材料分揀系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(單片機(jī))

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**大學(xué)**遠(yuǎn)程教育 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目：材料分揀系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（單片機(jī)） 入 學(xué) 年 月2013年 姓 名 代xxx 學(xué) 號(hào)110xxxxx 專 業(yè) 機(jī)電一體化 聯(lián) 系 方 式 13xxxx 學(xué) 習(xí) 中 心 xxxxx 指 導(dǎo) 教 師XXXXXXX___ 完成時(shí)間2013年X月XX日 目 錄 1 緒論………………………………………………………………………………1 1.1 自動(dòng)分揀系統(tǒng)的定義………………………………………………………1 1.2 自動(dòng)分揀系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)………………………………………1 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)……………………………………………………………………2 2.1 傳感器的選型……………………………………………………………2 2.1.1 電感式傳感器…………………………………………………………2 2.1.2 電容式傳感器…………………………………………………………3 2.1.3 顏色傳感器……………………………………………………………5 2.2 限位開關(guān)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………6 2.3 電磁閥的設(shè)計(jì)…………………………………………………………….7 2.4 PLC的選型…………………………………………………………………8 2.5 PLC輸入輸出接線端子圖…………………………………………………9 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)……………………………………………………………………10 3．1 控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)………………………………………………………10 3.2 PLC梯形圖程序設(shè)計(jì)………………………………………………………11 3.3 整體梯形圖…………………………………………………………………12 3.4 PLC程序指令表……………………………………………………………12 4 總結(jié)………………………………………………………………………………14 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………15 1 緒論 1．1 自動(dòng)分揀系統(tǒng)的定義 自動(dòng)分揀是指貨物進(jìn)入分揀系統(tǒng)到指定的分配位置為止，都是按照系統(tǒng)設(shè)定的指令靠自動(dòng)裝置來(lái)完成的。自動(dòng)分揀系統(tǒng)一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口組成?？刂蒲b置的作用是識(shí)別、接收和處理分揀信號(hào)，根據(jù)分揀信號(hào)的要求指示分類裝置、按商品品種、按商品送達(dá)地點(diǎn)或按貨主的類別對(duì)商品進(jìn)行自動(dòng)分類。這些分揀需求可以通過(guò)不同方式，如可通過(guò)條形碼掃描、色碼掃描、鍵盤輸入、重量檢測(cè)、語(yǔ)音識(shí)別、高度檢測(cè)及形狀識(shí)別等方式，輸入到分揀控制系統(tǒng)中去，根據(jù)對(duì)這些分揀信號(hào)判斷，來(lái)決定某一種商品該進(jìn)入哪一個(gè)分揀道口。 1．2 自動(dòng)分揀系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)自動(dòng)分揀機(jī)的應(yīng)用大約始于1980年代,近期的市場(chǎng)興起和技術(shù)發(fā)展始于1997年。自動(dòng)分揀的概念先在機(jī)場(chǎng)行李處理和郵政處理中心得到應(yīng)用, 然后普及到其他行業(yè)。隨著業(yè)界對(duì)現(xiàn)代化物流的實(shí)際需求的增長(zhǎng),各行業(yè)對(duì)高速精確的分揀系統(tǒng)的要求正在不斷地提高。這一需求最明顯地表現(xiàn)在煙草、醫(yī)藥、圖書及超市配送領(lǐng)域, 并有望在將來(lái)向化妝品及工業(yè)零配件等領(lǐng)域擴(kuò)展。