物料分拣系统 - 图文

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摘要

本文在自动及分拣系统的原理的基础上，根据一定的分拣要求,对材料分拣进行了以三菱PLC为控制核心，设计出材料分拣控制系统的控制系统和监控系统。该材料分拣系统以PLC为主控制器,结合气动装置、传感器技术、可以进行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、分拣精度高、易控制的特点,对不同的分拣对象,稍加修改本系统即可实现要求。

对本系统完成其设计之后，进行了整体调试。在硬件部分，调试其各部分安装的位置及角度，使其材料物块的运行与传感器安装的角度适合。将硬件各部分的动作幅度进行调试之后，进行了软硬件综合调试，实现材料分拣系统中上料、传送与分拣的全过程。

关键词：材料分拣传感器气动装置 PLC

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ABSTRACT

This paper in the automatic and sort of the system based on the principle of, according to a certain sort the requirements, the sort of material with mitsubishi PLC to control the core, the design of the control system of sorting out material control system and monitoring system. The material sorting system mainly with PLC controller, combined with pneumatic device, the sensor technology, can the control the product to be automatic sorting. System has a high degree of automation, stable operation, high precision, easy to control sorting characteristics of different sort the object, slightly modify the system requirements can be realized.

This system to accomplish the design after, the overall debugging. In the hardware part, its parts installation debugging the position and Angle, make its material content piece of run with the sensor installation Angle suitable. The hardware of the amplitude of each part of the action after the commissioning and integrated test software and hardware, and realize the material sorting system began to transmit and materials, and the whole process of the sort.

Keywords: material sorting ，sensor ， Pneumatic device， PLC

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摘要 ................................................................................................................. 1 ABSTRACT ........................................................................................................ 2 第一章绪论 ....................................................................................................... 4 1.1选题背景及意义 ........................................................................................... 4

1.1.1 分拣系统基本介绍 .......................................................................... 4 1.1.2 分拣系统基本意义 .......................................................................... 4 1.1.3 本文研究的主要内容 ...................................................................... 5 第二章硬件设计 ............................................................................................... 6 2.1 物料分拣系统工艺控制要求 ...................................................................... 6 2.2控制系统硬件设计 ....................................................................................... 8

2.2.1 电路的设计 ...................................................................................... 8 2.2.2 PLC的选择 ...................................................................................... 9

2.2.2.1 PLC的分类 ................................................................................ 9 2.2.2.2 PLC种类及型号选择 .............................................................. 10 2.2.3 传感器的选择 ................................................................................ 10

2.2.3.1 传感器的简介 ......................................................................... 10 2.2.3.2传感器的选择 .......................................................................... 12

第三章控制系统软件设计 ............................................................................. 13 3.1软件设计 ..................................................................................................... 13

3.3.1 控制系统I/O分配 ......................................................................... 13 3.3.2 PLC外部接线图 ............................................................................ 15 3.3.3 软件设计 ........................................................................................ 15 3.3.4 程序逻辑测试 ................................................................................ 23 结论 ............................................................................................................... 24 ?

参考文献 ................................................................................................... 25

致谢 ................................................................................................................... 26

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第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.1.1 分拣系统基本介绍

分拣是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。按分拣的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。

目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。

随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题，利用 PLC 技术设计了一种成本低，效率高的材料自动分拣装置，在材料分拣过程中取得了较好的控制效果。

物料分拣采用可编程控制器PLC 进行控制，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。同时，只要根据不同的分拣对象，对本系统稍加修改即可实现要求。

PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业现场生产设备的微缩模型。

应用PLC技术结合气动、传感器和位置控制等技术，设计不同类型材料的自动分拣控制系统。该系统的灵活性较强，程序开发简单，可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求。本文主要介绍了PLC控制系统的硬件和软件设计，以及一些调试方法。

1.1.2 分拣系统基本意义

二次大战以后，自动分拣系统逐渐开始在西方发达国家投入使用，成为发达国家先进和物流中心，配送中心或流通中心所必需的设施条件之一。

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对于分拣系统的应用前景，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。

