基于plc的物料分拣系统设计软件毕业论文

毕业教学环节成果

（2012届）

题目基于PLC的物料分拣

控制系统设计(软件)

摘要 .............................................................................................. - 1 - 英文摘要. ....................................................................................... - 1 - 引言： ........................................................................................... - 3 - 1 自动化立体仓库控制系统的整体结构.............................................. - 4 -

1.1 设计思想........................................................................... - 4 -

1.2 控制要求........................................................................... - 4 -

1.3 系统构成........................................................................... - 4 -

2 系统主要器件及功能特点 ............................................................. - 5 -

2.1 可编程控制器 .................................................................... - 5 -

2.2 变频器.............................................................................. - 6 -

2.3 传感器.............................................................................. - 8 -

3 硬件系统设计........................................................................... - 10 -

4 程序设计................................................................................. - 13 -

4.1 自动............................................................................... - 13 -

4.2 手动............................................................................... - 16 -

4.3 系统统调......................................................................... - 17 - 结论与谢辞：................................................................................ - 19 - 附件1程序清单 ............................................................................ - 21 - 附件2实物照片 ............................................................................ - 22 -

基于PLC的物料分拣控制系统设计（软件）

摘要:自动化物料分解系统具有高效、可靠、操作方便的优点为越来越多的使用者接受，应用也日益广泛。本设计对可编程控制器、变频器、交流电机在自动化物料分解系统堆垛机中的应用进行了探讨。本文简述以三菱Q系列可编程控制器，用变频器控制传送带，

利用电磁阀控制气缸使电磁阀完成伸缩动作的物料分解系统。

关键词:物料分解PLC 变频器

PLC based material sorting control system

design ( software )

(Major of Electronic Automatization Technology,Information and Engineering college, JinHua College of Vocation And Technology, Li Feilong) Abstract: automated material decomposition system has the advantages of high efficiency, reliable operation, convenient for more and more accepted by users, is widely used. The design of the programmable controller, inverter, AC motor in the automatic material decomposition system stacker discussed the application. This paper briefly describes the Mitsubishi Q series programmable controller, frequency converter control conveyor belt, using electromagnetic valve control cylinder electromagnetic valve to complete the extension fork action material decomposition system.

Key words: material decomposed PLC converter

引言：

我国分拣设备的研发和应用起步较晚，与国外相比约晚20 年左右。前期主要受历史因素影响，相当长的时期内只停留在研究和中试阶段，改革开放以来，通过国外产品引进及与国外专业厂商技术合作与交流，引入了国外先进技术和理念，国内对分拣设备的研制越来越成熟，应用也越来越多。早期主要应用于在邮政行业，生产和流通领域运用的并不是太多。近几年，输送分拣系统由于它能有效地解决生产分拣过程人工作业运行成本高、效率低等弊病，所以应用越来越广泛。

传统的自动分拣系统，由于当时的技术水平不高，分拣的种类不多和分拣精度不高，再加上PLC技术、位置控制技术、气动技术都不够完善。所以应用到实际生产效果

不是很明显。传统的材料分拣都是通过人工来进行分拣的，这样一来不但增加了人员的成本，而且分练速度和精确度都得不到保障。生产过程的条件可能会很恶劣，生产工不可能都能在该环境作业，所以物料分拣系统能发挥其功效，材料自动分拣系统能连续、大批量地分拣货物，由于采用流水线自动作业方式，并不受气候、环境、时间、人的体力等的限制，可以连续运行。THFCL-1型材料分拣实物教学模型，是涵盖了PLC技术，位置控制技术、气动技术有机结合成一体的教学仪器。随着PLC技术、位置控制技术、气动技术的发展，机械化程度的逐步提高，分工也越来越细，材料分拣实物教学模型能够应用到该领域，对于生产过程中需要重复分拣某些特征明显物料有重要的现实意义。并通过通信电缆实现与上位机的通信，上位机采用组态软件设计监控系统。从而可减少成本和提高劳动生产率。

THFCL-1型材料分拣实物教学模型采用三菱公司FX2n微型可编程控制器作为控制的核心, 根据分拣系统传感器返回的信号结合PLC里的程序，可设定分拣某种金属或非金属物料和某种颜色的物料，并能将传感器的数据利用FX2n微型可编程控制器的通信电缆与上位机串口通信,从而实现在上位PC机观察材料分拣状态。

1 自动化立体仓库控制系统的整体结构

1.1 设计思想

设计一种基于三菱PLC控制的物料分拣自动化控制系统，该控制系统主要的功能是完成对不同材料（金属和非金属）物品的准确判断，并通过电磁阀控制推手动作，将不同物料分拣至指定位置,如图1-1所示：

图1-1 系统原理图

1.2 控制要求

1.该装置的传动带由交流电机控制，其逆时针和顺时针旋转运动由电机的正反转控制；三个执行机构（送料推手，金属物品分拣推手和非金属物品分拣推手）的推出和返回均由气压驱动，并由电磁阀控制；装置中同时包含2个传感器（电磁传感器和红外探头）用来检测金属与非金属物品。

2.交流电机由经PLC设置的变频器控制，可以实现正确的运动方向和合适的工作频率。

3.两个传感器的安装位置合适，可以正确实现金属和非金属物品的检测。

4.该系统设置了手动工作方式和自动工作方式。自动方式又分为单步、单周期、连续三种工作方式。手动相当于点动控制。

1.3 系统构成

本系统由可编程控制器、变频器、交流电机及电磁阀等组成。

2 系统主要器件及功能特点

2.1 可编程控制器

可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控

制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic

Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程

控制器简称PLC，如图2-1所示。

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从

编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或

采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

本系统中使用的可编程控制器Q00UJ-S8为日本三菱公司生产的一款中大型PLC，

实物如图2-1所示。Q系列PLC是三菱公司从原A系列PLC基础上发展过来的中、大型

PLC系列产品，Q系列PLC采用了模块化的结构形式，系列产品的组成与规模灵活可