這些領(lǐng)域的一個(gè)共同特點(diǎn)是產(chǎn)品的種類繁多、附加值高、配送門店數(shù)量多、準(zhǔn)確性要求高和人工處理效率低等特點(diǎn)。 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，因此各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都迫切地需要改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，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，致使生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力差，材料的自動(dòng)分揀已成為企業(yè)的唯一選擇。 目前自動(dòng)分揀已逐漸成為主流，因?yàn)樽詣?dòng)分揀是從貨物進(jìn)入分揀系統(tǒng)送到指定的分配位置為止，都是按照人們的指令靠自動(dòng)分揀裝置來(lái)完成的。這種裝置是由接受分揀指示情報(bào)的控制裝置、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，把到達(dá)分揀位置的貨物送到別處的的搬送裝置。由于全部采用機(jī)械自動(dòng)作業(yè)，因此，分揀處理能力較大，分揀分類數(shù)量也較多；另外組態(tài)軟件的的發(fā)展，為物料分揀系統(tǒng)增添了新的活力。 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2．1 傳感器的選型 2.1.1 電感式傳感器 此傳感器接近開關(guān)屬于有開關(guān)量輸出的位置傳感器，用來(lái)檢測(cè)金屬物體。它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)頭時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化。由此，可識(shí)別出有無(wú)金屬物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。本系統(tǒng)用該器件來(lái)檢測(cè)鐵質(zhì)材料。 電感式接近傳感器選擇LE4-1K，技術(shù)參數(shù)如表3.1： 表3.1 電感式傳感器技術(shù)參數(shù) 工作電壓 10-30V 額定電流 200MA 感應(yīng)距離 4mm 圖3.1 電感傳感器工作原理圖 圖3.2 電感傳感器LE4-1K成品圖 電感傳感器介紹：由鐵心和線圈構(gòu)成的將直線或角位移的變化轉(zhuǎn)換為線圈電感量變化的傳感器，又稱電感式位移傳感器。這種傳感器的線圈匝數(shù)和材料導(dǎo)磁系數(shù)都是一定的，其電感量的變化是由于位移輸入量導(dǎo)致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當(dāng)把線圈接入測(cè)量電路并接通激勵(lì)電源時(shí)，就可獲得正比于位移輸入量的電壓或電流輸出。電感式傳感器的特點(diǎn)是：①無(wú)活動(dòng)觸點(diǎn)、可靠度高、壽命長(zhǎng)；②分辨率高；③靈敏度高；④線性度高、重復(fù)性好；⑤測(cè)量范圍寬（測(cè)量范圍大時(shí)分辨率低）；⑥無(wú)輸入時(shí)有零位輸出電壓，引起測(cè)量誤差；⑦對(duì)激勵(lì)電源的頻率和幅值穩(wěn)定性要求較高；⑧不適用于高頻動(dòng)態(tài)測(cè)量。電感式傳感器主要用于位移測(cè)量和可以轉(zhuǎn)換成位移變化的機(jī)械量（如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動(dòng)、應(yīng)變、流量、厚度、液位、比重、轉(zhuǎn)矩等）的測(cè)量。常用電感式傳感器有變間隙型、變面積型和螺管插鐵型。在實(shí)際應(yīng)用中，這三種傳感器多制成差動(dòng)式，以便提高線性度和減小電磁吸力所造成的附加誤差。 2.1.2 電容傳感器 此傳感器屬于具有開關(guān)量輸出的位置傳感器，是一種接近式開關(guān)。它的測(cè)量頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板,而另一個(gè)極板是待測(cè)物體的本身。當(dāng)物體移向接近開關(guān)時(shí)，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。由此，便可控制開關(guān)的接通和關(guān)斷。本裝置中電容傳感器是用于檢測(cè)鋁質(zhì)材料。 