但因分拣系统其要求使用者必须具备一定的技术经济条件，因此，在发达国家，物流中心、配送中心或流通中心不用自动分拣系统的情况也很普遍。对于自动分拣系统因其自身存在的一些问题，在一定程度上限制了其应用的领域及其范围。在引进和建设自动分拣系统时一定要考虑以下条件：

自动分拣系统的一次性投资巨大，其本身需要建设短则40~50米，长则150~200米的机械传输线，还有配套的机电一体化控制系统、计算机网络及通信系统等，这一系统不仅占地面积大，动辄2万平方米以上，而且一般自动分拣系统都建在自动主体仓库中，这样就要建3~4层楼高的立体仓库，库内需要配备各种自动化的搬运设施，这丝毫不亚于建立一个现代化工厂所需要的硬件投资。这种巨额的先期投入要花10~20年才能收回，如果没有可靠的货源作保证，则有可能系统大都由大型生产企业或大型专业物流公司投资，小企业无力进行此项投资。

它对商品外包装要求也很高，自动分拣机只适于分拣底部平坦且具有刚性的包装规则的商品。袋装商品、包装底部柔软且凹凸不平、包装容易变形、易破损、超长、超薄、超重、超高、不能倾覆的商品不能使用普通的自动分拣机进行分拣，因此为了使大部分商品都能用机械进行自动分拣，可以采取二条措施：一是推行标准化包装，使大部分商品的包装符合国家标准；二是根据所分拣的大部分商品的统一的包装特性定制特定的分拣机。但要让所有商品的供应商都执行国家的包装标准是很困难的，定制特写的分拣机又会使硬件成本上升，并且越是特别的其通用性就越差。因此公司要根据经营商品的包装情况来确定是否建或建什么样的自动分拣系统。

1.1.3 本文研究的主要内容

在本文中，以货物材料的分拣系统为例，详细的分析了在基于PLC控制的自动分拣系统的设计，文中介绍了分拣系统中信号的采集分析中传感器的一些基本知识，并通过要求与比较，确定了硬件系统中的一些元器件的选择与确定了PLC的选型。

在介绍了一些PLC与组态软件的基本知识后，对本课题进行硬件与软件设计，设计出主电路与控制回路，在软件设计中，确定了I/O分配，并按照控制要求设计出了PLC梯形图。在本系统完成其设计之后，对其进行整体调试。将硬件各部分的动作幅度进行调试之后，进行了软硬件综合调试，实现材料分拣系统中上料、传送与分拣的全过程。

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第二章硬件设计

2.1 物料分拣系统工艺控制要求

物料分拣控制系统的组成如图2-1所示，系统工艺控制要求如下。

①对于金属工件能根据工件大、中、小分类，并按大、中、小分拣至不同的分装箱内，同时对不同类型的工件进行计数。

②本系统还将对不同材料进行分拣，对于非金属材料则通过传送带向后传送，并进行非金属材料的数量统计。

③能实现4段传送带的运转，停止的顺序控制。

图2-1 物料分拣控制系统

控制工艺流程图如图2-2所示，启动后，供料传送带启动并开始供料，当物料为金属物料时，首先判断物料尺寸大小，传送带传送物料并分别对大中小物料进行计数，物料到位，通过气缸将物料推出，然后停止传送带；当物料为非金属时，直接将物料传送出去，并对非金属物料进行计数。

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物料传送带1输送启动结束 Y 计数到位 N 物料尺寸大传送带输送 Y 计数到位 Y 推出停传送带2 N 物料尺寸大传送带输送 Y 计数 N 到位 N 计数 Y 推出停传送带2 N 物料尺寸小传送带输送 Y Y 推出停传送带2 到位 N

N 传送带输送非金属工件计数

如图2-2 分拣系统流程图

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2.2控制系统硬件设计

2.2.1 电路的设计

它采用台式结构，内置电源，进电机、汽缸、光电传感器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件，可与各类气源相连接。

