置，可暫時(shí)存放進(jìn)入的商品，當(dāng)分揀道口滿載時(shí)，由光電管控制阻止分揀物品再進(jìn)入分揀道口。</p><p>　　6．計(jì)算機(jī)控制器：是傳遞處理和控制整個(gè)分揀系統(tǒng)的指揮中心，自動(dòng)分揀系統(tǒng)的實(shí)施主要靠它把分揀信號(hào)傳送到相應(yīng)的分揀道口，并控制啟動(dòng)分揀裝置，把被分揀物品送入道口。分揀機(jī)控制方式主要是脈沖信號(hào)跟蹤法。</p><p><

30、b>　　傳感器的選型</b></p><p><b>　　傳感器的種類</b></p><p>　　傳感器有許多分類方法，但常用的分類方法有兩種，一種是按被測(cè)物理量來分；另一種是按傳感器的工作原理來分。</p><p>　　按被測(cè)物理量劃分的傳感器，常見的有：溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器、液位傳感

31、器、力傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等。 按工作原理可劃分為：</p><p><b>　　1．電學(xué)式傳感器</b></p><p>　　電學(xué)式傳感器是非電量電測(cè)技術(shù)中應(yīng)用范圍較廣的一種傳感器，常用的有電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、磁電式傳感器及電渦流式傳感器等。</p><p>　　電阻式傳感器是利用變阻器將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)

32、換為電阻信號(hào)的原理制成。電阻式傳感器一般有電位器式、觸點(diǎn)變阻式、電阻應(yīng)變片式及壓阻式傳感器等。電阻式傳感器主要用于位移、壓力、應(yīng)變、力矩、氣流流速、液位和液體流量等參數(shù)的測(cè)量。</p><p>　　電容式傳感器是利用改變電容的幾何尺寸或改變介質(zhì)的性質(zhì)和含量，從而使電容量發(fā)生變化的原理制成。主要用于壓力、位移、液位、厚度、水分含量等參數(shù)的測(cè)量。</p><p>　　電感式傳感器是利用改變磁路

33、幾何尺寸、磁體位置來改變電感或互感的電感量或壓磁效應(yīng)原理制成的。主要用于位移、壓力、力、振動(dòng)、加速度等參數(shù)的測(cè)量。</p><p>　　磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，把被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電量制成。主要用于流量、轉(zhuǎn)速和位移等參數(shù)的測(cè)量。</p><p>　　電渦流式傳感器是利用金屑在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線，在金屬內(nèi)形成渦流的原理制成。主要用于位移及厚度等參數(shù)的測(cè)量。</p>&l

34、t;p><b>　　2．磁學(xué)式傳感器</b></p><p>　　磁學(xué)式傳感器是利用鐵磁物質(zhì)的一些物理效應(yīng)而制成的，主要用于位移、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的測(cè)量。</p><p><b>　　3．光電式傳感器</b></p><p>　　光電式傳感器在非電量電測(cè)及自動(dòng)控制技術(shù)中占有重要的地位。它是利用光電器件的光電效應(yīng)和光學(xué)原理制

35、成的，主要用于光強(qiáng)、光通量、位移、濃度等參數(shù)的測(cè)量。</p><p><b>　　4．電勢(shì)型傳感器</b></p><p>　　電勢(shì)型傳感器是利用熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等原理制成，主要用于溫度、磁通、電流、速度、光強(qiáng)、熱輻射等參數(shù)的測(cè)量。</p><p><b>　　5．電荷傳感器</b></p>&l

36、t;p>　　電荷傳感器是利用壓電效應(yīng)原理制成的，主要用于力及加速度的測(cè)量。</p><p><b>　　6．半導(dǎo)體傳感器</b></p><p>　　半導(dǎo)體傳感器是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、磁電效應(yīng)、半導(dǎo)體與氣體接觸產(chǎn)生物質(zhì)變化等原理制成，主要用于溫度、濕度、壓力、加速度、磁場(chǎng)和有害氣體的測(cè)量。</p><p><b>

37、　　7．諧振式傳感器</b></p><p>　　諧振式傳感器是利用改變電或機(jī)械的固有參數(shù)來改變諧振頻率的原理制成，主要用來測(cè)量壓力。</p><p><b>　　8．電化學(xué)式傳感器</b></p><p>　　電化學(xué)式傳感器是以離子導(dǎo)電為基礎(chǔ)制成，根據(jù)其電特性的形成不同，電化學(xué)傳感器可分為電位式傳感器、電導(dǎo)式傳感器、電量式傳感器、

