物料自动分拣装置的PLC控制系统.
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应确定具体的控制过程、控制系统的总体及软件设计；确定PLC的型号规格；确定PLC各I/O元件；设计气动系统控制原理图；确定各气动元件；设计电动机及变频器的主电路及控制电路原理图；确定变频器型号及各电气元件；设计物料分拣系统的单动作手动程序、单循环程序、自动循环程序，故障报警和信号显示程序；上机调试程序；进行成本估算。
图2 .2 分拣装置示意图
（1）SN:光电传感器,当有物料放入输送带时，给PLC一个输入信号。
（2）SA:电感式传感器,检测铁材料，检测距离为2—5mm。
（3）SB:电容传感器,检测铝材料，检测距离为2—5mm。
（4）SC:颜色传感器,用于检测非金属的蓝色物料，检测距离为3—8mm,检测 距离可通过传感器放大器的点位器调节。
本系统采用的可编程控制器，只要结合不同的传感器，比如根据材料的属性、尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器，就可对不同的物料进行分拣，具有广泛的应用前景。
1.2 设计任务要求
该控制系统应能使物料分拣具有自动循环、单循环、单动作三种工作方式，且能使各种工作方式不相互发生冲突；应能完成铁料、铝料、不同颜色的塑料分拣至不同料槽的控制要求；应具有启动、预停、急停和计数功能；应具有短路保护、过载保护、失压保护等功能。
1.3 设计任务分析
分拣的物料都是规则的，而且是圆柱形，我们可以先把物料装进一个套筒，然后就让它在重力的作用下一个一个的掉到输送带。在这个过程中需要设计一个上料机构来完成这一步骤。接着物料到达输送带时，我们要把铁、铝、塑料（黄、蓝色）物料进行分拣，可以用各种传感器来进行分拣，这就需要设计一个分拣装置。这两个装置可以用接触器控制，也可以用PLC控制，考虑到接线方面的麻烦，决定用PLC来控制整个流程！
毕 业 设 计（论文）
题目：物料自动分拣装置的PLC控制系统设计
姓名黄 建 军
学号***********
专业机电一体化技术
年级2011级
指导教师陆莲仕
完成时间2013年11月25日
第一章 绪 论
1.1 物料自动分拣的意义
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。本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。 系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。
材料分拣装置是模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC控制、传感器、位置控制、电气传动和气动等技术，可以实现不同材料的自动分选和归类功能，并可配置监控软件由上位机监控。该装置采用台式结构，配有S7-200型CPU、传感器（光电式、电感式、颜色、磁感应式）、旋转编码器、交流电动机、输送带、气缸、电磁阀、直流电源、空气过滤减压器等是典型的机电一体化教学实验装置。
（13）三相异步电动机：驱动传动带传动，由变频器控制。
2.2
1.上料机构
在复位完成后，按下“启动”按钮，料筒光电传感器检测到有工件时，推料气缸将工件推出，推料气缸缩回，若3秒钟后，料筒检测光电传感器仍未检测到工件，则说明料筒内无物料，这时警示灯黄灯闪烁，放入物料后黄灯熄灭；
2.分拣机构
当入料口光电传感器检测到物料时，变频器接收启动信号，三相异步电动机正转运行，皮带开始输送工件，当料槽一到位检测传感器检测到铁物料时，推料一号气缸动作，将铁物料推入一号料槽；当料槽二检测传感器检测到铝物料时，推料二气缸动作，将铝物料推入二号料槽；当检测器检测到蓝色物料时，推料三气缸动作，将蓝色物料推入三号料槽；当物料为黄色物料直接导入四号料槽，料槽检测传感器检测到有工件经过，推料四气缸动作，将黄色物料推入料槽。
（2）顶料气缸：将工件顶住。
（3）ຫໍສະໝຸດ Baidu料气缸：将工件一一的放下来。
（3）警示灯：在设备停止时警示红灯亮，在设备运行时警示绿灯亮，在无物料是警示黄灯亮。
（4）储料筒：用于存放直径100mm的圆柱型工件，料筒侧面有观察槽。
（5）安装支架：用于安装工件库和气缸。
1.1.2分拣装置
分拣装置由输送带、气缸、各种传感器、电动机等部分组成，它的结构图如图2.2所示
第二章 物料自动分拣装置结构及总体设计方案
本装置是由上料机构和分拣机构构成，工件通过上料机构流到输送带进行分拣。
2.1
2.1.1上料机构
上料机构由简图、光电传感器、安装支架、挡料气缸、顶料气缸、警示灯等部分组成，如下图2.1所示
图2.1 上料机构示意图
（1）光电检测传感器：物料检测传感器为光电漫反射型传感器，检测到有物料时，推料气缸将物料推出，有物料是为PLC提供一个输入信号。
第三章 系统硬件设计
3.1 基本结构
硬件部分由传感器、可编程控制器、气缸、变频器、电机、气体空压机组成，他们之间的关系如图3.10所示。
图3.10 系统的硬件结构框图
3.
