PLC物料自动分拣系统毕业论文

湖北理工学院 毕业设计（论文）

毕 业 设 计（论文）

题 目：物料自动分拣系统

教学院：电气与电子信息工程学院 专业名称：电气工程及其自动化 学号： 学生姓名： 指导教师：

年月日

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摘 要

PLC技术，控制起来非常简便，并且它能够承受高温及其他的恶劣的环境条件，所以plc比起单片机来，工业上优先使用plc，它已经成为了当代工业流水线和企业最受欢迎的自动化控制方法。

PLC技术融合了传统的继电控制技术，现代的计算机技术，以及发达的通信技术，专门为了工业应用和工厂设备而设计。并且具有：使用方便，编程简单，功能强，性价比高，可靠性强，抗干扰能力强，适应性强，后期处理、维修简单方便等诸多优点，比起单片机来更加可靠与实用，这就是人们选择plc的“内”因。再加上plc小巧的外形包装，超低的重量，和超小的功耗这些“外”因，使得plc越来越受工业企业的推崇与喜爱。

本文论述物料自动分拣系统，主要应用PLC技术，辅助以启动装置，位置技术，现场总线技术，电机拖动原理，电气传动技术，传感技术，自动检测技术等设计而成，对大批的物料进行自动分拣的工作，完成分门别类的放置物料。本系统具有很多的优点，例如，运行起来比较稳定，精度与敏捷度，自动化的程度都很高，而且非常便于使用和控制，如果你想使用它来分装另一批货物的话，只需要动动手指，对本系统稍加修改，对本程序稍作处理即可。

关键词:plc；可编程控制器；分拣装置系统；控制系统；感应系统

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ABSTRACT

PLC technology, control is very simple, and it can withstand high temperatures and other harsh environmental conditions, so PLC than SCM, industry give priority to the use of PLC, it has become the automatic control method of the most popular contemporary and industrial assembly enterprises.

PLC technology combines the traditional relay control technology, modern computer technology and communication technology developed, specifically for industrial applications and factory equipment and design. And has the merits of easy use, simple programming, strong function, high price, high reliability, strong anti-jamming ability, strong adaptability, post processing, maintenance is simple and convenient, compared with the single chip microcomputer to more reliable and practical, this is what people choose PLC \compact appearance package, low weight, and small power consumption for these \makes the PLC more and more respected and loved in industrial enterprises.

In this paper, automatic material sorting system, the main application of PLC technology, aided by starting device, location technology, field bus technology, driving principle of the motor, the electric transmission technology, sensor technology, automatic detection technology and design, for a large number of material for automatic sorting, complete categories of placing the material. The system has many advantages, for example, up and running stability, precision and agility, high degree of automation, and very easy to use and control, if you want to use it to packaging another batch of goods, only need to fingertips, of the system slightly Acacius change of the programs are slightly can handle.

Key words: PLC; programmable logic controller; sorting device system; control system; induction system

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目 录

绪论 .................................................................................................................................. 1 1.1 物料分拣系统概述 ................................................................................................... 2 1.2 物料分拣系统的发展现状与趋势 ........................................................................... 3 1.3 研究的目的及意义 ................................................................................................... 8 第1章材料分拣装置结构及总体设计 .......................................................................... 9 1.1 材料分拣装置工作过程概述 ................................................................................... 9 1.2 系统的技术指标 ..................................................................................................... 10 1.3 系统的设计要求 ..................................................................................................... 10 1.3.1 功能要求 .............................................................................................................. 10 1.3.2 系统的控制要求 ................................................................................................... 11 第2章控制系统的硬件设计 ........................................................................................ 12 2.1 系统的硬件结构 ..................................................................................................... 12 2.2 硬件选型与硬件组态 ............................................................................................. 12 2.2.1 确定I/ O 点数 ..................................................................................................... 13 2.2.2 PLC 的选择 ....................................................................................................... 13 2.2.3 PLC的输入输出端子分配 ................................................................................ 13 2.2.4 PLC输入输出接线端子图 ................................................................................ 15 2.3 检测元件与执行装置的选择 ................................................................................. 15 2.3.1 步进电机的选择 .................................................................................................. 16 2.3.2 旋转编码器的选择 .............................................................................................. 16 2.3.3 电感式传感器的选择 .......................................................................................... 17