38、極譜式傳感器和電解式傳感器等。電化學(xué)式傳感器主要用于分析氣體、液體或溶于液體的固體成分、液體的酸堿度、電導(dǎo)率及氧化還原電位等參數(shù)的測(cè)量。</p><p>　　另外，根據(jù)傳感器對(duì)信號(hào)的檢測(cè)轉(zhuǎn)換過程，傳感器可劃分為直接轉(zhuǎn)換型傳感器和間接轉(zhuǎn)換型傳感器兩大類。前者是把輸入給傳感器的非電量一次性的變換為電信號(hào)輸出，如光敏電阻受到光照射時(shí)，電阻值會(huì)發(fā)生變化，直接把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出；后者則要把輸入給傳感器的非電量先轉(zhuǎn)換成

39、另外一種非電量，然后再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，如采用彈簧管敏感元件制成的壓力傳感器就屬于這一類，當(dāng)有壓力作用到彈簧管時(shí)，彈簧管產(chǎn)生形變，傳感器再把變形量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。</p><p><b>　　傳感器的選擇</b></p><p>　　根據(jù)畢設(shè)要求識(shí)別鐵質(zhì)材料、鋁質(zhì)材料、黃顏色材料。我選擇了電感傳感器、電容傳感器、顏色傳感器、光電傳感器。電感傳感器，可檢測(cè)出鐵質(zhì)材料；

40、電容傳感器，可檢測(cè)出金屬材料；顏色傳感器，可檢測(cè)出不同的顏色。光電傳感器，檢測(cè)物體通過情況?？紤]到成本和檢測(cè)精度，本設(shè)計(jì)采用的電感傳感器為國(guó)產(chǎn)品牌，電容傳感器和顏色傳感器為進(jìn)口歐姆龍品牌?？紤]到電容傳感器可以檢測(cè)金屬材料，所以將電感傳感器安裝在第一通道上，電容傳感器安裝在第二通道上，顏色傳感器安裝在第三通道上，第四通道為備用通道，可以加裝其他傳感器識(shí)別其他材質(zhì)的材料。</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)

41、計(jì)</b></p><p>　　可編程控制器的工作原理</p><p>　　可編程控制器是60年代末在美國(guó)首先出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。PLC的基本設(shè)計(jì)思想是把計(jì)算機(jī)功能完善、靈活、通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)

42、結(jié)合起來，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)?？刂破骱捅豢貙?duì)象連接方便。自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)（控制部分）就是應(yīng)用可編程序控制器(PLC)對(duì)輸送的材料進(jìn)行自動(dòng)分揀控制的。</p><p>　　PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。PLC的掃描過程分為內(nèi)

43、部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個(gè)階段。全過程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。當(dāng)PLC處于停狀態(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。輸入處理也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通端狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的映象寄存器。在此輸入映象寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時(shí)，輸入映象寄存器與外界

44、隔離，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，其映象寄存器的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。 根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對(duì)應(yīng)映象寄存器，根據(jù)用戶程序</p><p>　　可編

45、程控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)。通常由中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）、電源和編程器等幾個(gè)部分組成。</p><p>　　CPU作為整個(gè)PLC的核心，起著總指揮的作用。CPU一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個(gè)集成電路的芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出接口電路連接。C

46、PU的功能有以下一些：從存儲(chǔ)器中讀取指令，執(zhí)行指令，取下一條指令，處理中斷。 </p><p>　　存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器；存放工作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。常用的存儲(chǔ)器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一種可進(jìn)行讀寫操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器存放用戶程序，生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)，存放在RAM中的用戶程序可方便地修

47、改。RAM存儲(chǔ)器是一種高密度、低功耗、價(jià)格便宜的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可用鋰電池做備用電源。掉電時(shí)，可有效地保持存儲(chǔ)的信息。EPROM、EEPROM都是只讀存儲(chǔ)器。用這些類型存儲(chǔ)器固化系統(tǒng)管理程序和應(yīng)用程序。 </p><p>　　I/O單元實(shí)際上是PLC與被控對(duì)象間傳遞輸入輸出信號(hào)的接口部件。I/O單元有良好的電隔離和濾波作用。因此，PLC在一個(gè)掃描周期內(nèi)，對(duì)輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進(jìn)行。當(dāng)PLC進(jìn)入程序執(zhí)行階

48、段后輸入端將被封鎖，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行重新采樣。這方式稱為集中采樣，即在一個(gè)掃描周期內(nèi)，集中一段時(shí)間對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行采樣。在用戶程序中如果對(duì)輸出結(jié)果多次賦值，則最后一次有效。在一個(gè)掃描周期內(nèi)，只在輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)從輸出映象寄存器中輸出，對(duì)輸出接口進(jìn)行刷新。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。這種方式稱為集中輸出。對(duì)于小型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較少，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)程序較短，一般采用集中采樣、集中