3.2.1 PLC的型号选择
根据输入输出点数合理选择PLC，由表5—1可知输入使用19点，输出使用9点，考虑到以后使用中的升级、添加功能的需要，点数应略多于现用的点数。对比表3.2可知，
（5）SD：备用传感器，用于检测黄色塑料物料。
(6)SBW气缸缩回到位。
(7)SFW气缸伸出到位。
（8）1号料槽：用于放置铁物料。
（9）2号料槽：用于放置铝物料。
（10）3号料槽：用于放置蓝色塑料物料。
（11）4号料槽：用于放置黄色塑料物料。
（12）皮带输送线：由三相异步电动机拖动，将物料输送到相应的位置。
表3-1 S7-200主要技术指标
特性
CPU221
CPU222
CPU224
CPU226
外形尺寸
90X80X62
90X80X62
120.5X80X62
190X80X62
本机I/O
数字量
6入/4出
8入/6出
14入/10出
图2 .2 分拣装置示意图
（1）SN:光电传感器,当有物料放入输送带时，给PLC一个输入信号。
（2）SA:电感式传感器,检测铁材料，检测距离为2—5mm。
（3）SB:电容传感器,检测铝材料，检测距离为2—5mm。
（4）SC:颜色传感器,用于检测非金属的蓝色物料，检测距离为3—8mm,检测 距离可通过传感器放大器的点位器调节。
本系统采用的可编程控制器，只要结合不同的传感器，比如根据材料的属性、尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器，就可对不同的物料进行分拣，具有广泛的应用前景。
1.2 设计任务要求
该控制系统应能使物料分拣具有自动循环、单循环、单动作三种工作方式，且能使各种工作方式不相互发生冲突；应能完成铁料、铝料、不同颜色的塑料分拣至不同料槽的控制要求；应具有启动、预停、急停和计数功能；应具有短路保护、过载保护、失压保护等功能。
1.3 设计任务分析
分拣的物料都是规则的，而且是圆柱形，我们可以先把物料装进一个套筒，然后就让它在重力的作用下一个一个的掉到输送带。在这个过程中需要设计一个上料机构来完成这一步骤。接着物料到达输送带时，我们要把铁、铝、塑料（黄、蓝色）物料进行分拣，可以用各种传感器来进行分拣，这就需要设计一个分拣装置。这两个装置可以用接触器控制，也可以用PLC控制，考虑到接线方面的麻烦，决定用PLC来控制整个流程！
毕 业 设 计（论文）
题目：物料自动分拣装置的PLC控制系统设计
姓名黄 建 军
学号***********
专业机电一体化技术
年级2011级
指导教师陆莲仕
完成时间2013年11月25日
第一章 绪 论
1.1 物料自动分拣的意义
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。本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。 系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。
材料分拣装置是模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC控制、传感器、位置控制、电气传动和气动等技术，可以实现不同材料的自动分选和归类功能，并可配置监控软件由上位机监控。该装置采用台式结构，配有S7-200型CPU、传感器（光电式、电感式、颜色、磁感应式）、旋转编码器、交流电动机、输送带、气缸、电磁阀、直流电源、空气过滤减压器等是典型的机电一体化教学实验装置。
（13）三相异步电动机：驱动传动带传动，由变频器控制。
2.2
1.上料机构
在复位完成后，按下“启动”按钮，料筒光电传感器检测到有工件时，推料气缸将工件推出，推料气缸缩回，若3秒钟后，料筒检测光电传感器仍未检测到工件，则说明料筒内无物料，这时警示灯黄灯闪烁，放入物料后黄灯熄灭；
2.分拣机构
当入料口光电传感器检测到物料时，变频器接收启动信号，三相异步电动机正转运行，皮带开始输送工件，当料槽一到位检测传感器检测到铁物料时，推料一号气缸动作，将铁物料推入一号料槽；当料槽二检测传感器检测到铝物料时，推料二气缸动作，将铝物料推入二号料槽；当检测器检测到蓝色物料时，推料三气缸动作，将蓝色物料推入三号料槽；当物料为黄色物料直接导入四号料槽，料槽检测传感器检测到有工件经过，推料四气缸动作，将黄色物料推入料槽。
（2）顶料气缸：将工件顶住。
（3）ຫໍສະໝຸດ Baidu料气缸：将工件一一的放下来。
（3）警示灯：在设备停止时警示红灯亮，在设备运行时警示绿灯亮，在无物料是警示黄灯亮。
（4）储料筒：用于存放直径100mm的圆柱型工件，料筒侧面有观察槽。
（5）安装支架：用于安装工件库和气缸。
1.1.2分拣装置
分拣装置由输送带、气缸、各种传感器、电动机等部分组成，它的结构图如图2.2所示
第二章 物料自动分拣装置结构及总体设计方案
本装置是由上料机构和分拣机构构成，工件通过上料机构流到输送带进行分拣。
2.1
2.1.1上料机构
上料机构由简图、光电传感器、安装支架、挡料气缸、顶料气缸、警示灯等部分组成，如下图2.1所示
图2.1 上料机构示意图
（1）光电检测传感器：物料检测传感器为光电漫反射型传感器，检测到有物料时，推料气缸将物料推出，有物料是为PLC提供一个输入信号。
第三章 系统硬件设计
3.1 基本结构
硬件部分由传感器、可编程控制器、气缸、变频器、电机、气体空压机组成，他们之间的关系如图3.10所示。
图3.10 系统的硬件结构框图
3.
3.2.1 PLC的型号选择
根据输入输出点数合理选择PLC，由表5—1可知输入使用19点，输出使用9点，考虑到以后使用中的升级、添加功能的需要，点数应略多于现用的点数。对比表3.2可知，
（5）SD：备用传感器，用于检测黄色塑料物料。
(6)SBW气缸缩回到位。
(7)SFW气缸伸出到位。
（8）1号料槽：用于放置铁物料。
（9）2号料槽：用于放置铝物料。
（10）3号料槽：用于放置蓝色塑料物料。
（11）4号料槽：用于放置黄色塑料物料。
（12）皮带输送线：由三相异步电动机拖动，将物料输送到相应的位置。
表3-1 S7-200主要技术指标
特性
CPU221
CPU222
CPU224
CPU226
外形尺寸
90X80X62
90X80X62
120.5X80X62
190X80X62
本机I/O
数字量
6入/4出
8入/6出
14入/10出