PLC物料自動(dòng)分揀系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告 題 目： 物料自動(dòng)分揀系統(tǒng) 學(xué) 院： 電氣與電子信息工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)： 電氣工程與其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)：學(xué)生：指導(dǎo)教師：2015 年 12 月 12 日5 / 61、課題來(lái)源我的研究題目是物料自動(dòng)分揀系統(tǒng)，該課題是在老師的指導(dǎo)下完成的自選題目。自動(dòng)化的程度是工作發(fā)展程度的標(biāo)志，自動(dòng)分揀正是自動(dòng)化中的一個(gè)必不可的部分，而PLC控制分揀裝置以其成本低，效率高的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為主流，他可以根據(jù)設(shè)定的程序無(wú)人的，高效的工作，維護(hù)費(fèi)用極少。由于全部采用機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)，因此，分揀處理能力較大，分揀分類(lèi)數(shù)量也較多。節(jié)省了大量的人力勞動(dòng)，減少了企業(yè)的額外支出，是企業(yè)節(jié)省成本

2、最好的方法。 尤其在需要進(jìn)行材料分揀的企業(yè)，以往一直采用人工分揀的方法，由于人工作的個(gè)人限制性，因人而致使有的生產(chǎn)效率很低，誤差多，生產(chǎn)成本高，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力差，阻礙了企業(yè)的正常發(fā)展。所以分揀裝置人PLC控制系統(tǒng)必然會(huì)取代人工的分揀工作。這也正是其能夠迅猛發(fā)展的根本原因，好是社會(huì)和企業(yè)發(fā)展的必然。隨著工業(yè)的越來(lái)越發(fā)展，業(yè)水平的越來(lái)越高，自動(dòng)分揀裝置完全取代人工作業(yè)是必須的也是必然的。2、研究目的意義分揀系統(tǒng)中物料傳感器以與氣缸應(yīng)自動(dòng)化設(shè)備更新時(shí)的需要，可以大量代替單調(diào)往復(fù)或高精度需求的工作，在先進(jìn)制造領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色。它可以搬運(yùn)貨物、分揀物品、代替人的繁重勞動(dòng)?？梢詫?shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和

3、自動(dòng)化，能在高溫、腐蝕與有毒氣體等環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工業(yè)和原子能等部門(mén)。分料盤(pán)在物料分揀中起著關(guān)鍵作用，安裝在其內(nèi)部的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)將使分料盤(pán)發(fā)生相應(yīng)的動(dòng)作來(lái)達(dá)到物料的最終分揀。由于同樣實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化分揀，因此在現(xiàn)代工業(yè)中也較廣泛地使用。可編程控制器(PLC)是以中央處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，具有可靠性高、功能完善、組合靈活、編程簡(jiǎn)單、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在物料分揀控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。使用PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)具有體積小，可靠高，故障率低，動(dòng)作精度高等優(yōu)點(diǎn)。使其適應(yīng)了工業(yè)等的需要。本課題試圖開(kāi)發(fā)PLC對(duì)物料與分揀物料

4、的控制，并借助必要的精密傳感器，使其能夠?qū)Σ煌伾耘c種類(lèi)的物料按預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行分揀，適用于可變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性生產(chǎn)線。3、國(guó)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)縱觀國(guó)內(nèi)外物料分揀系統(tǒng)的應(yīng)用情況可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)外的物流配送中心或工業(yè)中傾向于采用自動(dòng)化程度很高的分揀系統(tǒng)，而且應(yīng)用也較為廣泛。而在我國(guó)，由于物流業(yè)起步晚，物料分揀系統(tǒng)中人工作業(yè)的比例也較高。盡管自動(dòng)分揀系統(tǒng)有非常多的優(yōu)點(diǎn)，但因其要求使用者必須具備一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，在發(fā)達(dá)國(guó)家某些行業(yè)不用自動(dòng)分揀系統(tǒng)的情況也很普遍。其主要原因有兩點(diǎn): 一是一次性投資巨大，先期投入回收慢。系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜，投資和運(yùn)營(yíng)成本相當(dāng)高，需要可靠的貨

