物料自动分检控制系统的设计.docx

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物料自动分检控制系统的设计

2011届毕业设计说明书

物料自动分拣控制系统的设计

摘要

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。

PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。

另外，工控组态软件的发展，特别是嵌入式组态软件的出现，使自动化控制越来越灵活和方面，人机界面的使用提高了系统的实用性及档次。

本文从物料自动分检控制系统的基本原理以及系统构成出发，针对包装行业精品盒的工艺要求，设计一个物料分拣系统，对产品进行自动检测和分拣，实现产品检测分拣的自动化。

设计过程中以PLC为主控制器,结合液压机械手装置、传感器技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。

以PLC为主机的控制系统丰富了系统的控制功能，同时，本文添加了对操作系统的更改，采用了全中文工控组态软件MCGS，添加人机界面实现人性化设计及操作，加强了该系统的可靠性及智能性，在整体上显得更加高档和人性化！

关键词：

PLC；自动分拣；组态软件；人机界面

Abstract

Summary:

ThePLCcontrolisthemostcommonlyusedinindustrialautomationcontrolmethod,becauseitsconvenientcontrol,abletowithstandharshenvironment,therefore,issuperiortotheSCMinindustrialcontrol.PLCwillbetraditionalrelaycontroltechnology,computertechnologyandcommunicationtechnologyintegration,designedspecificallyforindustrialcontrol,withpowerfulfunction,generalflexibility,highreliability,andenvironmentadaptable,withsimpleprogramming,useconvenientandsmallvolume,lightweight,lowpowerconsumption,soinaseriesofadvantagesinindustrialusedmorewidely.Inaddition,thedevelopmentoftheindustrialcontrolconfigurationsoftwareembeddedconfigurationsoftware,especiallytheemergenceofamoreflexible,automationcontrol,man-machineinterfaceandtheuseofthesystemisenhancedandpracticalityandclass.

Thisarticlefrommaterialautomaticsortingcontrolsystemthebasicprincipleandsystemstructureviewofpackagingindustryboxesprocessrequirement,designamaterialsortingsystemforproducts,automaticdetectionandsorting,realizetheautomationproducttestingsorting.Thedesignprocess,combiningwithPLCprimarilycontrollerpneumaticdevice,sensingtechnology,positioncontroltechnology,on-sitecontrolproductautomaticsorting.InthecontrolsystemforthehostofPLCcontrolfunctionofthesystemisrich,atthesametime,thepaperaddedtotheoperatingsystemchanges,adoptedtheentireChineseindustrialcontrolconfigurationsoftwareMCGS,addtheman-machineinterfaceimplementshumanizeddesignandoperation,strengthenthesystemreliabilityandintelligent,onthewholeappearsmoreupscaleandhumanized!

Keywords:

PLC;automaticallygrading;configurationsoftware;human-machineinterface（HMI）

1绪论

1．1自动分拣系统的背景

自动分拣系统（AutomatedSortingSystem）是二次大战后率先在美国、日本的物流中心中广泛采用的一种自动化作业系统，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。

该系统的作业过程可以简单描述如下：

流动中心每天接收成百上千家供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商品，在最短的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、储位或发送地点进行快速准确的分类，将这些商品运送到指定地点（如指定的货架、加工区域、出货站台等），同时，当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时，自动分拣系统在最短时间内从庞大的高层货架存储系统中准确找到要出库的商品所在位置，并按所需数量出库，将从不同储位上取出的不同数量的商品按配送进点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送。

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。

1．2研究现状及发展趋势

我国自动分拣机的应用大约始于1980年代,近期的市场兴起和技术发展始于1997年。

自动分拣的概念先在机场行李处理和邮政处理中心得到应用,然后普及到其他行业。

随着业界对现代化物流的实际需求的增长,各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。

这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域,并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。

这些领域的一个共同特点是产品的种类繁多、附加值高、配送门店数量多、准确性要求高和人工处理效率低等特点。

随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。

目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。

这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。

由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多；另外组态软件的的发展，为物料分拣系统增添了新的活力。

1．3研究的意义

自动分拣系统在生产工业中有着举足轻重的作用。

它的可靠性，优越性，应用领域的适用性以及系统的经济效益、成本分拣系统能灵活的与其他物流设备实现无缝连接，如自动化仓库、各种存储站、自动集放链、各种运载工具、机器人等。

实现对物料实物流的分配、对物料信息流的分配和管理。

采用分拣系统，人工分拣、堆置物料的劳动强度大大降低，操作人员无须为跟踪物料而进行大量的报表工作、登单工作，因而显著提高劳动生产率。

另外，非直接劳动力如物料仓库人员、发料员以及运货员工作量的减少甚至取消又进一步直接降低了作业成本。

由于分拣系统运行平稳、安全性高，同时，人工拣取物料的作业量降低，对物品的损坏减少，为顾客假造了更多的价值，为公司赢得了更多的信誉和商机。

2系统总体设计

2．1分类

根据不同的作用，在各行各业需要分检的地方衍生出很多的设备，如LED分光分选机等,主要类型有：

堆块式分拣系统Pushersortingsystem

交叉带式分拣系统CarbelSorting

斜导轮式分拣机LineshaftDiverter

摇臂式分拣机SwingArmDiverter

物料分拣系统涵盖了PLC技术、传感器技术、位置控制技术，组态控制技术等内容；本章主要分析本设计物料分拣系统的需求及控制要求。

2．2任务分析

根据实际生产需要，针对包装行业精品盒属性，对产品长宽高尺寸进行全面检测，将不合格的产品进行剔除分类，并统计出产品的合格率，合格数，产量等，系统需求如下：

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。

2．3工作流程设计

工作流程图设计，如图2.1。

图2.1工作流程图

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