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2.3.4电容式传感器的选择 ........................................................................................... 18 2.3.5 颜色传感器 .......................................................................................................... 19 2.6 光电编码器 ............................................................................................................. 21 第3章控制系统的软件设计 ........................................................................................ 23 3.1 控制系统流程图设计 ............................................................................................. 23 3.2 控制系统程序设计 ................................................................................................. 24 第4章控制系统的调试 ................................................................................................ 29 4.1 硬件调试 ................................................................................................................. 30 4.2 软件调试 ................................................................................................................. 30 4.3 整体调试 ................................................................................................................. 31 结论 ................................................................................................................................ 32 参考文献 ........................................................................................................................ 33 附录 ................................................................................................................................ 34 致谢 ................................................................................................................................ 39

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下表所示是S0、S1及S2、S3的可用组合。

表2-2 S0、S1和S2、S3 的组合选项

S0 L L H H S1 L H L H 输出频率定标 关断电源 20% 20% 100% S2 L L H H S3 L H L H 滤波器类型 红色 蓝色 无 绿色

2.6 光电编码器

光电编码器，又称手轮（全称手动脉冲发生器），是一款通过光学原理和电学原理将检测到的物理量转化为数字量或者脉冲量的光电仪器，是一种数字化的仪器。具有抗干扰能力强，计算精确结构简单，造型新颖，易于检修，使用简单方便，性价比高，带载能力强等特点，在航天航空，数控机床，机器人，电动机，自动检测等诸多领域得到了广泛的应用。几十年的发展，光电编码器的发展趋于更加成熟，性能更加优越，同时还伴随着一系列的工业化产品，而目前使用最多的光电编码器主要有光栅盘和光电探测装置构成，检测原理为光电码盘与电机同轴转动，电机每转动一个角度，光电编码器就检测到一个数据，将建测到的数据发送给plc，在测量当前电动机转速的同时还能够记录旋转的方向与角度。根据光电编码器的检测原理，编码器可分为光学式光电编码器、磁式光电编码器、感应式光电编码器和电容式光电编码器。

当电机转动时，光电编码器也跟着同轴转动，A、B两根线就会产生脉冲，A、B两根线的脉冲永远相差九十度的相位角。当A相脉冲超前于B相脉冲时，光电编码器为正转，电机也就是正转。当A相脉冲滞后于B相脉冲时，光电编码器为反转，电机也就是反转。A线可单独用来测量脉冲的个数。

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下图为光电编码器的波形图和工作原理图：

图2-8光电编码器的原理图和波形

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第3章 控制系统的软件设计

软件的设计，关系到整个系统能否正常运行，是整个系统装置的核心，程序的设计应该依照系统想要实现的工作流程，写出相应程序，画出相应的流程图，并设计PLC程序的梯形图。

3.1 控制系统流程图设计

根据我们想要实现的物料能够进行自动分拣，分析过每一个步骤，一步接着一步的工作流程，特此画出如下的流程图：

图3-1 控制系统的流程图

当系统上电后，装置开始运行。下料槽上有物料，系统检测到后，光电码盘发出脉冲，皮带开始带动物体向前移动，电容传感器检测到有相应物体通过，则对应气缸运动，将物体选出，选出之后气缸回位，若不是相应物体，则气缸不工作。物体继续前行，当电感传感器检测到有相应物体通过是，则对应气缸进行工作，将物体选出，之后气缸回位，若不是相应物体，则气缸不工作。物体继续

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前行，颜色传感器检测到有相应物体通过时，则对应气缸工作，将物体选出，之后气缸回位，若不是，气缸不工作，物料继续前行。然后备用传感器同理，选出对应的物体。本系统装置可以实现多次运行和单次运行。若有需要，本系统可实现对分拣过的物料进行计数，实现对一种物料和多种物料进行分拣，只需增加一些程序，或者相应的装置（例如不同的传感器、计数器等）。

3.2 控制系统程序设计

根据流程图和想要实现的功能，进行程序的编写（注意程序的完整性与功能性），利用STEP7-Micro/WIN40进行程序的编写与植入。

下面对一些元件做一下简单的介绍：

这条指令是当使能端输入有效时，从Q0.0或Q0.1输出高速脉冲。

这条指令是当输入有效时，使程序进入高速计数模式。

这条指令是当输入指令有效时，控制高速计数器的工作的。

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下面对所编写的部分梯形图作简单的介绍说明：

程序1.0

程序1.1

（1）这两条程序为主程序，当PLC运行时，第一次扫描SM0.1=1，将Q0.0清零，使能端有效，开始调用子程序SBR_0。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kxc7.html