電容式傳感器選擇OMRON的E2K—X81ME1型，技術(shù)參數(shù)如表3.2： 表3.2 電容式傳感器技術(shù)參數(shù) 工作電壓 10-30V 額定電流 200MA 感應(yīng)距離 8mm 圖3.3 電容傳感器工作原理圖 圖3.4 電容傳感器E2K—X81ME1成品圖 電容傳感器介紹：用電測(cè)法測(cè)量非電學(xué)量時(shí)，首先必須將被測(cè)的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量而后輸入之。通常把非電學(xué)量變換成電學(xué)量的元件稱為變換器；根據(jù)不同非電學(xué)量的特點(diǎn)設(shè)計(jì)成的有關(guān)轉(zhuǎn)換裝置稱為傳感器，而被測(cè)的力學(xué)量（如位移、力、速度等）轉(zhuǎn)換成電容變化的傳感器稱為電容傳感器。從能量轉(zhuǎn)換的角度 而言，電容變換器為無(wú)源變換器，需要將所測(cè)的力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓或電流后進(jìn)行放大和處理。力學(xué)量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉伸、壓縮、膨脹、變形等無(wú)不與長(zhǎng)度有著密切聯(lián)系的量；這些量又都是通過(guò)長(zhǎng)度或者長(zhǎng)度比值進(jìn)行測(cè)量的量，而其測(cè)量方法的相互關(guān)系也很密切。另外，在有些條件下，這些力學(xué)量變化相當(dāng)緩慢，而且變化范圍極小，如果要求測(cè)量極小距離或位移時(shí)要有較高的分辨率，其他傳感器很難做到實(shí)現(xiàn)高分辨率要求，在精密測(cè)量中所普遍使用的差動(dòng)變壓器傳感器的分辨率僅達(dá)到1～5 μm數(shù)量級(jí)；而有一種電容測(cè)微儀，他的分辨率為0.01 μm，比前者提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，最大量程為1005 μm，因此他在精密小位移測(cè)量中受到青睞。 對(duì)于上述這些力學(xué)量，尤其是緩慢變化或微小量的測(cè)量，一般來(lái)說(shuō)采用電容式傳感器進(jìn)行檢測(cè)比較適宜，主要是這類傳感器具有以下突出優(yōu)點(diǎn)： (1)測(cè)量范圍大其相對(duì)變化率可超過(guò)100%； (2)靈敏度高，如用比率變壓器電橋測(cè)量，相對(duì)變化量可達(dá)10-7數(shù)量級(jí)； (3)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，因其可動(dòng)質(zhì)量小，固有頻率高，高頻特性既適宜動(dòng)態(tài)測(cè)量，也可靜態(tài)測(cè)量； (4)穩(wěn)定性好由于電容器極板多為金屬材料，極板間襯物多為無(wú)機(jī)材料，如空氣、玻璃、陶瓷、石英等；因此可以在高溫、低溫強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)輻射下長(zhǎng)期工作，尤其是解決高溫高壓環(huán)境下的檢測(cè)難題。 2.1.3 顏色傳感器 此傳感器屬于具有開關(guān)量輸出的位置傳感器。它是在Si等多數(shù)光電二極管之前，分別放置R（紅）、G（綠）、B（藍(lán)）三種顏色的彩色濾光器，以便處理各自的輸出信號(hào)并識(shí)別彩色的方法。材料分揀系統(tǒng)采用它主要是用來(lái)識(shí)別綠色與黃色的材料。本系統(tǒng)共設(shè)置了三個(gè)檢測(cè)材料的傳感器，同時(shí)預(yù)留了一個(gè)空余的電磁閥與氣缸用來(lái)添加其它的傳感器。用戶可以根據(jù)自己的需求選擇相應(yīng)的傳感器安裝即可。 選用TAOS公司生產(chǎn)的，型號(hào)為TCS230顏色傳感器。此傳感器為RGB(紅綠藍(lán)) 顏色傳感器，可檢測(cè)目標(biāo)物體對(duì)三基色的反射比率，從而鑒別物體顏色。TCS230傳感器引腳如下圖所示。 圖3.5 TCS230顏色傳感器 圖3.6 顏色傳感器TCS230成品圖 RGB 顏色傳感器介紹： TCS230是美國(guó)TAOS公司生產(chǎn)的一種可編程彩色光到頻率的轉(zhuǎn)換器。該傳感器具有分辨率高、可編程的顏色選擇與輸出定標(biāo)、單電源供電等特點(diǎn)；輸出為數(shù)字量，可直接與微處理器連接。它把可配置的硅光電二極管與電流頻率轉(zhuǎn)換器集成在一個(gè)單一的CMOS電路上，同時(shí)在單一芯片上還集成了紅綠藍(lán)(RGB)三種濾光器，是業(yè)界第一個(gè)有數(shù)字兼容接口的RGB彩色傳感器。TCS230的輸出信號(hào)是數(shù)字量，可以驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的TTL或CMOS邏輯輸入，因此可直接與微處理器或其它邏輯電路相連接。