PLC物料自动分拣系统毕业设计方案开题报告.doc

毕 业 设 计（论文）
开 题 报 告

题 目： 物料自动分拣系统

学 院： 电气和电子信息工程学院
专业名称： 电气工程及其自动化
学 号：
学生姓名：
指导老师：

年 12 月 12 日

1、课题起源
我研究题目是《物料自动分拣系统》，该课题是在老师指导下完成自选题目。自动化程度是工作发展程度标志，自动分拣正是自动化中一个必不可部分，而PLC控制分拣装置以其成本低，效率高优点，已经成为主流，她能够依据设定程序无人，高效工作，维护费用极少。因为全部采取机械自动化作业，所以，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。节省了大量人力劳动，降低了企业额外支出，是企业节省成本最好方法。
尤其在需要进行材料分拣企业，以往一直采取人工分拣方法，因为人工作个人限制性，因人而致使有生产效率很低，误差多，生产成本高，企业竞争能力差，阻碍了企业正常发展。所以分拣装置人PLC控制系统肯定会替换人工分拣工作。这也正是其能够迅猛发展根本原因，好是社会和企业发展肯定。伴随工业越来越发展，业水平越来越高，自动分拣装置完全替换人工作业是必需也是肯定。

2、研究目标意义
分拣系统中物料传感器和气缸应自动化设备更新时需要，能够大量替换单调往复或高精度需求工作，在优异制造领域中饰演着极其关键角色。它能够搬运货物、分拣物品、替换人繁重劳动。能够实现生产机械化和自动化，能在高温、腐蚀及有毒气体等环境下操作以保护人身安全，能够广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。分料盘在物料分拣中起着关键作用，安装在其内部步进电机驱动将使分料盘发生对应动作来达成物料最终分拣。因为一样实现了自动化分拣，所以在现代工业中也较广泛地使用。可编程控制器(PLC)是以中央处理器为关键，综合了计算机和自动控制等优异技术，含有可靠性高、功效完善、组合灵活、编程简单、功耗低等优点，已成为现在在物料分拣控制系统中使用最多控制方法。使用PLC自动控制系统含有体积小，可靠高，故障率低，动作精度高等优点。使其适应了工业等需要。本课题试图开发PLC对物料和分拣物料控制，并借助必需精密传感器，使其能够对不一样颜色和种类物料按预先设定程序进行分拣，适适用于可变换生产品种中小批量自动化生产，广泛应用于柔性生产线。

3、中国外研究现实状况和发展趋势
纵观中国外物料分拣系统应用情况能够发觉，国外物流配送中心或工业中倾向于采取自动化程度很高分拣系统，而且应用也较为广泛。而在中国，因为物流业起步晚，物料分拣系统中人工作业百分比也较高。
尽管自动分拣系统有很多优点，但因其要求使用者必需含有一定技术经济条件，在发达国家一些行业不用自动分拣系统情况也很普遍。其关键原因有两点: 一是一次性投资巨大，先期投入回收慢。系统设备复杂，投资和运行成本相当高，需要可靠货源作确保，可能只有大型生产企业或专业物流企业才有能力投资 小企业则无能为力。二是系统对商品外包装要求高。为使大部分商品全部能用机械进行自动分拣，需要采取诸如推行标准化包装、依据分拣商品统一包装特征定制分拣机等二次方法。但要让全部商品供给商全部实施国家包装标准是很困难，定制分拣机又会使硬件成本上升，且越是尤其通用性就越差。
即使物料分拣系统有它不足，但伴随社会高速发展，一切全部讲究效率，我相信高效率物料分拣系统设计将会被大家越来越重视。而本设计就针对物料分拣设计出了一个由PLC控制分拣系统，处理了组成系统设备能在安全工作同时又能提升物料分拣效率问题。

4、本课题关键研究内容
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微缩模型。本课题关键介绍分拣装置工艺过程及控制要求。下图所表示为本分拣装置结构示意图：

图1 材料分拣装置结构示意图
它采取台式结构，内置电源，有步进电机、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件，可和各类气源相连接。选择颜色识别传感器及对不一样材料敏感电容式和电感式传感器，分别固定在网板上，且许可重新安装传感器排列位置或选择网板不一样区域安装。 
系统上电后，可编程序控制器首先控制开启输送带，下料传感器SN检测料槽有没有物料，若无料，输送带运转一个周期后自动停止等候下料；当料槽有料时，下料传感器输出信号给 PLC，PLC 控制输送带继续运转，同时控制气动阀5进行下料，每次下料时间间隔能够进行调整。物料传感器 SA为电感传感器，当检测出物料为铁质物料时，反馈信号送 PLC，由 PLC 控制气动阀 1 动作选出该物料；物料传感器SB为电容传感器，当检测出物料为铝质物料时，反馈信号送 PLC, PLC控制气动阀 2 动作选出该物料；物料传感器 SC 为颜色传感器，当检测出物料颜色为待检测颜色时，PLC 控制气动阀 3 动作选出该物料。物料传感器SD为备用传感器。当系统设定为分拣某种颜色金属或非金属物料时，由程序记忆各传感器状态，完成份拣任务。