49、輸出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但使PLC工作時(shí)大多數(shù)時(shí)間與外部輸入/輸出設(shè)備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。而對(duì)于大中型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較多，控制功能強(qiáng)，用戶程序較長(zhǎng)，為提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，可以采用定期采樣、定期輸出方式，或中斷輸入、輸出方式以及采用智能I/O接口等多種方式。接到PLC輸入接口的輸入器件是各種開關(guān)、按</p><p>　　PLC電源單元包括系統(tǒng)的

50、電源及備用電池，電源單元的作用是把外部電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。PLC內(nèi)有一個(gè)穩(wěn)壓電源用于對(duì)PLC的CPU單元和I/O單元供電。</p><p>　　編程器是PLC的最重要外圍設(shè)備。利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲(chǔ)器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。除此以外，在個(gè)人計(jì)算機(jī)上添加適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖纯捎脗€(gè)人計(jì)算機(jī)對(duì)PLC編程。利用微機(jī)作為編程器，可以直接編制并顯示梯形圖。</p

51、><p>　　在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，PLC已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在我國(guó)有越來越多的行業(yè)領(lǐng)域開始應(yīng)用到PLC。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾個(gè)方面：數(shù)字量邏輯控制；運(yùn)動(dòng)控制； 閉環(huán)過程控制； 數(shù)據(jù)處理；通信聯(lián)網(wǎng)。</p><p>　　STEP7程序使用介紹 </p><p>　　瀏覽條 指令樹 交叉

52、引用 數(shù)據(jù)塊 狀態(tài)圖 符號(hào)表</p><p>　　輸出窗口 狀態(tài)條 程序編輯器 局部變量表</p><p>　　圖３.1 S7-200編程軟件STEP 7 - Micro/WIN 3.2</p><p>　　“視圖”-- 選擇該類別，為程序塊、符號(hào)表，狀態(tài)圖，數(shù)據(jù)塊，系統(tǒng)塊，交叉引

53、用及通訊顯示按鈕控制。“工具”-- 選擇該類別，顯示指令向?qū)?、TD200向?qū)?、位置控制向?qū)?、EM 253控制面板和調(diào)制解調(diào)器擴(kuò)充向?qū)У陌粹o控制。注釋：當(dāng)瀏覽條包含的對(duì)象因?yàn)楫?dāng)前窗口大小無法顯示時(shí)，瀏覽條顯示滾動(dòng)按鈕，使您能向上或向下移動(dòng)至其他對(duì)象 。符號(hào)表、全局變量表窗口允許分配和編輯全局符號(hào)（即可在任何POU中使用的符號(hào)值，不只是建立符號(hào)的POU）。可以建立多個(gè)符號(hào)表?？稍陧?xiàng)目中增加一個(gè)S7-200系統(tǒng)符號(hào)預(yù)定義表。當(dāng)編譯程序或指令庫

54、時(shí)，提供訊息。當(dāng)輸出窗口列出程序錯(cuò)誤時(shí)，可以雙擊錯(cuò)誤訊息，會(huì)在程序編輯器窗口中顯示適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)。狀態(tài)條在STEP 7-Micro/WIN中操作時(shí)的操作狀態(tài)信息。程序編輯器窗口包含用于該項(xiàng)目的編輯器（LAD、FBD或STL）的局部變量表和程序視圖。局部變量表包含對(duì)局部變量所作的賦值（即子例行程序和中斷例行程序使用的變量）。在局部變量表中建立的變量暫時(shí)使用。工具條為最常用的STEP 7-Micro/WIN操作提供便利的存取?？梢远ㄖ泼總€(gè)工具條

55、的內(nèi)容和外觀。</p><p>　　1. 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目就象一個(gè)文件夾，所有數(shù)據(jù)都以分層的結(jié)構(gòu)存在于其中，任何時(shí)候你都可以使用。在創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目之后，所有其他任務(wù)都在這個(gè)項(xiàng)目下執(zhí)行。 </p><p>　　2. 組態(tài)一個(gè)站，組態(tài)一個(gè)站就是指定要使用的可編程控制器，例如S7300、S7400等。 </p><p>　　3. 組態(tài)硬件就是在組態(tài)表中指定你的控制方案

