基于PLC的材料分拣系统.docx资源-CSDN文库

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引

言

随着社会的不断开展，市场的竞争也越来越剧烈，因此各个生产企业都迫切地需要

改良生产技术，提高生产效率。在需要进行材料分拣的企业，以往都采用人工分拣的方

法，分拣效率极为低下，致使生产本钱高，企业竞争力差。近年来，随着科学技术的不

断开展，出现了一些自动控制分拣系统装置，它可以大幅度的提高分拣效率，因此越来

越多的企业采用了自动控制分拣系统装置。关于自动控制分拣系统装置现在市场上已经

大量出现了，并且也应用到生产实际中了。由于 PLC 具有体积小、易安装、维修性好

等特点，所以设计本课题是用 PLC 来控制分拣系统装置的。

可编程序控制器〔PLC〕现在已经综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技

术，其功能越来越强大。本课题采用 PLC 控制分拣系统装置，可以同时实现三种物料

的快速分拣，分别是铁质物料、铝质物料和颜色物料等。并且可以与上位机相接，实现

实时监控。它不但可以快速分拣效率，节省大量的人力资源，而且可靠性高，稳定性强，

可长时间进行分拣，正是需要进行材料分拣的企业所迫切希望的分拣系统装置。

第 1 章绪论

该课题是基于 PLC 的材料分拣系统设计，它包括可编程序控制局部、传感器检测

局部、电动机控制局部以及空气压缩机局部。对于本课题来讲，它就是自动化技术、传

感器检测技术以及电气拖动技术的融合，在国民经济开展中起着推动作用。近年来，分

拣领域已经并正在发生着日新月异的变化，各种先进技术已经被应用到各个工程实际

中，并且已经取得了很大的成就。随着社会的不断开展，市场的竞争也越来越剧烈，因

此各个生产企业都迫切地希望改良生产技术，提高生产效率，同样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，生产本钱高，企业的竞争能