2.2.1.1电路设计

传送带采用普通电机进行控制，KM1、KM2、KM3、KM、KM4、KM5由PLC进行直接控制，五个电机控制相同，其一主电路图如图2-3所示

图2-3 电机控制主电路图

3个气缸则有气缸压缩机进行供气，由KM6、KM7、KM8直接进行控制。输入电压：AC200～240V（带保护地三芯插座）

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2.2.2 PLC的选择

2.2.2.1 PLC的分类

目前，在我国PLC的分类还没有一个统一的标准。根据性能和应用范围可将其进行如下分类。

1、按性能分类

根据PLC的I/O点数、用户程序存储器容量和控制功能的不同，可将其分为小型、中型和大型二类。

小型PLC又称低档PLC，它的I/O点数小于128点，用户程序存储器容量小于4K字，功能简单，以开关量控制为主，可实现条件控制、顺序控制、定时记数控制。适用于单机或小规模生产过程。中型PLC又称中档PLC，它的I/O点数在128~512点之间，用户程序存储器容量为4K~8K字，功能比较丰富、兼有开关量和模拟量的控制能力，具有浮点数运算、数制转换、中断控制、通信联网和PID调节等功能。适用于小型连续生产过程的复杂逻辑控制和闭环过程控制。

大型PLC又称高档PLC，它的I/O点数在512点以上，用户程序存储器容量达到8K字以上，控制功能完善，在中档机的基础上，扩大和增加了函数运算、数据库、监视、记录、打印及中断控制、智能控制、远程控制的功能。适用于大规模的过程控制、集散式控制系统和工厂自动化网络。

2、按结构分类

根据PLC的构成形式，可将PLC分为整体式和机架式 (模块式)两大类。整体式PLC是将CPU、存储单元、输入输出模块和电源部件集中配置在一个机箱内。这种PLC输入输出点数少、体积小，价格低，便于装入设备内部。小型PLC通常采用这种结构。机架式PLC将各单元做成独立的模块，使用时将这些模块分别插入机架底板的插座上。可根据生产实际的控制要求建立模块，构成不同的控制系统。这种PLC输入输出点数多，配置灵活方便，易于扩展。大中型PLC通常采用这种结构。

3、按应用范围分类

根据应用范围的不同，可将PLC分为通用型和专用型两类。通用型PLC作为标准工业控制装置可在各个领域使用，而专用型PLC是为了某类控制要求专门设计的PLC，如数控机床专用型、锅炉设备专用型、报警监视专用型等。由于应用的专一性，使其控制质量大大提高

FX2N系列PLC是功能齐全的中小型PLC，其控制规模包括16点 /32点/48点/64点/80点/128点PLC，输出具有继电器/晶闸管/晶体管输出内置8KB容量的EEPRROM存储器，CPU

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运算处理速度0.55~~0.7us/基本指令，可连接I/O扩展模块和特殊功能模块。

根据控制系统的控制要求可以了解系统所需要的I/O点数，选择FX2N-48MR-001型PLC。

2.2.2.2 PLC种类及型号选择

PLC种类较多，主要有西门子、三菱、OMRON、FANAC、东芝等，但能配套生产，大、中、小、微型均有配套且目前用得最广泛的的主要是西门子、三菱、OMRON的PLC。根据系统中的控制要求PLC点数：实际输入点15点，实际输出点8点，综合对比三菱FX系列（包括FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N等）、西门子系列、OMRON系列中I/O点数为32点各型号的PLC的价格、性能、实用场合等各方面，本系统可选择PLC型号为：FX2N—32MR，合计总数32点—16点输入，DC24V，16点继电器输出；尺寸（mm）：220×87×90，其性能、价格都优于其他PLC。

FX2N系列是FX系列PLC家族中最先进的系列，它能最大范围地包容了标准特点，程式执行更快，全面补充通讯功能，适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为工厂自动化控制应用提供最大的灵活性和控制能力。FX2N系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2N系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。