56、所要使用的模板以及在用戶程序中以什么樣的地址來訪問這些模板。 </p><p>　　4. 組態(tài)網(wǎng)絡(luò)和通訊連接，通訊的基礎(chǔ)是預(yù)先組態(tài)網(wǎng)絡(luò)，也就是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)滿足你的控制方案的子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)地址也是程序自動(dòng)生成如果沒有更改經(jīng)驗(yàn)一定不要修改。 </p><p>　　5. 定義符號(hào)，可以在符號(hào)表中定義局部或共享符號(hào)，符號(hào)的命名一般用字母編寫不超過8個(gè)字節(jié)，最好不要使用很長(zhǎng)的漢字進(jìn)行描述，否則對(duì)程序的執(zhí)行

57、有很大的影響。 </p><p>　　6. 創(chuàng)建程序，用梯形圖編程語言創(chuàng)建一個(gè)與模板相連結(jié)或與模板無關(guān)的程序并存儲(chǔ)。創(chuàng)建程序是我們控制工程的重要工作之一，一般可以采用線形編程（基于一個(gè)塊內(nèi)，OB1）、分布編程（編寫功能塊FB,OB1組織調(diào)用）、結(jié)構(gòu)化編程（編寫通用塊）。我們最常采用的是結(jié)構(gòu)化編程和分布編程配合使用，很少采用線形編程。 </p><p>　　7．下載程序到可編程控制器，完成所

58、有的組態(tài)、參數(shù)賦值和編程任務(wù)之后，可以下載整個(gè)用戶程序到可編程控制器。在下載程序時(shí)可編程控制器必須在允許下載的工作模式下（STOP或RUN-P）,RUN-P模式表示，這個(gè)程序?qū)⒁淮蜗螺d一個(gè)塊，如果重寫一個(gè)舊的CPU程序就可能出現(xiàn)沖突，所以一般在下載前將CPU切換到STOP模式。</p><p><b>　　應(yīng)用系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　

59、　控制程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　可編程控制器的特點(diǎn)：編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)；功能強(qiáng)大，性價(jià)比高；硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)；可靠性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少；維護(hù)工作量小，維護(hù)方便；體積小，能耗低。因?yàn)榭删幊炭刂破骶哂幸陨系忍攸c(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用PLC控制整個(gè)系統(tǒng)硬件工作。</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)類型：由PLC構(gòu)成的單

60、機(jī)控制系統(tǒng)；由PLC構(gòu)成的集中控制系統(tǒng)；由PLC構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng)；用PLC構(gòu)成遠(yuǎn)程I/O控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用的是用PLC構(gòu)成的單機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　　系統(tǒng)的運(yùn)行方式：手動(dòng)運(yùn)行方式；半自動(dòng)運(yùn)行方式；自動(dòng)運(yùn)行方式。本系統(tǒng)采用的是自動(dòng)運(yùn)行方式。</p><p>　　分析所控制的設(shè)備或系統(tǒng)。PLC最主要的目的是控制外部系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可能是單個(gè)機(jī)器，機(jī)群或一個(gè)生產(chǎn)過程。判斷一下所要控

61、制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是否符合可編程控制器的點(diǎn)數(shù)要求。判斷一下所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的復(fù)雜程度，分析內(nèi)存容量是否夠用?！?#160;            </p><p>　　CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號(hào)

62、，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)。</p><p>　　I/O模塊:輸入（Input）模塊和輸出（Output）模塊簡(jiǎn)稱I/O。模塊它們是聯(lián)系系統(tǒng)外部設(shè)備和CPU模塊的橋梁。將所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入信號(hào)進(jìn)行賦值，與PLC的輸入編號(hào)相對(duì)應(yīng)。將所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸出信號(hào)進(jìn)行賦值，與PLC的輸出編號(hào)相對(duì)應(yīng)。接口2.0SN為下料傳感器，接口2.1SKW1為推氣缸1動(dòng)作限位，接口0.0SKW

63、2為推氣缸2動(dòng)作限位， 輸入I0.2SKW3為推氣缸3動(dòng)作限位，輸入I0.3SKW4為推氣缸4動(dòng)作限位，輸入I0.4SKW5為下料氣缸動(dòng)作限位，輸入I0.5SA為電感傳感，輸入I0.6SB為電容傳感器，輸入I0.7SC為顏色1傳感器，輸入I1.0SBW1為推氣缸1回位限位，輸入I1.1SBW2為推氣缸2回位限位，輸入I1.2SBW3為推氣缸3回位限位，輸入I1.3SBW4為推氣缸4回位限位，輸入I1.4SBW5為下料氣缸回位限

64、位，輸入I1.5SD為顏色2傳感器, 輸入I0.1UCP為計(jì)數(shù)傳感器，輸出Q0.0YV1為推氣缸1電磁閥，輸出Q0.1YV2為推氣缸2電磁閥，輸出Q0.2YV3為推氣缸3電磁閥，輸出Q0.3YV4為推氣缸4電磁閥，輸出Q0</p><p>　　系統(tǒng)供電設(shè)計(jì)PLC一般使用AC 220V電源或DC 24V電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各種模塊提供不同電壓等級(jí)的直流電源。本系統(tǒng)采用AC 220V電源為工作電源。</p&