5、源作保證，也許只有大型生產(chǎn)企業(yè)或?qū)I(yè)物流公司才有能力投資 小企業(yè)則無(wú)能為力。二是系統(tǒng)對(duì)商品外包裝要求高。為使大部分商品都能用機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)分揀，需要采取諸如推行標(biāo)準(zhǔn)化包裝、根據(jù)分揀商品統(tǒng)一的包裝特性定制分揀機(jī)等二次措施。但要讓所有商品的供應(yīng)商都執(zhí)行國(guó)家的包裝標(biāo)準(zhǔn)是很困難的，定制分揀機(jī)又會(huì)使硬件成本上升，且越是特別的通用性就越差。 雖然物料分揀系統(tǒng)有它的局限性，但隨著社會(huì)的高速發(fā)展，一切都講究效率，我相信高效率的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)將會(huì)被人們?cè)絹?lái)越重視。而本設(shè)計(jì)就針對(duì)物料分揀設(shè)計(jì)出了一個(gè)由PLC控制的分揀系統(tǒng)，解決了組成系統(tǒng)的設(shè)備能在安全工作的同時(shí)又能提高物料分揀效率的問(wèn)題。4、本課題的主要研究容PL

6、C控制分揀裝置涵蓋了PLC技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)等內(nèi)容，是實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的微縮模型。本課題主要介紹分揀裝置的工藝過(guò)程與控制要求。下圖所示為本分揀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖： 圖1 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)示意圖它采用臺(tái)式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置電源，有步進(jìn)電機(jī)、汽缸、電磁閥、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣動(dòng)減壓器、濾清器、氣壓指示等部件，可與各類(lèi)氣源相連接。選用顏色識(shí)別傳感器與對(duì)不同材料敏感的電容式和電感式傳感器，分別固定在網(wǎng)板上，且允許重新安裝傳感器排列位置或選擇網(wǎng)板不同區(qū)域安裝。 系統(tǒng)上電后，可編程序控制器首先控制啟動(dòng)輸送帶，下料傳感器SN檢測(cè)料槽有無(wú)物料，若無(wú)料，輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)周期后自動(dòng)停止等待下料；

7、當(dāng)料槽有料時(shí)，下料傳感器輸出信號(hào)給 PLC，PLC 控制輸送帶繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)控制氣動(dòng)閥5進(jìn)行下料，每次下料時(shí)間間隔可以進(jìn)行調(diào)整。物料傳感器 SA為電感傳感器，當(dāng)檢測(cè)出物料為鐵質(zhì)物料時(shí)，反饋信號(hào)送 PLC，由 PLC 控制氣動(dòng)閥 1 動(dòng)作選出該物料；物料傳感器SB為電容傳感器，當(dāng)檢測(cè)出物料為鋁質(zhì)物料時(shí)，反饋信號(hào)送 PLC, PLC控制氣動(dòng)閥 2 動(dòng)作選出該物料；物料傳感器 SC 為顏色傳感器，當(dāng)檢測(cè)出物料的顏色為待檢測(cè)顏色時(shí)，PLC 控制氣動(dòng)閥&#

8、160;3 動(dòng)作選出該物料。物料傳感器SD為備用傳感器。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定為分揀某種顏色的金屬或非金屬物料時(shí)，由程序記憶各傳感器的狀態(tài)，完成分揀任務(wù)。傳感器，當(dāng)檢測(cè)出物料為鐵質(zhì)物料時(shí)，反饋信號(hào)送 PLC，由 PLC 控制氣動(dòng)閥 1 動(dòng)作選出該物料；物料傳感器SB為電容傳感器，當(dāng)檢測(cè)出物料為鋁質(zhì)物料時(shí)，反饋信號(hào)送 PLC, PLC控制氣動(dòng)閥 2 動(dòng)作選出該物料；物料傳感器 SC 為顏色傳感器，當(dāng)檢測(cè)出物料的顏色為待檢測(cè)顏色時(shí)，PLC 控制氣動(dòng)閥 3 動(dòng)作選