该型号PLC有16个输入节点，16个输出节点，能够满足系统要求并留有一定的余量

2.2.3 传感器的选择

2.2.3.1 传感器的简介

国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器是一个完整的测量装置（或系统），能把被测非电量转换为与之有确

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定关系的有用电量输出，以满足信息的传输处理、记录、显示和控制等要求。[3]

传感器一般由敏感元件、变换元件和其他辅助元件组成。但是随着传感器集成技术的发展，传感器的信号调理与转换电路也会安装在传感器的壳体内或者与敏感元件集成在同一芯片之上。因此，信号调理电路以及所需辅助电源都应作为传感器组成的一部分，如图2-4所示。

辅助电源被测量敏感元件非电量变换元件电参量信号调理与转换电路电量

图2-4 传感器的组成示意图

敏感元件——感受被测量，并输出与被测量成确定关系的其他量的元件，如膜片和波纹管，可以把被测压力变成位移量。若敏感元件能直接输出电量（如热电偶），就兼为传感元件了。还有一些新型传感器，如压阻式和谐振式压力传感器、差动变压器式位移传感器等，其敏感元件和传感器就完全是融为一体的。

变换元件——又称传感元件，是传感器的重要组成元件。它可以直接感受被测量（一般为非电量）且输出与被测量成确定关系的电量，如热电偶和热敏电阻。传感元件也可以不直接感受被测量，而只感受与被测量成确定关系的其他非电量。例如，差动变压器式压力传感器，并不直接感受压力，而只是感受与被测压力成确定关系的衔铁位移量，然后输出电量。一般情况下使用的都是这种传感元件。

信号调理与转换电路——能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用信号的电路。信号调理与转换电路根据传感元件类型的不同有很多种类，常用的电路有电桥、放大器、振动器和阻抗变换器等。

传感器根据使用要求的不同，可以做的很简单，也可以做的很复杂；可以使带反馈的闭环系统，也可以是不带反馈的开环系统。因此，传感器的组成将

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依不同的情况而有所差异。

2.2.3.2传感器的选择

对于金属物料分拣的大、中、小采用3个接近开关进行判断，如图10.1所示。接近开关分别安放于传送带1的上方，并调整好固定高度。2、3、4传送带的启动分别通过安装于传送带前方的光电接近开关进行控制。物料的到位由装设在气缸处的接近开关检测，通过PLC程序控制判断由哪个气缸执行推出并进行计数。

采用电感式接近开关，其意图如图2-5所示。这是一种利用涡流感知物体的传感器，它由高平振荡电路、放大电路、整形电路及输出电路组成。振荡器是由绕在铁芯上的线圈而构成的LC振荡电路。振荡器通过传感器的感应面，在其前方产生一个高频交变的电磁场，当外界的金属物体接近这一磁场，并达到感应区时，在金属物体内产生涡流效应，从而导致LC振荡电路震荡减弱或停止振荡，这一振荡变化，被后置电路放大处理并转换为一个具有确定开关的信号从而实现非接触式检测目标。接近开关由于体积小。重复定位精度高、寿命长、抗干扰性好、防尘、防油等特点，被广泛用于各种自动化生产线。传感器的接线方式采用（DC）二线常开（NO）型，如图2-6所示。

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图 2-5 电感式接近开关图 2-6 接近开关连接电路

光电开关（观点传感器）是观点接近开关的简称，它是利用被检测物体对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收的光线的强弱或有无对目标物体进行检测。系统采用漫反射式光电开关，它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被测物体经过时，物体将光电开关发射器的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生可开关信号。当检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。

对于非金属材料，大、中、小3个接近开关均无检测信号。当工件到达各传送带时，各传送带前方的光电开关动作，启动传送带，实现非金属物料的传送，并通过传送带输出端光电传开关进行计数。

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第三章控制系统软件设计

3.1软件设计

进行控制系统的软件设计前，硬深入了解和分析被控对象的工艺条件和要求，确定I/O设备，分配PLC的I/O点地址，编制I/O分配表，最后根据系统控制要求和控制流程要求进行PLC程序调试。