力差，材料分拣系统装置已成为他们的必然选择。

虽然材料分拣系统装置现在已经开始在工程实际应用中开始发挥作用，但是随着科

学技术的不断开展，分拣系统也在不断的完善中。分拣系统装置有几种系统控制方式。

分别是继电器控制系统、计算机控制系统以及 PLC 等。几十年来继电器控制系统一直

为工业开展起到了巨大的作用，而且目前仍然在工业中大量应用，然而其控制性能与自

身的功能已无法满足与适应工业控制要求和开展。计算机控制系统有着十分强大的计算

与数据处理能力，但在别的方面却没有 PLC 功能强大。因此在这个设计中选择 PLC 来

控制分拣系统装置。

此设计正是基于采用 PLC 来实现关于材料分拣控制系统的设计。材料分拣控制系

统组成主要有传感器、断电延时器、进料槽、传送带、分拣推手等组成。当第一个光电

传感器检测到进料槽有物体时，上料传感器输出信号给 PLC，PLC 控制输送带继续运转，

同时控制上料气动阀进行上料，每次上料时间间隔可以根据实际情况进行调整。第一个

物料传感器为电感传感器，当检测出物料为铁质物料时，反应信号送 PLC，由 PLC 控

制气动阀动作选出该物料；第二个物料传感器为电容传感器，当检测出物料为铝质物料

时，反应信号送 PLC,PLC 控制气动阀动作选出该物料；第三个物料传感器为颜色传感

器，当检测出物料的颜色为待检测颜色时，PLC 控制气动阀动作选出该物料；最后还有

一个备用的传感器，是用来检测并推下漏拣的物料。本课题由于采用 PLC 作为控制系

统，它存在输入输出响应的滞后现象。滞后现象是指 PLC 外部输入信号发生变化的时

刻起至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的间隔。虽然它有一定的延迟但

并不影响分拣系统装置的工作，因为 PLC 的延迟时间只有几十毫秒，对于本分拣系统

装置起不到什么影响，完全可以忽略。本设计主要研究的是使分拣系统装置能进行三种

物料的分拣并能与上位机相连进行实时监控。

可编程序控制器〔PLC〕现在已经综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技

术，其功能越来越强大。该篇设计有着广阔的应用前景，它节省大量的劳动力，从而可

以大大提高生产率，促进社会工业的开展。

-2-

第2章方案比拟与选择

由于本设计是基于 PLC 的材料分拣系统设计，所以从材料分拣系统装置的控制系

统方面进行方案的比拟与选择。一共有三种方案：分别是 PLC 、继电器控制系统与计

算机控制系统。下面是关于三种方案的比拟与选择。

一、几十年来，继电器控制系统为工业控制的开展起到了巨大的作用，而且目前仍

然在工业领域中大量的应用，然而其控制性能与自身的功能已无法满足与适应工业控制

的要求和开展，与 PLC 相比拟，存在着质的差异。下面是关于它们的各个方面的比拟：

（1）控制功能的实现：继电器控制系统通过对继电器进行硬接线完成相应的控制

功能，PLC 对进行编程实现所需控制要求。

（2）对生产工艺变化的适应性：继电器控制系统需要重新设计与接线，适应性差，

PLC 只需对程序进行修改，适应性强。

（3）可靠性：继电器控制系统元器件多，触点多，容易出现故障，PLC 采用大规

模集成电路，绝大局部是软继电器，可靠性高。

（4）控制的实时性：继电器控制系统机械动作时间常数大，实时性差，PLC 微处

理器控制，实时性非常好。

（5）占用空间与安装：继电器控制系统控制体积巨大、笨重，安装施工工作量大，

PLC 体积小，重量轻，安装工作量小。

（6）使用寿命：继电器控制系统易损，寿命短，PLC 寿命长。

（7）价格：继电器控制系统较低，PLC 较高。

（8）维护：继电器控制系统维护复杂、工作量大，PLC 维护工作量小。

二、通用计算机具有十分强大的计算与数据处理能力，同时数据处理速度已到达极

高的水平，但是应用通用计算机进行工业控制，在很多方面没有 PLC 功能强大。下面

是关于它们的比拟：

（1）工作方式：通用计算机采用中断方式，PLC 采取扫描方式。

（2）通用计算机使用汇编语言、高级语言，PLC 采用助记符语句表、梯形图等。

（3）工作环境：通用计算机要求较高，PLC 可在较差的环境工作。

（4）对使用者的要求：通用计算机需要专门的学习培训才行，PLC 语言易学，稍加

培训即可使用。

（5）可靠性：通用计算机商业级要求，PLC 工业级，且有多种特殊设计，包括监视

记时器功能。

（6）系统软件：通用计算机系统软件功能强大，但占用存储空间过大，PLC 系统软

件功能专用，占用存储空间小。

（7）价格：通用计算机价格高，PLC 价格较低。

以上各种情况综合分析，决定采用 PLC 控制系统来控制材料分拣系统装置。和其

它两种控制系统相比 PLC 控制系统主要优点是可靠性、易操作性〔操作方便、编程方

便、维修方便〕、灵活性〔编程的灵活性、扩展的灵活性、操作的灵活性〕、机电一体化

等。另外 PLC 的功能有：

〔1〕关于逻辑和顺序控制：主要完成开关逻辑运算和进行逻辑控制，从而可以实现

各种简单或复杂的控制要求。

第 3 章基于 PLC 的材料分拣系统的硬件设计局部

3.1 材料分拣系统流程图及 PLC 选型

一、材料分拣系统流程图

材料分拣系统流程图如以下图所示，它是利用各种传感器对待测物料进行检测并分

类。根据选用的传感器类型不同，可分辨出铁、铝及非金属，并能分辨出某种颜色。当

待测物体经下料装置传入传送带后，依次接受各种传感器的检测。如果被某种传感器测

中，通过相应的气动装置将其推入料箱，否那么继续前行。

编可

传送带及上料气动阀

编

程

控

制

器

空

气

压

缩

机

气动阀 2

气动阀 3

气动阀 4

物料传感器 4

物料传感器 5

图 3-1 系统结构图

从上图可以看出本系统由传感器、电动机、空气压缩机等组成。其中传送带是由电

动机带动。系统上电后，可编程序控制器 (PLC)首先启动输送带，上料传感器检测料槽

有无物料，假设无料，输送带运转一个周期后自动停止等待上料。当料槽有料时，上料

传感器输出信号给 PLC，PLC 控制输送带继续运转，同时控制上料气动阀进行上料，每

次上料时间间隔可以进行调整。物料传感器 1 为电感传感器，当检测出物料为铁质物料

时，反应信号送 PLC，由 PLC 控制气动阀 1 动作选出该物料。物料传感器 2 为电容传

感器，当检测出物料为铝质物料时，反应信号送PLC，PLC 控制气动阀 2 动作选出该物

料；物料传感器3 为颜色传感器，当检测出物料的颜色为待检测颜色时，PLC 控制气动

阀 3 动作选出该物料。当系统设定为分拣某种颜色的金属或非金属物料时，由程序记忆

各传感器的状态，完成分拣任务。

二、PLC 的选型

1、控制要求及 I/O 接口

本设计要求实现三种物料的分拣，分别是铁质、铝质和带颜色的物料。根据要求选

用了四个种类的五个传感器来检测物料。它们分别是电感传感器、电容传感器、颜色传

感器以及光电传感器。电感传感器专门检测铁质物料，电容传感器检测铝质物料，颜色

传感器检测颜色物料。光电传感器一共有两个，一个用于进料槽检测有无物品，另一个

作为备用传感器负责把前面三个传感器漏拣的物料分拣下来。另外还用了异步电动机来

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weixin_38869076

2024-04-23

内容与描述一致，超赞的资源，值得借鉴的内容很多，支持！

春哥111

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