毕业设计（论文）-基于PLC的物料分拣控制系统的设计.doc

PLC技术应用项目说明书 产品自动分拣计数控制系统的设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械电子工程 班 级 2012级机电1班 学生姓名 李 钊 指导老师 王 蕊 2015 年 10 月 30 日课 程 设 计 任 务 书兹发给 2012级机电1 班学生 李钊 课程设计任务书，内容如下：1． 设计题目： 产品自动分拣计数控制系统的设计 2． 应完成的项目：（1）选题的背景和意义； （2）明确设计任务，拟定总体设计方案（有机械结构的要进行结构设计，三维软件建模）； （3）硬件设计，传感器、PLC（和电机）选型，设计信号采集、转换电路，画出PLC端口分配图、接线控制端子连接图； （4）软件设计，编写控制程序流程图（或重要程序），设计人机界面； （5）课程设计说明书1份。

3． 参考资料以及说明：（1）金发庆.传感器技术与应用（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2004 （2）钟肇新.可编程控制器原理及应用[M].广州：华南理工大学出版社，2003 （3）常晓玲.电气控制系统与可编程控制器[M].北京：机械工业出版社，2004 （4）盖超会，阳胜峰.三菱PLC与变频器、触摸屏综合培训教程[M].北京：中国电力出版社，2011 （5）濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2013 4． 本设计任务书于2015年10月12日发出，应于2015年10月30日前完成，然后进行答辩指导教师 签发 2015 年 10 月 30 日课程设计评语：课程设计总成绩： 指导老师签字： 年 月 日目录摘 要 I第一章 绪论 11.1分拣系统背景 11.1.1分拣系统的发展前景 11.1.2国内外分拣系统的对比 21.2 研究分拣系统的意义 31.3分拣系统的工作过程概述 41.3.1 分拣系统结构图 41.3.2 分拣系统的控制要求 4第二章 分拣系统的硬件设计 62.1 PLC及其组件的选型及控制原理 62.1.1 PLC的型号选择 62.1.2 I/O模块的选型 72.2 传感器的选择 92.2.1传感器的简介 92.2.2传感器的选择 102.3 驱动部分的分析与选择 122.4 系统执行机构的分析与选择 132.5 硬件设计及实际模型的建立 152.6 其他元器件及其选择 162.7 I/O接口的选择及PLC的接线 17第三章 物料分拣系统软件设计 213.1 可编程控制器（PLC）的简介 213.2分拣系统的控制要求及其流程图 253.3软件设计及编程 27第四章 控制系统的安装接线及运行调试 284.1 硬件调试 284.2 软件调试 284.3 整体调试 29第五章 结论与展望 30附录 32摘 要分拣控制系统在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。

是工业控制及现代物流系统的重要组成部分，实现物料同时进行多口多层连续的分拣在社会各行业如：物流配送中心、邮局、仓库等行业得到广泛应用本文在对熟悉了自动及分拣系统的原理的基础上，根据一定的分拣要求，采用了整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化，设计了一个物料传送及分拣系统此系统以PLC为主控制器，结合传感器技术，气动装置和位置控制等技术，并运用梯形图编程，实现对铁质、铝质和不同颜色的材料的自动分拣具有自动化程度高、容易控制、运行稳定、分拣精度高的特点，对不同的分拣对象，稍加修改本系统即可实现要求关键词：可编程控制器（PLC），传感器，气动控制，物料分I第一章 绪论1.1分拣系统背景自动分拣系统(Automatic sorting system)在配送中心处于十分必要的地位具有非常高的效率，一般来说每小时所分拣商品的数量达6000-12000箱不等，可以说，自动分拣作为能够提高物流分配、发送效率重要因素之一也是二战后在许多国家例如日本等国家物流中心所广泛使用的一种自动分拣系统，目前，该系统已广泛的应用于发达国家的大中型物流中心关于自动分拣系统的作业流程的描述如下：物流中心吸收供应商送来的各种商品，并且在最短时间内这把上述商品卸下,然后根据商品的种类、供应商和发送地点来准确分类，并将上述商品送到指定目的地，同时，如果供应商通知物流中心按自己所要求的配送指示发送货物时，分拣系统能够在最短的时间内，从高层货存架存储系统中准确的找到要出库的商品及其所在位置，并按所需要求出库。

从不同储位上取出的不同数量的商品按配送地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1.1.1分拣系统的发展前景 最初的分拣系统是完全基于人力的作业系统, 通过人工搜索、承运货物完成货物的提取在这个系统中,书面文档生产和发现,如手动处理浪费了巨大的人力资源,效率很低,显然不能满足现代物流的速度、精度要求高的特点 随着科学技术的飞速发展,分拣系统开始运用各种各样的自动化设备,计算机控制技术和信息技术成为信息传递和处理的重要手段虽然在大部分分拣系统中有些作业环节到目前为止需要有人工的参与,但作业强度越来越小完全由机械完成分拣作业的自动分拣系统也与之而生机械化、自动化、智能化成为现代分拣系统的主要特点与发展趋势 现代物流配送中,高科技的应用为作业效率和质量的提高提供了坚实的技术保证现代化的分拣系统逐渐成为物流机械化系统、信息系统以及管理组织系统的有机组合物流机械化系统主要是各种物流设备的有效组合和配置,信息系统是分拣信息和控制信息等流动的载体,管理组织系统负责设备、人员的调度,控制系统总体的运作模式计算机控制技术、信息技术以及物流自动化机械成为现代分拣系统的重要组成部分 1.1.2国内外分拣系统的对比 应用现状及趋势 纵观国内外分拣系统的应用情况可以发现,国外的物流配送中心倾向于采用自动化程度很高的分拣系统。