65、gt;<p>　　這里設(shè)計(jì)的材料分揀的程序，是利用了ＰＬＣ的可編程控制功能。通過邏輯分析來實(shí)現(xiàn)的，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，輸入I0.1的高電平引起運(yùn)行中間寄存器M0.1的自鎖，從而進(jìn)入系統(tǒng)自運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。</p><p>　　一個(gè)控制周期為65s，分為四步，因此可用一個(gè)循環(huán)定時(shí)器來控制周期時(shí)間，用各時(shí)段時(shí)間與該定時(shí)器給定值比較即可獲得該時(shí)段切入點(diǎn)，用以調(diào)用相應(yīng)子程序。</p><p>　　

66、采用帶參數(shù)子程序，子程序中包含要傳遞的參數(shù)。在西門子S7一200可編程控制器的SIMATIC指令中規(guī)定:一個(gè)子程序最多可以傳遞16個(gè)參數(shù);要傳遞的參數(shù)在編制子程序時(shí)必須加以定義;參數(shù)必須有一個(gè)符號(hào)名(最多8個(gè)字符)，并確定其變量類型和數(shù)據(jù)類型. 這樣，一個(gè)循環(huán)的12個(gè)時(shí)間段只用2個(gè)帶參數(shù)子程序即可滿足設(shè)計(jì)要求。每個(gè)帶參數(shù)子程序要分別調(diào)用8次和4次，只不過每次調(diào)用時(shí)要根據(jù)程序要求傳遞不同參數(shù)地址。由此可見，帶參數(shù)子程序特別適合同樣一個(gè)子程

67、序需多次被調(diào)用，且每次調(diào)用參數(shù)的名稱都不相同;或者說，每次調(diào)用參數(shù)的實(shí)際地址都不相同。充分利用帶參數(shù)子程序的特點(diǎn)，就可以大大簡(jiǎn)化程序，起到事半功倍的效果。而不帶參數(shù)的子程序使用也很廣泛，通常用于精干主程序，將部分程序用子程序形式表示，使用時(shí)再調(diào)用該子程序;也用于一段程序可能多次重復(fù)使用，但該段程序中的參數(shù)為全局變量，無須進(jìn)行參數(shù)值傳遞，此時(shí)即可使用不帶參數(shù)的子程序。</p><p>　　S7-200在程序的控制邏

68、輯中不斷循環(huán)，讀取和寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)您將程序下載至PLC并將PLC放置在RUN（運(yùn)行）模式時(shí)，PLC的中央處理器（CPU）按下列順序執(zhí)行程序：</p><p>　?、?S7-200讀取輸入狀態(tài)。</p><p>　?、?存儲(chǔ)在S7-200中的程序使用這些輸入評(píng)估（或執(zhí)行）控制邏輯。</p><p>　?、?當(dāng)程序經(jīng)過評(píng)估，S7-200將程序邏輯結(jié)果存儲(chǔ)在稱作進(jìn)程圖像輸出

69、寄存器的輸出內(nèi)存區(qū)中。</p><p>　　⑷ 在程序結(jié)束時(shí)，S7-200將數(shù)據(jù)從進(jìn)程圖像輸出寄存器寫入至域輸出。</p><p><b>　?、?重復(fù)任務(wù)循環(huán)。</b></p><p><b>　　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　我設(shè)計(jì)的材料分揀系統(tǒng)實(shí)物模型主要由底座、氣動(dòng)部分、及電器控

70、制三大部分組成。氣動(dòng)部分由電磁閥和氣缸組成，電氣控制由西門子的可編程控制器、電源、傳感器等部件組成。通過傳感器信號(hào)采集，PLC編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電機(jī)、電磁閥進(jìn)行較復(fù)雜的位置控制、開關(guān)控制等功能。當(dāng)材料靠近各傳感器時(shí)，就會(huì)使傳感器動(dòng)作，此時(shí)材料并沒有到達(dá)物料槽的位置，因此要在檢測(cè)到物塊之后再計(jì)傳送帶運(yùn)行的步距。當(dāng)光電編碼器檢測(cè)到所走的步距后，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電磁閥控制氣缸推動(dòng)物塊到相應(yīng)的物料槽中。傳動(dòng)和氣動(dòng)等技術(shù) ，可以實(shí)現(xiàn)不同材質(zhì)的材料自動(dòng)分揀