由于輸出的是數(shù)字量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)彩色信道10位以上的轉(zhuǎn)換精度，因而不再需要A/D轉(zhuǎn)換電路，使電路變得更簡(jiǎn)單。TCS230采用8引腳的SOIC表面貼裝式封裝，在單一芯片上集成有64個(gè)光電二極管。這些二極管共分為四種類型。其中16個(gè)光電二極管帶有紅色濾波器，16個(gè)光電二極管帶有綠色濾波器，16個(gè)光電二極管帶有藍(lán)色濾波器，其余16個(gè)不帶有任何濾波器，可以透過(guò)全部的光信息。這些光電二極管在芯片內(nèi)是交叉排列的，能夠最大限度地減少入射光幅射的不均勻性，從而增加顏色識(shí)別的精確度；另一方面，相同顏色的16個(gè)光電二極管是并聯(lián)連接的，均勻分布在二極管陣列中，可以消除顏色的位置誤差。工作時(shí)，通過(guò)兩個(gè)可編程的引腳來(lái)動(dòng)態(tài)選擇所需要的濾波器。該傳感器的典型輸出頻率范圍從2Hz~500kHz，用戶還可以通過(guò)兩個(gè)可編程引腳來(lái)選擇100%、20%或2%的輸出比例因子，或電源關(guān)斷模式。輸出比例因子使傳感器的輸出能夠適應(yīng)不同的測(cè)量范圍，提高了它的適應(yīng)能力。 當(dāng)入射光投射到TCS230上時(shí)，通過(guò)光電二極管控制引腳S2、S3的不同組合，可以選擇不同的濾波器；經(jīng)過(guò)電流到頻率轉(zhuǎn)換器后輸出不同頻率的方波(占空比是50%)，不同的顏色和光強(qiáng)對(duì)應(yīng)不同頻率的方波；還可以通過(guò)輸出定標(biāo)控制引腳S0、S1選擇不同的輸出比例因子，對(duì)輸出頻率范圍進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同的需求。 S0、S1用于選擇輸出比例因子或電源關(guān)斷模式；S2、S3用于選擇濾波器的類型；OE是頻率輸出使能引腳，可以控制輸出的狀態(tài)，當(dāng)有多個(gè)芯片引腳共用微處理器的輸入引腳時(shí)，也可以作為片選信號(hào)；OUT是頻率輸出引腳，GND是芯片的接地引腳，VCC為芯片提供工作電壓。表2是S0、S1及S2、S3的可用組合。 表3.3 S0、S1及S2、S3 的組合選項(xiàng) S0 S1 輸出頻率定標(biāo) S2 S3 濾波器類型 L L 關(guān)斷電源 L L H H 20% L H L H 20% H L L H 100% H H 紅色 藍(lán)色 無(wú) 綠色 2.2 限位開關(guān)的設(shè)計(jì) 限位開關(guān)就是用以限定機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)極限位置的電氣開關(guān)。這種開關(guān)有接觸式的和非接觸式的。接觸式的比較直觀，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件上，安裝上行程開關(guān)，與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固定點(diǎn)上安裝極限位置的擋塊，或者是相反安裝位置。當(dāng)行程開關(guān)的機(jī)械觸頭碰上擋塊時(shí)，切斷了（或改變了）控制電路，機(jī)械就停止運(yùn)行或改變運(yùn)行。由于機(jī)械的慣性運(yùn)動(dòng)，這種行程開關(guān)有一定的“超行程”以保護(hù)開關(guān)不受損壞。非接觸式的形式很多，常見的有干簧管、光電式、感應(yīng)式等。 材料自動(dòng)化分揀系統(tǒng)中,氣缸回位限位開關(guān)、氣缸動(dòng)作限位開關(guān)都選用D—C73型號(hào)的磁感應(yīng)開關(guān)，控制功率高、作用距離大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作穩(wěn)定可靠、壽命長(zhǎng)。適合用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中，進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、定位、保護(hù)等。 它的技術(shù)參數(shù)如表3.4所示： 表3.4 限位開關(guān)的技術(shù)參數(shù) 額定電壓 DC24V AC110V 額定電流 DC：5~40mA AC: 5~20mA 而震程度 10~50HZ 使用溫度 0~60攝氏度 2.3 電磁閥的設(shè)計(jì) ABS壓力調(diào)節(jié)器的4個(gè)常開進(jìn)油電磁閥的最大起動(dòng)電流約為3.6 A;4個(gè)常閉出油電磁閥最大起動(dòng)電流約為2.4 A。