沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）
摘 要
随着社会的不断发展，市场竞争越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术。在需要进行产品分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，效率低下致使企业的竞争能力差。针对上述问题，利用PLC 技术设计了自动分拣装置，在产品分拣过程中取得较好的控制效果。
本设计应用PLC实现具有传输、分类、入库保管功能自动分拣系统的自动控制系统并应组态做上位机监控，机械结构采用传送带、气缸等机械部件；电气控制采用传感器、编码器、开关电源、换向阀等电子部件；可编程控制器采用目前比较流行的西门子PLC。软件部分采用组态王监控整个分拣过程的运行，系统采用台式结构，选用颜色识别、电容式和电感式三种传感器，同时，还设置了气动装置的减压器、滤气器、气压指示等，可与各类气源相连接。本设计是将PLC技术，位置控制技术、气动技术、组态通讯监控技术有机结合成一体的自动输送分拣系统，具有响应速度快，准确率高、性能可靠等优点。
关键词：PLC；传感器；编码器；自动分拣系统；上位机监控
I
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Abstract
With the continuous development of society, the competition is fierce in the market,
Therefore production enterprises are urgently needed to improve production technology especially in the enterprise products sorting,has been using an artificial of sorting method before cause the competitive of the enterprise is poor. The response to these problems, to use PLC technology design of automatic sorting equipment, obtains good control effect in the process of product sorting.
The design applies PLC to achieve automation control Automatic Sorting System which have functions of transfers、classify and storage, the mechanical structure adopts mechanical assembly as conveyor belt、cylinder. The electric control adopts electronic assembly as sensor、coder、switching power supply、reversing valve and so on; Programmable logic controller adopts the more popular PLC of Siemens currently. The system adopts desktop structure, choose color recognition sensor、capacitive proximity switch and inductive proximity switch, at the same time, also collocates pneumatic reductor、air filter device、display of air pressure and so on, can connect with different gas source. This design is the automatic Sorting System which cover the technology of PLC、the technology of control position、the technology of pneumatic and organically combined them into one. It possesses a lot of advantages as fast response speed, accurateness and reliability and so forth.
Key words：PLC; sensor; coder; Automatic Sorting System; PC monitor
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目 录
1 绪论 ....................................................................................................................................................... 1
1.1本课题研究的内容 ...................................................................................................................... 1 1.2课题研究的目的及意义 .............................................................................................................. 1 1.3国内外相关技术现状及发展趋势 .............................................................................................. 1
1.3.1国外有关研究的综述 ....................................................................................................... 1 1.3.2国内有关研究的综述 ....................................................................................................... 2 1.4可行性分析 ................................................................................................................................. 3 2 总体设计 ............................................................................................................................................... 4
2.1方案论证 ..................................................................................................................................... 4
2.1.1系统硬件选择 ................................................................................................................... 4 2.1.2上位机监控软件选择 ....................................................................................................... 5 2.2设计思想 ..................................................................................................................................... 5 2.3总体设计 ..................................................................................................................................... 7 3 系统的硬件设计 ................................................................................................................................... 8
3.1系统硬件选型设计 ...................................................................................................................... 8
3.1.1编码器的选型设计 ........................................................................................................... 8 3.1.2可编程控制器的选型设计 ............................................................................................... 9 3.1.3空气压缩机的选型设计 ................................................................................................. 10 3.1.4换向阀的选型设计 ......................................................................................................... 11 3.1.5电动机的选型设计 ......................................................................................................... 11 3.1.6稳压电源的选型设计 ..................................................................................................... 12 3.1.7传感器的选型设计 ......................................................................................................... 13 3.2可编程控制器外部连接图 ........................................................................................................ 16 4 系统的软件设计 ................................................................................................................................. 17
4.1PLC软件设计 ............................................................................................................................ 17
III
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4.1.1程序I/O分配表 .............................................................................................................. 17 4.1.2控制程序流程图 ............................................................................................................. 19 4.1.3控制程序时序图 ............................................................................................................. 20 4.1.4 PLC程序设计 ................................................................................................................. 21 4.2组态王监控界面设计 ................................................................................................................ 27
4.2.1组态王外部设备定义 ..................................................................................................... 27 4.2.2定义数据词典 ................................................................................................................. 32 4.2.3组态王界面设计 ............................................................................................................. 33
5 调试过程 .............................................................................................................................................. 35 6 结论 ...................................................................................................................................................... 37 结束语 ...................................................................................................................................................... 38 致 谢 ........................................................................................................................................................ 39 参考文献 .................................................................................................................................................. 40 附录Ⅰ 程序清单 .................................................................................................................................... 41 附录Ⅱ 面板分布图 ................................................................................................................................ 46 附录Ⅲ 面板接线图 ................................................................................................................................ 47 附录Ⅳ 子程序清单 ................................................................................................................................ 48
IV
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1 绪论
1.1本课题研究的内容
本课题研究的内容是应用PLC实现自动输送分拣系统的自动控制并用组态监控系统的运行。本系统通过传感器信号采集，PLC控制，对交流电机、电磁阀进行开关量控制、位置控制、时序逻辑控制，实现对传送带上的物料进行定位、辨识、分类的功能，并通过组态监控界面监控整个过程的进行。
1.2课题研究的目的及意义
自动输送分拣系统是物流系统中广泛采用的一种分拣系统。一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口四部分组成，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。其主要特点有：能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率极低，分拣作业基本实现无人化，可通过计算机监控整个分拣过程。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，这恰好符合了企业对减少人员使用、减轻员工劳动强度、提高人员使用效率的要求，因此受到了广泛重视。
1.3国内外相关技术现状及发展趋势
1.3.1国外有关研究的综述
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呈现出自动化程
度越来越高的特点。自动分拣系统已成为发达国家大中型物流中心、配送中心或流通中心不可缺少的一部分。
自动分拣系统是二战后在美国、日本以及欧洲的大中型物流中心广泛采用的一种分拣系统，参照邮局分拣信件自动化的经验配置而成。就国外进行配送业务的行业或
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