3.3.1 控制系统I/O分配

在控制系统中，操作盘的设计如图3-1所示，包括一个启动按钮PB1(X20)和一个停止按钮PB2(X21),以及1、2、3、4段传送带运行指示PL1(Y20)、PL2(Y21)、PL3(Y22)、PL4(Y23)。

如图 3-1 操作盘

系统的I/O分配如表3-1所示。输入序号 1 2 3 4 5 6 7 输入端子 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 工件原点位上接近开关中接近开关下接近开关 2段接近开关 3段接近开关 4段接近开关外部元件共页第 13 页

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8 9 10 11 12 13 X7 X10 X11 X12 X20 X21 出4段接近开关 2段到位接近开关 3段到位接近开关 4段到位接近开关启动按钮停止按钮

输出序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 输出端 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y20 Y21 Y22 Y23 供料传送带1 传送带2 传送带3 传送带4 小工件推出中工件推出大工件推出传送带工1作指示传送带工2作指示传送带工3作指示传送带工4作指示外部元件 I/O分配表

图 3-1 系统I/O分配表

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3.3.2 PLC外部接线图

根据系统控制要求和I/O分配表绘制出FX2N型PLC系统接线图如图3-3所示

4段到位接近开关

中接近开关下接近开关 2段接近开关 3段接近开关 4段接近开关出4段接近开关 2段到位接近开关 3段到位接近开关

工作原点位上接近开关

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X20 X21 COM KM1 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y20 Y21 Y22 Y23 COM KM2 KM3 传送带2 供料传送带1

KM4 KM5 传送带3 传送带4

KM6 KM7 KM8 小工件推出

中工件推出

大工件推出传送带1工作指示

停止按钮启动按钮

传送带2工作指示

传送带3工作指示

传送带4工作指示

如图3-3 FX2N型PLC接线图

3.3.3 软件设计

这套系统根据控制要求进行软件设计。软件设计的主要工作是完成对物料尺寸大小的判断、传送带的启动和停止控制、物料的推出以及对不同物料进行计数等任务。

启动设备的程序。按下启动按钮，X020闭合，M20输出，启动设备；按下停止按钮，则X021断开，M20为0，设备停止。计数执行到设置则M31常闭触电断开，M20为0，设备停止。在设备重新启动时，通过PLS M0指令输出一复位脉冲，实现启动时对定时和

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计数器的复位。如图3-4

X 020 启动

M 20 启动中间继电器 X 021 停止

M 31 计数到设备停 M 20 启动中间继电器 M 0 复位脉冲

如图3-4 启动

开始供料及对传送带1的控制。只要有工件到达，Y000输出，启动供料，同时启动1短传送带；当工件到达2段传送带前的光电开关处，X004为1，工件离开1段传送带；通过T20延时10s后，T20常闭触电断开，传送带1停。如果按下停止按钮，M20触点断开，Y001没有输出，传送带1立即停止。如图3-5

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M 20 启动中间继电器 X 000 工件原点位 Y 000 供料 Y 001 传送带1 X 004 2段接近开关 T 20 传送带1延时停

图3-5 开始供料及传送带1控制

通过X001、X002、X003的状态判断工件的大小。当只有X003有输入信号时为小尺寸工件，当只有X003、X002有输入信号时为中尺寸工件，当X001、X002、X003都有输入信号时为打尺寸工件。由于采用电感式接近开关，则当有非金属原件经过时X001、X002、X003均无输入信号。如图3-6

M 30 工件分拣完成 Y 001 传送带1 X 003 下接近开关 X 002 中接近开关 X 001 上接近开关 M 22 小工件 M 23 中工件

M 24 大工件

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图 3-6 工件尺寸判断

在系统中，2、3、4段传送带的控制通过气前端的光电开关控制。传送带停止的控制包括两方面：一是当工件离开本段传送带，进入下一段传送带时，延时10s后本段传送带停止；二是当工件应在本段分拣，即应在本段通过气缸推出工件时，执行推出动作。如图3-7