71、和歸類功能。</p><p>　　考慮到系統(tǒng)整體成本和檢測(cè)精度，本設(shè)計(jì)采用的電感傳感器為國(guó)產(chǎn)品牌，電容傳感器和顏色傳感器為進(jìn)口歐姆龍品牌。輸送帶電機(jī)采用了進(jìn)口歐姆龍品牌。氣動(dòng)電磁閥為JOC品牌，傳送帶氣泵具有鎖止裝置?？諝鈮嚎s機(jī)為國(guó)產(chǎn)某品牌，工作電壓220V，最大電流6A，電機(jī)功率為125W，轉(zhuǎn)速為2880r\min，壓力表量程0-1.6Mpa，實(shí)際可提供最大安全氣壓為1.3Mpa。</p><

72、;p>　　我設(shè)計(jì)的自動(dòng)分揀系統(tǒng)只適于分揀底部平坦且具有剛性的包裝規(guī)則的物品。袋裝商品、包裝底部柔軟且凹凸不平、包裝容易變形、易破損、超長(zhǎng)、超薄、超重、超高、不能傾覆的物品不能使用普通的自動(dòng)分揀機(jī)進(jìn)行分揀，因此為了使大部分商品都能用機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)分揀，可以采取二條措施：一是推行標(biāo)準(zhǔn)化包裝，使大部分商品的包裝符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；二是根據(jù)所分揀的大部分商品的統(tǒng)一的包裝特性定制特定的分揀機(jī)。但要讓所有商品的供應(yīng)商都執(zhí)行國(guó)家的包裝標(biāo)準(zhǔn)是很困難的，定

73、制特寫的分揀機(jī)又會(huì)使硬件成本上升，并且越是特別的其通用性就越差。因此使用者要根據(jù)物品的包裝情況來確定建什么樣的自動(dòng)分揀系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用三個(gè)外型尺寸規(guī)格相同，不同材質(zhì)的物塊來模擬被分揀的物品。</p><p>　　圖3.2 控制流程圖</p><p>　?、?在物料斗中放三個(gè)不同材質(zhì)的材料，在程序運(yùn)行后傳送電機(jī)開始運(yùn)行，傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)。運(yùn)行5秒后，氣缸動(dòng)作，將物塊推到傳送帶中。此時(shí)傳送電機(jī)停止

74、，以便物塊放正位置。過0.5秒后，電機(jī)又開始運(yùn)行。如果程序運(yùn)行時(shí)，物料斗中沒有物體，則運(yùn)行一定時(shí)間后自動(dòng)停止。</p><p>　　⑵ 在第一種材料推出到傳送帶上輸送一段距離后，再推出第二種材料。然后再推出第三種材料，過程和推出第一種材料的過程相同。</p><p>　?、?當(dāng)材料靠近各傳感器時(shí)，就會(huì)使傳感動(dòng)作，此時(shí)材料并沒有到達(dá)物料槽的位置，因此要在檢測(cè)到材料之后再計(jì)傳送帶運(yùn)行的步距。當(dāng)

75、光電編碼器檢測(cè)到所走的步距后，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電磁閥控制氣缸推動(dòng)材料到相應(yīng)的物料槽中。</p><p>　?、?各傳感器依次分別為，電感傳感器，可檢測(cè)出鐵質(zhì)物塊；電容傳感器，可檢測(cè)出金屬物塊；顏色傳感器，可檢測(cè)出不同的顏色，且色度可調(diào)。備用傳感器可選用顏色傳感器或者物體檢測(cè)傳感器。當(dāng)鐵質(zhì)材料經(jīng)過第一傳感器時(shí)被分揀出，當(dāng)鋁質(zhì)材料經(jīng)過第二傳感器時(shí)被分揀出，非金屬材料中的某一顏色在過第三個(gè)傳感器時(shí)被分揀出。</p>

76、;<p>　　圖3.3 分揀原理圖</p><p>　　通過流程圖來設(shè)計(jì)自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)來表達(dá)工作原理，假設(shè)材料材質(zhì)為木、鐵、鋁3種，通過3種不同工作原理的傳感器的識(shí)別進(jìn)行識(shí)別，當(dāng)材料靠近各傳感器時(shí)，就會(huì)使傳感器動(dòng)作，電感傳感器，可檢測(cè)出鐵質(zhì)物塊；電容傳感器，可檢測(cè)出金屬物塊；顏色傳感器，可檢測(cè)出不同的顏色。因?yàn)閭鞲衅鞣N類的限制，把電感傳感器安裝在第一位，電容傳感器安裝在第二位，顏色傳感器安裝在第三