而L9439的工作電壓4.5～32 V，兩路通道內(nèi)阻0.2Ω，最大負(fù)載電流3A；另兩路內(nèi)阻0.3Ω，最大負(fù)載電流5A，恰好能滿足ABS常開和常閉電磁閥的驅(qū)動(dòng)電流要求，而且較低的導(dǎo)通內(nèi)阻又能保證低功耗，因此L9349非常適合進(jìn)行ABS電磁閥的驅(qū)動(dòng)控制。電磁閥驅(qū)動(dòng)電路原理圖見圖3.7。 圖3.7 電磁閥驅(qū)動(dòng)電路原理圖 在圖中，每片L9349能驅(qū)動(dòng)4個(gè)電磁閥工作，屬于典型的低端驅(qū)動(dòng)。通過(guò)Vs端口給芯片提供12V供電電壓；當(dāng)給輸入端IN1～I(xiàn)N4 PWM控制信號(hào)，就能方便地控制輸出端以驅(qū)動(dòng)4路電磁閥工作，OUT1和OUT2端口的最大驅(qū)動(dòng)能力為5A，應(yīng)該連接ABS的常閉電磁閥；OUT3和OUT4端口最大驅(qū)動(dòng)能力為3A，應(yīng)連接ABS常開電磁閥，不可接反；EN端口為使能端，能通過(guò)MCU快速關(guān)閉芯片；L9349的數(shù)字地和模擬地分開，提高了驅(qū)動(dòng)模塊的抗干擾能力。 2.4 PLC的選型 根據(jù)材料分揀系統(tǒng)的工作過(guò)程由可知，系統(tǒng)的控制有輸入信號(hào)12個(gè)，均為開關(guān)量。輸出信號(hào)有5個(gè)，其中一個(gè)控制電動(dòng)機(jī)，剩下的控制電磁閥，也都是開關(guān)量。 根據(jù)分揀系統(tǒng)的需要配置出I/O對(duì)應(yīng)功能，如表3.5所示： 表3.5 I/O接線表 輸 入 部 分 X010 SFW2 X011 SFW3 氣缸動(dòng)作限位開關(guān) 氣缸動(dòng)作限位開關(guān) 氣缸動(dòng)作限位開關(guān) 氣缸動(dòng)作限位開關(guān) 電感傳感器 電容傳感器 顏色傳感器 氣缸回位限位開關(guān) 氣缸回位限位開關(guān) 氣缸回位限位開關(guān) 氣缸回位限位開關(guān) 判斷下料有無(wú) (下料傳感器) X017 X013 X000 X001 X002 X005 X006 X007 X015 X014 SFW4 SFW5 SA SB SC SBW2 SBW3 SBW4 SBW5 SN 輸 出 部 分 Y000 Y001 Y003 Y004 Y005 YV2 YV3 YV4 YV5 M 先導(dǎo)式電磁換向閥11 先導(dǎo)式電磁換向閥10 先導(dǎo)式電磁換向閥 9 先導(dǎo)式電磁換向閥13 傳送帶 再根據(jù)PLC選型的要求，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上需15%---20% 的備用量，因此選擇三菱FX2N—32MR的PLC作為主機(jī)，它可以滿足本系統(tǒng)的需求，且還有一定的剩余I/O以備將來(lái)的擴(kuò)展。 2.5 PLC輸入輸出接線端子圖 根據(jù)表3.5，利用AutoCAD繪圖軟件可以繪制出PLC的輸入輸出接線端子圖，如下圖3.8所示。 圖3.8 PLC輸入輸出接線端子圖 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)是PLC控制系統(tǒng)的核心，程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)控制要求及工藝流程，畫出狀態(tài)流程圖并設(shè)計(jì)出梯形圖。材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)采用三菱公司的FXFP_WIN_C作為編程軟件，此軟件是專為三菱PLC而設(shè)計(jì)的編程軟件，適用于FX型號(hào)的PLC。可以通過(guò)梯形圖符號(hào)、指令語(yǔ)句以及SFC符號(hào)創(chuàng)建編輯程序，還可以在程序中加入中文或者英文注釋，并且還可以通過(guò)該軟件監(jiān)控PLC運(yùn)行時(shí)各編程元件的狀態(tài)及數(shù)據(jù)變化，還具有程序和監(jiān)控結(jié)果打印的功能。 3.1 控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的要求，分析各個(gè)設(shè)備的操作內(nèi)容和操作順序，可畫出程序流程圖，如下圖4.1所示。 圖4.1 控制系統(tǒng)流程圖 該系統(tǒng)可選擇連續(xù)或單次運(yùn)行工作狀態(tài)。若為連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，則系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖中的汽缸4 動(dòng)作后，程序再轉(zhuǎn)到開始;若為單次運(yùn)行，則汽缸4 動(dòng)作后停機(jī)。