X 004 2段接近开关 Y 002 传送带2 T 22 传送带3延时停 M 22 小工件

X 010 2段到位接近开关 Y 002 传送带2 X 005 4段接近开关 T 22 传送带2延时停

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X 005 3段接近开关 Y 003 传送带3 T 23 传送带3延时停 M 23 中工件

X 011 3段到位接近开关 Y 003 传送带3 X 006 4段接近开关 T 23 传送带3延时停

X 006 4段接近开关 Y 004 传送带4 T 24 传送带4延时停 M 24 大工件

X 012 4段到位接近开关 Y 004 传送带4 X 007 4段接近开关 T 24 传送带4延时停

图 3-7 2、3、4段传送带控制

当工件到位时，对应传送带，对应Y005 、Y006、Y007输出气缸执行推出动作，同时对工件的数量进行计数。对于非金属物料则通过工件离开分拣装置时的光电开关X007进行检测和计数。如图3-8

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M 22 小工件

X 010 2段到位接近开关 Y 005 小工件推出 C 22 小工件计数 M 23 中工件

X 011 3段到位接近开关 Y 006 中工件推出 C 23 中工件计数 M 24 大工件

X 012 4段到位接近开关 Y 007 大工件推出 C 24 大工件计数 M 22 小工件 M 23 中工件 M 24 大工件

X 007 出4段接近开关

C 25 非金属工件计数

如图3-8 不同工件的计数

一个工件分拣完成后，需要对工件类型中间寄存器M22、M23、M24复位通过M30实现。同时，还需要对定时器进行复位，保证下一个循环的正常运作。如图3-9

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Y 005 小工件推出 Y 006 中工件推出 Y 007 大工件推出 X 007 出4段接近开关 M 0 复位脉冲 M 30 工件分拣完成 T 20 传送带1延时停 T 23 传送带2延时停

T 24 传送带3延时停

如图3-9 工件分拣完成复位程序

由于每个分拣筐所能装载的工件数量有限，因此，当达到最大数量时，设备停止，等待更换分拣筐后再重新启动。如图3.3.3.08

C 22 小工件计数 C 23 中工件计数 C 24 大工件计数 C 25 非金属工件计数

M 31 计数到设备停

如图3.3.3.08 计数到设备停

当启动设备时，需要计数计数器进行复位，通过启动信号的上升沿脉冲对计数器复位。当M0，对计数器C22、C23、C24、C25复位。如图3-10

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M 0 复位 C 22 小工件计数 C 23 中工件计数 C 24 大工件计数