而在我国,由于物流业起步晚,分拣系统中人工作业的比例也较高 国外自动分拣系统的广泛使用 以美国、日本及欧洲为代表的发达国家,在分拣系统的应用上体现出自动化程度越来越高的特点代表美国、日本和欧洲发达国家的应用分类系统反映的特点,自动化程度越来越高自动分拣系统已成为发达国家大中型物流中心、配送中心或一个配送中心是不可或缺的一部分自动分拣系统是二战后在美国,日本和其他国家的一个广泛应用于大中型物流中心分拣系统,参照邮局排序字母自动化经验配置一般包括控制装置、分类装置、传动装置和分拣道口,它们通过计算机网络联结在一起,配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个完整的分拣系统其主要特点为: 能连续、大量的来给货物分类,分类错误率极低,基本实现无人操作排序自动分拣系统中人员的使用仅局限于进货时的接货、系统的控制、系统的经营、管理与维护等,这恰好达到了国外企业的下列要求：减少人员使用、减轻员工劳动强度、提高人员使用效率，所以受到了他们的广泛重视 就国外进行配送业务的行业或企业来说,自动拣选系统已广泛应用在医药制造业和其他行业,比如日本,资生堂,如大木有限公司自动排序作为关键设备在自动分拣系统,因为它可以达到每小时5000 - 5000例排序的效率,也广泛用于日本和欧洲,日本,连锁经营企业(如西友、高岛屋等)和众议院JiBian(大和,佐川等等)是广泛使用的自动分选机;在日本唱片中心,CD及录像带的新出版品也利用高端的机器人自动分拣机拣货。

目前常用自动分拣系统世界知名的自动化物流系统集成商德国德马泰克开发的自动分拣系统及相关系统；范德兰德；丹麦的克瑞斯普兰（德国伯曼机械）的全自动分拣系统；深圳市天和双力物流自动化设备有限公司的自动分拣系统；康大基业电子标签拣货系统；上海邮政通用技术设备公司的交叉带式分拣机控制系统；壹比多系列电子分拣系统等等1.2 研究分拣系统的意义1、可以连续的,大批量的货物进行分类由于使用自动用于大规模生产流水线、自动分拣系统不受气候、时间、身体条件的限制,如可以连续运行,同时由于数量的自动分拣系统单位时间排序,排序能力排序系统自动人工分拣系统能够连续运行100小时以上,每小时7000件包装商品,分类,比如使用人工分拣150件/小时左右,同时分拣工人无法工作8小时连续在这种劳动强度2、 分类错误率极低自动分类系统的分类误差的大小主要取决于准确的信息输入订单,反过来取决于分类信息输入系统,如果使用手动键盘输入或语音识别方法,出错率超过3%,如使用条码扫描输入,除非条码印刷本身有错误,或者你不会出错因此,目前自动分拣系统主要使用条形码技术来识别商品3、基本实现无人整理活动的外国自动分拣系统的目的之一是为了减少人员的使用,降低了工人的劳动强度,提高使用效率的员工,因此自动分拣系统能减少人员,使用基本是无人驾驶的。

整理活动本身并不需要使用人员,人员使用限于以下工作:（1）、送货车辆到达结束自动分拣线进货,由工人来提货2）、通过人工控制操作系统的分类3）、排序,通过人工整理排在最后的负载、装载货物4）、自动分拣系统,管理和维护业务如美国一家公司配送中心占地面积约100000平方米,每天近400000项排序,仅使用400名左右员工，这其中部分人员都在从事上述（1）、（3）、（4）项工作，自动分拣线作到了无人化作业对于分拣系统应用前景，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、成本等方而来考虑但是自动分拣系统对商品外包装要求也很高，自动分拣系统只适合于平坦和刚性包装底部的规则排序货物包装商品,柔软而不均匀的底部的包装,包装,容易变形,容易损坏,长、苗条、超重、超高、不能推翻的商品不能用正常的自动分类机进行排序,所以为了使大部分的货物已经完成了机械自动排序,可以采取两种措施:一是促进标准化的包装,使大部分的商品包装是符合国家标准的统一;二是基于排序的大部分商品的包装功能定制特定的分类机但是让所有供应商货物符合国家包装是非常困难的,自定义特性分类机,使硬件成本的上升,和它的普遍性是更糟更特殊。

所以公司应该根据操作和货物的包装决定建立或建立什么样的自动分拣系统[1] 1.3分拣系统的工作过程概述1.3.1 分拣系统结构图图1-1 材料分拣系统的示意图1.3.2 分拣系统的控制要求本课题是基于区分材料材质的不同而设计的材料分拣系统，主要是实现对铁质、铝质和不同颜色的材料的自动分拣，具体控制过程为：（1）接通电源，按下启动。