如果需要，該系統(tǒng)可在分揀的同時(shí)對(duì)分揀的材料進(jìn)行數(shù)量的統(tǒng)計(jì)，這只需在各汽缸動(dòng)作的同時(shí)累計(jì)即可。應(yīng)用高速計(jì)數(shù)器編制程序，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定位控制功能。用高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，來(lái)確定物料到達(dá)傳感器的距離，實(shí)現(xiàn)定位功能。定位時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)器清零，傳感器開始工作，對(duì)物料進(jìn)行分揀處理。在汽缸1～3 動(dòng)作后，電機(jī)重新運(yùn)行，高速計(jì)數(shù)器也重新計(jì)數(shù)。 如果相應(yīng)的傳感器沒(méi)有檢測(cè)到物體，則電機(jī)重新運(yùn)行，高速計(jì)數(shù)器也重新計(jì)數(shù)，繼續(xù)運(yùn)行到下一位置。如果只對(duì)材料的某一特性進(jìn)行分揀，比如只分揀金屬和非金屬，則只需對(duì)傳感器的安放或程序進(jìn)行修改即可。 3.2 PLC梯形圖程序設(shè)計(jì) 根據(jù)材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)出梯形圖，梯形圖的部分程序分析如下： 1、啟動(dòng)材料自動(dòng)分揀機(jī)，開關(guān)X014判斷是否有材料，無(wú)材料系統(tǒng)運(yùn)行30S后自動(dòng)停下，送料汽缸啟動(dòng)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，汽缸限位開關(guān)運(yùn)作，傳送帶停止動(dòng)作。 2、開關(guān)X014判斷有無(wú)材料，如有材料，汽缸限位開關(guān)運(yùn)作，系統(tǒng)每隔2S送一次料，系統(tǒng)開始自動(dòng)分揀動(dòng)作。 3、開關(guān)X0、X2、X1傳感器開關(guān)開始運(yùn)作，如檢測(cè)到相對(duì)應(yīng)的材料，則汽缸運(yùn)作推動(dòng)物體到相應(yīng)的物品槽里，如無(wú)檢測(cè)到相應(yīng)的物體，則繼續(xù)運(yùn)作到下個(gè)傳感器進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)完畢自動(dòng)進(jìn)行結(jié)束。然后繼續(xù)下一輪的檢測(cè)。 3.3 整體梯形圖 3.4 PLC程序指令表 根據(jù)系統(tǒng)的程序流程圖，設(shè)計(jì)出材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)中PLC程序的指令表： LD M71 OUT F671 K600 OUT F672 K647 OUT F670 K26 LD X20 ANI X21 ANI T450 OUT Y005 LD X014 AND X016 OUT Y004 LDI X016 OUT T450 LD X0005 ANI X0000 AND X010 OUT Y000 LD X0007 AND X011 ANI X0001 OUT Y001 LD X0006 AND X012 ANI X0002 OUT Y002 LD X015 AND X013 ANI X003 OUT Y003 END 程序表 4 總結(jié) 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)制作過(guò)程中，感觸最多的就是知識(shí)面的匱乏，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來(lái)工程師重要的一步。從最初的選題，開題到選型、制作直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改PLC程序，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，出現(xiàn)了不少難題：傳感器很容易受到外界因素的干擾；PLC的選型以及程序的設(shè)計(jì)；組態(tài)仿真調(diào)試監(jiān)控等。通過(guò)多次試驗(yàn)與實(shí)踐，以上問(wèn)題基本上得到了解決。 根據(jù)自動(dòng)分揀系統(tǒng)的任務(wù)書，由于時(shí)間的倉(cāng)促和知識(shí)面的狹窄，導(dǎo)致了一些性能沒(méi)有達(dá)標(biāo)。