毕业设计方案气动分拣系统样本.docx

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毕业设计方案气动分拣系统样本

毕业设计方案气动分拣系统

气动物料分拣实训设备设计及制作

摘要：

本文主要介绍了利用PLC来完成物料分拣的自动控制，并结合组态软件来对整个监控过程进行仿真。

PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制技术、计算机技术及通信技术融为一体，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。

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，同时运用组态软件对系统运行过程中各个环节进行监控，从而使整个画面的运行状态得以清晰体现。

关键词：

物料分拣；PLC程序；传感器

AnimalfeedgassortingtrainingequipmentdesignandmanufactureAnimal

Abstract：

Thispapermainlyintroducesthe useof PLCtocompletethe automaticcontrol ofmaterialsorting, and to simulatethewhole process of monitoring configurationsoftware. PLCcontrolis themostcommonlyusedindustrialautomation controltechnology, computertechnologyandcommunicationtechnology com., designedspecificallyforindustrialcontrol,strongfunction, highreliability, flexible adaptationtotheenvironment, simpleprogramming,convenient and hastheadvantagesofsmallvolume, lightweight, lowpowerconsumptionandseriesof advantages, inindustrialapplicationsbecome morePLCcontrol systemfromthe identificationof material by combining with sensor, pneumaticcomponents aresorted, transfer ofmaterials, throughthe ladderdiagramform towritePLCprogram torealizethe automaticcontrolof thewholeprocess ofthe materialsortingsystem, atthesametime, theconfigurationsoftware tomonitor allaspectsof therunningprocessofthesystem application, thusmakeoperation thewholepicture canbeclearly reflected thestateof

Keywords:

Thematerialsorting;ThePLCprogram;Sensor

第1章绪论

自动分拣系统（自动分拣系统）是一个必要的先进的配送中心设施。

它具有分选效率很高，通常每小时6000至12000箱货物分类，可以说，自动分拣机是提高物流配送效率的关键因素。

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。

系统运行的过程可以简单描述如下：

物流中心的几万的货每天接待数以百计的供应商或货主通过各种运输方式发送的，在最短的时间将这些货物卸下，并根据货物品种，存储或传递给这些货物快速和准确的分类的主人，运送到指定地点（如指定的货架，加工区，交付平台等）的同时，当供应商或货主通知物流中心根据交货指示发货时，自动分拣系统在最短的时间内从大货架存储系统高层准确地根据位置找到货物，和出境的数量，不同数量的货物从不同的存储空间，根据不同的交货地点不同区域分销平台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，分级装置，输送装置和分拣道口组成。

控制装置的作用识别，接收和处理装置，信号分拣控制装置，按商品品种分类，按商品交货地点或根据货主的类别根据自动分类分拣信号指示的要求。

这些要求可以通过不同的方式，如通过扫描条形码，颜色码扫描，键盘输入，重量检测，语音识别，高度检测和形状识别等方法，对分拣控制系统的输入。

根据分拣信号的判断，以决定某一商品在什么样的分拣道口。

分类装置的作用是根据控制装置发出的分简指示，根据控制装置发出的指令，当货物的分拣信号的装置，通过该装置，改变输送装置的运行方向或进入其他输送机分拣道口。

许多种类的分类装置，一般有推出，浮动，倾斜和分枝数，不是一个设备的不同包装材料，货物包装要求，包装重量的底面平整度等。

输送带及输送的主要成分，其主要作用是使货物要整理分类装置和控制装置，在传送带的两侧，通常有一些交叉，一种很好的商品下滑的主要输送（或主带）的通道中的货物地区，一般滑由钢带，皮带，滚筒，使货物滑集货平台从主传送带，那里的工作人员将所有货物的交叉或集中存储，或配备汽车集团和分销业务。

以上四部分装置通过计算机网络，采用人工控制和人工处理环节相应的形成了一个完整的自动分拣系统。

二次大战以后，自动分拣系统逐渐在西方发达国家投入使用，成为发达国家先进的物流中心、配送中心或流通中心所必需的设施条件之一。

（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，它可以连续运行100小时以上，每小时可分拣7000件包装商品，如果用人工分拣每小时只能分拣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，如采用条形码输入，除非条形码的印刷本身有误差，否则不会出错。

因此，自动分拣系统采用条形码技术识别货物。

（3）分拣作业基本无人化国外建立分拣系统的目的之一就是为了减少人员的使用，减轻人员的劳动强度，提高人员的使用率，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，人员的使用近局限于送货车辆抵达自动分拣线的进货端时，由人工接货，由人工控制分拣系统的运行，分拣线末端由人工将分拣出来的货物进行集载、装车，自动分拣系统是经营、管理和维护。