77、位，當(dāng)被分揀材料在傳送帶上依次通過各傳感器時(shí)，各傳感器根據(jù)自身特性進(jìn)行材質(zhì)識(shí)別。材料在傳送帶上輸送，如果材料被識(shí)別，就被汽缸推入相應(yīng)的產(chǎn)品槽中，從而達(dá)到自動(dòng)分揀的目的。</p><p><b>　　系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　工作原理</b></p><p>　　物料分揀實(shí)物教學(xué)模型的氣動(dòng)部分由電磁閥和氣

78、缸組成，電氣控制由西門子的可編程控制器、電源、傳感器等部件組成。通過傳感器信號(hào)采集，PLC編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電機(jī)、電磁閥進(jìn)行較復(fù)雜的位置控制、開關(guān)控制等功能。當(dāng)材料靠近各傳感器時(shí)，就會(huì)使傳感器動(dòng)作，此時(shí)材料并沒有到達(dá)物料槽的位置，因此要在檢測(cè)到物塊之后再計(jì)傳送帶運(yùn)行的步距。當(dāng)光電編碼器檢測(cè)到所走的步距后，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電磁閥控制氣缸推動(dòng)物塊到相應(yīng)的物料槽中。電感傳感器，可檢測(cè)出鐵質(zhì)物塊；電容傳感器，可檢測(cè)出金屬物塊；顏色傳感器，可檢測(cè)出不同的

79、顏色。</p><p><b>　　軟硬件設(shè)備</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)、西門子S7-200PLC、西門子STEP7編程軟件、材料分揀實(shí)物教學(xué)模型。</p><p>　　計(jì)算機(jī)與PLC串接口</p><p>　?、?將PLC的輸入輸出與相應(yīng)面板符號(hào)的插孔用連接線連好；</p><p>　

80、?、?按照系統(tǒng)需要的輸入輸出配置，編寫材料分揀系統(tǒng)的PLC程序；</p><p>　?、?通過串口連接PLC和計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的連接，實(shí)現(xiàn)程序?qū)LC硬件的控制。</p><p>　?、?將程序下載編寫到PLC，運(yùn)行調(diào)試程序，模擬動(dòng)作實(shí)驗(yàn)板上的按鈕和開關(guān)，驗(yàn)證所編程序的邏輯。</p><p><b>　　I/O接口通訊</b><

81、/p><p>　　S7-200PLC硬件功能完善，指令系統(tǒng)豐富?？蔀橛脩籼峁┒喾N通訊方式PI方式，MPI方式，自由通訊口方式等。應(yīng)用自由通訊口方式，使S7-200PLC可以與任何通信協(xié)議已知，具有串口通訊的智能設(shè)備和控制器(如打印機(jī)、變頻器、上位PC機(jī)等)進(jìn)行通信，也可以用于兩個(gè)CPU之間簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)交換。該通信方式使可通信的范圍大大增大，使控制系統(tǒng)配置更加靈活、方便。</p><p><

82、b>　　圖4.1通訊參數(shù)圖</b></p><p><b>　　下位機(jī)與上位機(jī)通訊</b></p><p>　　PLC與上位計(jì)算機(jī)的通訊可以利用高級(jí)語言編程來實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)與西門子PLC 之間通訊的實(shí)現(xiàn)步驟。西門子PLC采用RS232或RS422進(jìn)行通訊，占用計(jì)算機(jī)的一個(gè)串行口。在不添加擴(kuò)展卡的情況下可以使用編程口和計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。</p>

83、<p><b>　　1. 設(shè)備連接</b></p><p>　　利用PLC與計(jì)算機(jī)專用的RS232C電纜，將PLC通過編程口與上位計(jì)算機(jī)串口（COM口）連接，進(jìn)行串行通訊。串行通訊方式使用計(jì)算機(jī)的串口，I/O設(shè)備通過RS-232串行通訊電纜連接到計(jì)算機(jī)的串口。</p><p><b>　　2. 設(shè)備配置</b></p>

84、<p>　　點(diǎn)擊“設(shè)備”大綱項(xiàng)下的PLC與上位計(jì)算機(jī)所連串口（COM口），進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。然后在STEP 7-Micro/WIN內(nèi)容顯示區(qū)內(nèi)雙擊所設(shè)COM口對(duì)應(yīng)的“新建”圖標(biāo)，會(huì)彈出“設(shè)備配置向?qū)А睂?duì)話框。在此對(duì)話框中完成與PLC通訊的設(shè)備的設(shè)置。</p><p>　　利用設(shè)備配置向?qū)Ь涂梢酝瓿纱型ㄓ嵎绞降腎/O設(shè)備安裝，安裝過程簡(jiǎn)單、方便。在配置過程中，需要選擇I/O設(shè)備的生產(chǎn)廠家、設(shè)備型號(hào)、連接