各转动带运行的指示灯。如图3-11

C 25 非金属工件计数

如图3-10 启动复位程序

Y 001 传送带1

Y 020 传送带1工作指示 Y 002 传送带2

Y 021 传送带2工作指示 Y 003 传送带3

Y 022 传送带3工作指示 Y 004 传送带4

Y 023 传送带4工作指示

如图3-11 传送带运动指令

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3.3.4 程序逻辑测试

利用仿真软件GX-Simulator可将程序在虚拟PLC中启动运行，对程序进行逻辑判断，从而提高程序编写的效率及正确性。

按下启动按钮，X020闭合，M20输出，启动设备；按下停止按钮，则X021断开，M20为0，设备停止。计数执行到设置则M31常闭触电断开，M20为0，设备停止。在设备重新启动时，通过PLS M0指令输出一复位脉冲，实现启动时对定时和计数器的复位。开始供料及对传送带1的控制。只要有工件到达，Y000输出，启动供料，同时启动1短传送带；当工件到达2段传送带前的光电开关处，X004为1，工件离开1段传送带；通过T20延时10s后，T20常闭触电断开，传送带1停。如果按下停止按钮，M20触点断开，Y001没有输出，传送带1立即停止。通过X001、X002、X003的状态判断工件的大小。当只有X003有输入信号时为小尺寸工件，当只有X003、X002有输入信号时为中尺寸工件，当X001、X002、X003都有输入信号时为打尺寸工件。由于采用电感式接近开关，则当有非金属原件经过时X001、X002、X003均无输入信号在系统中，2、3、4段传送带的控制通过气前端的光电开关控制。传送带停止的控制包括两方面：一是当工件离开本段传送带，进入下一段传送带时，延时10s后本段传送带停止；二是当工件应在本段分拣，即应在本段通过气缸推出工件时，执行推出动作。当工件到位时，对应传送带，对应Y005 、Y006、Y007输出气缸执行推出动作，同时对工件的数量进行计数。对于非金属物料则通过工件离开分拣装置时的光电开关X007进行检测和计数。一个工件分拣完成后，需要对工件类型中间寄存器M22、M23、M24复位通过M30实现。同时，还需要对定时器进行复位，保证下一个循环的正常运作。由于每个分拣筐所能装载的工件数量有限，因此，当达到最大数量时，设备停止，等待更换分拣筐后再重新启动。当启动设备时，需要计数计数器进行复位，通过启动信号的上升沿脉冲对计数器复位。当M0，对计数器C22、C23、C24、C25复位。

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结论

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。

毕业设计是一个大学生总结自己在大学的三年里究竟学到了些什么的最好的办法，用心把它做好是每一个即将毕业的大学生的责任，也是对自己的能力与水平的一个挑战。同时也为自己的大学生活画上一个圆满的句号。因此我必须用心的把它做的尽可能的完好。毕竟，它和平时的课程设计不一样。历时近一个半月的毕业设计即将结束，虽说时间并不是很长，但也就是在这极短的时间内，我在；PLC方面有了一个很大的提高，学到了很多东西。三年的大学生活在忙碌与嬉戏之中已经悄然接近尾声，三年以来，我们学到了什么知识，这次设计就是检验我们的时候了，也只有通过这次毕业设计来证实我们的能力了。

毕业设计所要求知识的综合性较高，各方面都要用到一点，但是我的知识是不能达到这样的水平，在设计的过程中遇到了很多困难，但我们在困难面前并没有低头认输，而是通过各种方法来解决。方法之一就是我们在平时里没有注意到的自学能力。通过这次设计，培养了自己的自学能力，为以后的继续学习也奠定了一定的基础。当然一个好的毕业设计并不是一个人所能完成的，它需要一个团体，而这个团体也需要有一种敢于向一切困难挑战的精神。

通过对本例的设计使我们认识到PLC在工业生产中的重要作用。在本例中，使我们学习到了如何对系统进行设计，以及在元件选择方面的许多知识。在对系统进行设计时，必须首先了解该系统的功能和任务，在搞清楚这点以后才能对整个系统的设计方案有一个初步的认识，然后才能根据系统的需要来进行元件的选取和系统的模块化细分。

近年来随着电子技术和计算机技术应用领域不断扩大，PLC技术已成为电子技术领域中的一个新的亮点，使PLC技术成为一门综合应用技术，也是电子技术发展也革新的一个潮流。

随着我们对PLC控制系统的认识的不断加深，相信在以后的工作和生产中我们会更加深入透彻的利用PLC来解决一些更加实际的问题。

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? 参考文献

[1] 孙平可编程控制器原理及应用北京高等教育出版社 1999年 [2] 张桂香电气控制与PLC应用化学工业出版社 2006年 [3] 张运波工厂电气控制技术化学工业出版社 2001年 [4] 余雷声电气控制与PLC应用化学工业出版社 2001年

[5] 王兆义小型可编程控制器实用技术化学工业出版社 2002年 [6] 张泽荣可编程控制器原理及应用化学工业出版社 2002年

[7] 李景学[8] 田瑞庭可编程序控制器应用系统设计及方法化学工业出版社 2001年可编程控制器应用技术化学工业出版社 1994 年共页第 25 页

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致谢

本论文是在老师的悉心指导下完成的，论文从选题到写作及最后的成稿，老师都给予了精心的指导和极大的帮助。

在此谨向尊敬的导师致以由衷的感谢和崇高的敬意！