如傳感器模塊，沒(méi)有使用到光電傳感器測(cè)量尺寸，也沒(méi)有扎實(shí)的去學(xué)習(xí)氣動(dòng)裝置的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)一步的提高材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)的輸出性能。 如何進(jìn)一步提高材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)的控制性能，工作展望如下: 一、進(jìn)一步提高傳感器的性能，找出一系列可靠的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 二、進(jìn)一步研究PLC在材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)的核心控制能力，努力改進(jìn)出更精簡(jiǎn)更實(shí)效的程序。 三、進(jìn)一步分析MCGS組態(tài)仿真軟件材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的調(diào)試監(jiān)控能力。 四、進(jìn)一步分析研究各種分揀系統(tǒng)地優(yōu)劣，比如以PLC為控制核心的材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)和以RAM芯片為控制核心的材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)，提高材料分揀系統(tǒng)的綜合性能，研究出對(duì)現(xiàn)代工業(yè)更加有用的材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的編寫程序的能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)功能的應(yīng)用，獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時(shí)，加深了對(duì)組態(tài)軟件的認(rèn)識(shí)，能熟練使用MCGS對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。 在材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)的研究中，我進(jìn)一步了解了物料自動(dòng)分檢控制系統(tǒng)的用途及工作原理，熟悉了物料自動(dòng)分檢控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。 參考文獻(xiàn) 1張福學(xué). 2004/2005傳感器與執(zhí)行器大全——傳感器?變送器?執(zhí)行器——年卷 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.12 2 梅曉榕，柏桂珍，張瑞．自動(dòng)控制元件及線路．科學(xué)出版社,1993年8月 3 王順晃，舒迪前．智能控制系統(tǒng)及其應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出版社,2005年7月 4 韓兵，于飛．現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例．化學(xué)工業(yè)出版社,2006年8月 5 凌志浩．現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)．機(jī)械工業(yè)出版社,2006年9月 6 姚錫祿．現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)．高等教育出版社,2006年6月 7 賈貴禮，吳尚慶．組態(tài)軟件控制技術(shù)．北京理工大學(xué)出版社,2007年8月 8 張華．電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)．機(jī)械工業(yè)出版社,2001年4月 9 機(jī)械工業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心．電工基礎(chǔ)．機(jī)械工業(yè)出版社,1999年5月 10 周圍，楊曉非，李實(shí)秋．電路分析基礎(chǔ)．人民郵電出版社 11 MCGS培訓(xùn)教程．北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司 12 張文明，劉志軍．組態(tài)軟件控制技術(shù)．清華大學(xué)出版社．北京交通大學(xué)出版社 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