传感器，当检测出物料为铁质物料时，反馈信号送 PLC，由 PLC 控制气动阀 1 动作选出该物料；物料传感器SB为电容传感器，当检测出物料为铝质物料时，反馈信号送 PLC, PLC控制气动阀 2 动作选出该物料；物料传感器 SC 为颜色传感器，当检测出物料颜色为待检测颜色时，PLC 控制气动阀 3 动作选出该物料。物料传感器SD为备用传感器。当系统设定为分拣某种颜色金属或非金属物料时，由程序记忆各传感器状态，完成份拣任务。

5、研究基础

5、设计预期目标
材料分拣装置应实现基础功效以下：
（1）分拣出金属和非金属
（2）分拣某一颜色块
（3）分拣出金属中某一颜色块
（4）分拣出非金属中某一颜色块
（5）分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块
系统利用多种传感器对待测材料进行检测并分类。当待测物体经下料装置送入传送带后，依次接收多种传感器检测。假如被某种传感器测中，经过对应气动装置将其推入料箱；不然，继续前行。其控制要求有以下9个方面： 
（1）系统送电后，光电编码器便可发生所需脉冲  
（2）电机运行，带动传输带传送物体向前运行 
（3）有物料时，下料汽缸动作，将物料送出 
（4）当电感传感器检测到铁物料时，推汽缸1 动作 
（5）当电容传感器检测到铝物料时，推汽缸2 动作 
（6）当颜色传感器检测到材料为某一颜色时，推汽缸3 动作   
（7）其它物料被送到SD 位置时，推汽缸4 动作  
（8）汽缸运行应有动作限位保护  
（9）下料槽内无下料时，延时后自动停机

控制要求有以下9 个方面： 
（1）系统送电后，光电编码器便可发生所需脉冲  （2）电机运行，带动传输带传送物体向前运行 （3）有物料时，下料汽缸动作，将物料送出 （4）当电感传感器检测到铁物料时，推汽缸1 动作 （5）当电容传感器检测到铝物料时，推汽缸2 动作 
（6）当颜色传感器检测到材料为某一颜色时，推汽缸3 动作   （7）其它物料被送到SD 位置时，推汽缸4 动作  （8）汽缸运行应有动作限位保护  （9）下料槽内无下料时，延时后自动停机

6、进度安排
1、 接收毕业任务书，查阅资料准备开题汇报和外文文件翻译 .11.1—.11.30
2、 完成开题汇报和外文文件翻译 .12.1—.12.30
3、 列写论文提要及完成相关硬件模块设计 .1.1----.1.30
4、 完成论文初稿 .2.30前
5、 完成相关软件设计及相关功效模块仿真 .3.10前
6、 检验和调试设计正确性，整理论文全文，查重率必需小于10％ .3.20前
7、 完成全部相关资料整理，打印。 .5.1前
8、 答辩 .5.10----.5.23

6、预期达成目标及进度安排

7、阅读关键文件、资料
参考文件
[1] 常斗南. PLC运动控制实例及解析 （西门子）［M］.北京：机械工业出版社，.11：30-69
[2] 张崇巍，李汉强. 运动控制系统 ［M］. 2版. 北京：机械工业出版社，
[3] 王兆义,杨新志. 小型可编程控制器实用技术 ［M］. 2版. 北京：机械工业出版社，
[4] 李旻， 李晋. 变频技术在伺服控制系统中应用［J］.电气传动自动化，（26）：14-16
[5] 严建红. 用PLC实现对伺服系统控制 ［J］.上海电机技术高等专科学校学报，（1）:15-18
[6] 周凯，陆启建. 步进驱动系统复合控制［J］.电气自动化，1991（1）：15-18
[7] 常斗南. 可编程序控制器原理·应用·试验［M］.3版.北京：机械工业出版社，
[8] 李全利. 可编程序控制器及其网络系统综合应用技术 ［M］.北京：机械工业出版社，
[9] 汪小澄，袁立宏，张世荣. 可编程序控制器运动控制技术［M］.北京：机械工业出版 社，
[10] 梁森，黄杭美. 自动检测和转换技术［M］.3版.北京：机械工业出版社，