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，自动分拣线做到了无人化作业。

对于分拣系统的应用前景，主要着眼于分拣系统的可靠性、优越性，应用领域的适用性以及系统的经济效益、成本等方面考虑。

对于自动分拣系统因其自身存在的一些问题，在一定程度上限制了其应用的领域及其范围，在引进和建设自动分拣系统时一定要考虑以下条件：

自动分拣系统的一次性投资巨大其本身需要建设短则40-50米，长则150-200米的机械传输线，还有配套的机电一体化控制系统，计算机网络及通信系统等，这一系统不仅占地面积大，动辄2万平方米以上，而且一般自动分拣系统都建在自动主体仓库中，这样就要建3-4层楼高的立体仓库，库内需要配备各种自动化的搬运设施，这丝毫不亚于建立一个现代化工厂所需要的硬件投资。

这种巨额的先期投入要花10-20年才能收回，如果没有可靠的货源作保证，则有可能系统大都由大型生产企业或大型专业物流公司投资，小企业无力进行此项投资。

它对商品的包装要求也很高，为整理和平底刚性货物包装规则自动分拣机。

袋装商品，包装，包装和软底不易变形，易断裂，超长，超薄，超重，超高不能倾覆的商品不能使用普通货物分拣机分拣，所以为了使大部分商品可以用于自动分拣，可以采取两个措施：

一是实施标准化包装，大多数商品的商品符合国家标准；二是基于绝大多数产品排序定制特定的分拣机包装特点的统一。

但让所有商品的供应商在全国实施包装标准是很困难的，定制特定的分拣机将使硬件成本的增加，并且越是特别的其通用性就越差。

因此公司根据商品的包装来决定是否建立或建立什么样的分拣系统。

在本文中，以生产线上不同物料的分拣系统为例，详细分析了基于PLC控制的自动分拣系统的设计，介绍了分拣系统中传感器信号的采集、处理的一些基本知识，并通过设计要求与技术指标的比较，确定了硬件系统中的各种元器件及其模块的选型。

在介绍了一些PLC、传感器、气动系统基本知识后，对本课题进行硬件与软件设计，设计出主电路与控制回路，并建立了实际的模型，在软件设计中，确定了I/O分配，并按照控制要求设计出了PLC梯形图。

在本系统完成本设计之后，对其进行整体安装与调试。

在硬件部分，调试其各部分安装的位置及角度，使其材料物块的运行与传感器安装的角度适合。

将各气缸的动作速度进行调试之后，进行了软硬件综合调试，实现物料分拣系统中上料、传送与分拣的全过程。

第2章气动物料分拣系统的硬件设计

（1）该装置由型材实训台、物料提升机构、物料传送及分拣机构、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、各种传感器、物料、I/O接口板和气管等组成。

（2）电源模块由三相电源总开关（带漏电和短路保护）、熔断器、单相电源输出、三相电源输出、电源插座、开关电源（提供DC24）等组成。

（3）按钮模块由急停按钮、转换开关、复位按钮、自锁按钮、指示灯等组成。

（4）变频器模块由欧姆龙3G3JV-AB004变频器及接线柱组成。

（5）PLC模块由三菱主机为FX1N-40MR-001内置开关量I/O（24路开关量输入/16路继电器输出）构成，机箱内装有24V/5A的开关电源为系统提供直流电源。

（6）物料提升机构由单出杆气缸、电磁阀、磁性开关、警示灯、直流减速电机、机械结构件等组成。

（7）物料传输及分拣机构由三相交流电机、皮带、单出杆气缸、磁性开关（磁电传感器）、电磁阀、电涡流式电感传感器、电容式传感器、漫反射型光电传感器、机械结构件等组成。

本物料分拣装置主要由PLC控制模块、变频器、传感器、位置检测与控制、物料输送及分拣、气动系统等模块组成。

通过传感器信号采集，PLC编程，对电磁阀、直流电机、交流电机等进行复杂的开关量控制、位置控制及时序逻辑控制，实现物料提升、故障报警、气动机械手搬运、皮带机输送、物料分拣等功能。

如图2-2所示为送料机构硬件图。

其中包括放料转盘：

转盘中共放两种物料，一种金属物料、一种非金属物料。

驱动电机：

电机采用24V直流减速电机，转速10r/min，转矩30kg/cm；用于驱动放料转盘旋转；物料滑槽：

放料转盘旋转，物料相互推挤趋向入料口，物料则从入料口顺着滑槽落到提升台上；提升台：

将物料和滑槽有效分离，并确保每次提升一个物料；物料检测传感器：

物料检测为光电漫反射型传感器，主要为PLC提供一个输入信号，如果有物料在提升台上，就会驱动提升气缸提升物料；如果运行中，光电传感器没有检测到物料并保持4秒钟，则让系统停机然后报警；磁性传感器：

用于提升台气缸的位置检测。

检测气缸伸出和缩回是否到位，为此在前点和后点上各一个，当检测到气缸准确到位后将给PLC发出一个信号。

磁性传感器