9、出該物料。物料傳感器SD為備用傳感器。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定為分揀某種顏色的金屬或非金屬物料時(shí)，由程序記憶各傳感器的狀態(tài)，完成分揀任務(wù)。5、研究基礎(chǔ)5、設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)材料分揀裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)基本功能如下： （1）分揀出金屬和非金屬 （2）分揀某一顏色塊 （3）分揀出金屬中某一顏色塊 （4）分揀出非金屬中某一顏色塊 （5）分揀出金屬中某一顏色塊和非金屬中某一顏色塊系統(tǒng)利用各種傳感器對(duì)待測(cè)材料進(jìn)行檢測(cè)并分類(lèi)。當(dāng)待測(cè)物體經(jīng)下料裝置送入傳送帶后，依次接受各種傳感器檢測(cè)。如果被某種傳感器測(cè)中，通過(guò)相應(yīng)的氣動(dòng)裝置將其推入料箱；否則，繼續(xù)前行。其控制要求有如下9個(gè)方面： （1）系統(tǒng)送電后，光電編碼器便可發(fā)生所需的脈

10、沖  （2）電機(jī)運(yùn)行，帶動(dòng)傳輸帶傳送物體向前運(yùn)行 （3）有物料時(shí)，下料汽缸動(dòng)作，將物料送出 （4）當(dāng)電感傳感器檢測(cè)到鐵物料時(shí)，推汽缸1 動(dòng)作 （5）當(dāng)電容傳感器檢測(cè)到鋁物料時(shí)，推汽缸2 動(dòng)作 （6）當(dāng)顏色傳感器檢測(cè)到材料為某一顏色時(shí)，推汽缸3 動(dòng)作   （7）其他物料被送到SD 位置時(shí)，推汽缸4 動(dòng)作  （8）汽缸運(yùn)行應(yīng)有動(dòng)作限位保護(hù)  （9）下料槽內(nèi)無(wú)下料時(shí)，延時(shí)后自動(dòng)停機(jī)控制要求有如下9 個(gè)方面：

11、60;（1）系統(tǒng)送電后，光電編碼器便可發(fā)生所需的脈沖  （2）電機(jī)運(yùn)行，帶動(dòng)傳輸帶傳送物體向前運(yùn)行 （3）有物料時(shí)，下料汽缸動(dòng)作，將物料送出 （4）當(dāng)電感傳感器檢測(cè)到鐵物料時(shí)，推汽缸1 動(dòng)作 （5）當(dāng)電容傳感器檢測(cè)到鋁物料時(shí)，推汽缸2 動(dòng)作 （6）當(dāng)顏色傳感器檢測(cè)到材料為某一顏色時(shí)，推汽缸3 動(dòng)作   （7）其他物料被送到SD 位置時(shí)，推汽缸4 動(dòng)作  （8）汽缸運(yùn)行應(yīng)有動(dòng)作限位保護(hù)  （9）下料槽內(nèi)無(wú)下料時(shí)，延時(shí)后

12、自動(dòng)停機(jī)6、進(jìn)度安排1、接收畢業(yè)任務(wù)書(shū)，查閱資料準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告和外文文獻(xiàn)翻譯2015.11.12015.11.302、完成開(kāi)題報(bào)告和外文文獻(xiàn)翻譯 2015.12.12015.12.303、列寫(xiě)論文提綱與完成相關(guān)硬件模塊的設(shè)計(jì)2016.1.1-2016.1.304、完成論文初稿2016.2.30前5、完成相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)與相關(guān)功能模塊的仿真 2016.3.10前6、檢查和調(diào)試設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，整理論文全文，查重率必須小于10 2016.3.20前7、完成所有相關(guān)資料的整理，打印。2016.5.1前8、答辯2016.5.10-2016.5.236、預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)與進(jìn)度安排7、閱讀的主要文獻(xiàn)、資料參考文獻(xiàn) 1 常斗南. PLC運(yùn)動(dòng)控制實(shí)例與解析 （西門(mén)子）M.：機(jī)械工業(yè)，2009.11：30-69 2 張崇巍，李漢強(qiáng). 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) M. 2版. ：機(jī)械工業(yè)，2006 3 王兆義,楊新志. 小型可編程控制器實(shí)用技術(shù) M. 2版. ：機(jī)械工業(yè)， 2006 4 李旻， 李晉. 變頻技術(shù)在伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J.電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2004（26）：14-16 5 嚴(yán)建紅. 用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服系統(tǒng)的控制 J.XX電機(jī)技術(shù)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2001（1）:15-18 6 周凱，陸啟建.