85、方式，為設(shè)備指定一個(gè)邏輯設(shè)備名并且設(shè)定設(shè)備地址。使下位機(jī)與上位機(jī)順利連接通訊。</p><p><b>　　3. 系統(tǒng)運(yùn)行</b></p><p>　　運(yùn)行材料分揀系統(tǒng)的控制。將PLC開關(guān)指向“RUN”狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕，觀察材料分揀系統(tǒng)的控制結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行正常，能夠有效的識(shí)別并分揀三種材質(zhì)的材料。</p><p><b&g

86、t;　　結(jié) 論</b></p><p>　　自動(dòng)分揀系統(tǒng)采用PLC控制，由工控組態(tài)軟件來進(jìn)行監(jiān)控并由上位機(jī)顯示出運(yùn)行畫面。產(chǎn)品在傳送帶上經(jīng)傳感器識(shí)別其材質(zhì)將其分類。然后經(jīng)過分揀裝置分揀分別計(jì)數(shù)再分類保管，這種識(shí)別技術(shù)具有響應(yīng)速度快、準(zhǔn)確可靠操作簡(jiǎn)單、控制效果良好、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)。其主要特點(diǎn)有三: 能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率極低，分揀作業(yè)基本實(shí)現(xiàn)無人化。自動(dòng)分揀系統(tǒng)中人員的使用僅局限于進(jìn)貨時(shí)的

87、接貨、系統(tǒng)的控制、系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)、管理與維護(hù)等，這恰好適應(yīng)了企業(yè)對(duì)減少人員使用、減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高人員使用效率的要求，因此市場(chǎng)前景廣闊應(yīng)用范圍廣泛。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過大學(xué)最后一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我又從中學(xué)到了很多知識(shí)，把整個(gè)大學(xué)所學(xué)的知識(shí)重新做了總結(jié)和檢驗(yàn)。在畢設(shè)的這段日子里，經(jīng)歷了太多的失敗，同時(shí)又收獲了很多的成功

88、，付出總有回報(bào)，經(jīng)過不斷改進(jìn)，最終完成了畢設(shè)內(nèi)容。通過這次畢設(shè)鍛煉了自己獨(dú)立研究問題解決問題的能力，培養(yǎng)了自己嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和態(tài)度，增加了自己的自信。為以后進(jìn)入社會(huì)，進(jìn)入工作崗位打下了良好基礎(chǔ)。</p><p>　　通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)有了全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作原理、應(yīng)用到的技術(shù)、和組成構(gòu)件都有了深入的學(xué)習(xí)和了解。所以通過畢設(shè)學(xué)到了很多很實(shí)用的知識(shí)，受益終生。</p><p

89、>　　隨著這次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的定稿，我的大學(xué)生活也即將畫上句號(hào)，這里包涵了太多的辛酸，快樂，困惑，幸福，太多的感慨伴隨著我走到現(xiàn)在。</p><p>　　通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)了我大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果，在這個(gè)過程中，我遇到了很多問題和困難。通過院系許多老師，特別是***老師的耐心指導(dǎo)和幫助，困難和問題都被我們一一解決和攻克了。有太多的感謝，太多的收獲都通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)體現(xiàn)出來。</p><p&g

90、t;　　謝謝xx老師的指導(dǎo)和關(guān)心，謝謝同學(xué)的幫助，謝謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　陳金華. 可編程控制器的應(yīng)用技術(shù). 北京：電子工業(yè)出版社，2002</p><p>　　楊長(zhǎng)能. 可編程控制器基礎(chǔ)與應(yīng)用. 重慶：重慶大學(xué)出版社，2000</p><p>　　王學(xué)國(guó). 可編程控制器

91、. 河南：河南機(jī)械電子出版社，2001</p><p>　　王錦標(biāo). 過程計(jì)算機(jī)控制. 北京:清華大學(xué)出版社，1992</p><p>　　廖常初. PLC編程及應(yīng)用. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2002.9</p><p>　　溫照方. SIMATIC S7-200可編程序控制器教程. 北京:北京理工大學(xué)出版社.2002</p><p>　

92、　袁秀英. 組態(tài)控制技術(shù). 北京: 電子工業(yè)出版社, 2003.8</p><p>　　王兆義.可編程控制器教程. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2000.10</p><p>　　陳金華. 可編程控制器的應(yīng)用技術(shù). 北京：電子工業(yè)出版社，2002</p><p>　　楊長(zhǎng)能. 可編程控制器基礎(chǔ)與應(yīng)用. 重慶：重慶大學(xué)出版社，2000</p><p>