全自动瓶子分拣机的电气结构设计及模拟控制(附件)【字数：15337】
摘 要摘 要随着人们生活水平的提高，产生了大量废弃的瓶子，瓶子分拣机的出现有利于带来一定的经济效益，同时提高了瓶子地分拣速度，减少人力物力的浪费，能够很好的起到保护环境，保护我们赖以生存的家园的作用。本课题首先阐述了全自动瓶子分拣机的研究背景、发展的现状和存在的问题，以及此次课题主要的研究内容和论文的组织机构。第二章的内容主要介绍了全自动瓶子分拣机的组成，因为课题的主旨不在硬件，所以仅对元件的型号进行了简单的介绍。第三章的工作是编写控制系统的电气原理图,同时介绍了可编程控制器的优点。第四章的主要工作是编写全自动瓶子分拣机的控制梯形图，本章详细地介绍了全自动瓶子分拣机系统的控制流程。第五章主要介绍了组态软件，以及进行模拟仿真。第六章介绍了实验，将梯形图导入到可编程控制器中，将组态功能导入到触摸屏中，对各设备之间进行通讯、用实验来验证程序逻辑的正确性。此次课题的设计可以实现瓶子分拣的功能，降低分拣的误差，同时分拣效率高，分拣速度快，成本相对而言比较低。关键词全自动瓶子分拣机；可编程控制器；组态软件；梯形图；模拟控制
Keywords:? Automatic bottle sorting machine; PLC; MCGS; Ladder diagram; Analog control 目 录
第一章 绪论 1
1.1 论文研究的课题背景及意义 1
1.2 课题研究的现状以及目前存在的问题 2
1.3 本次论文的主要研究内容 2
1.4 本论文的组织结构 4
第二章 全自动瓶子分拣机硬件的组成及选择 5
2.1 全自动瓶子分拣机的组成 5
2.2 气压缸 6
2.3 电机 6
2.4 电磁阀 7
2.5 传感器 8
第三章 全自动瓶子分拣机的硬件电路的设计 10
3.1可编程控制器的选用(PLC) 10
3.2全自动瓶子分拣机的电路设计 10
3.2.1 全自动瓶子分拣机的主电路 10
3.2.2 全自动瓶子分拣机的控制电路 11
第四章 全自动瓶子分拣机控制系统程序的设计 12
4.1电机启动停止的程序设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
计 12
4.2电机正反转的程序设计 13
4.3全自动瓶子分拣机控制系统程序的设计 13
4.3.1全自动瓶子分拣机系统的控制要求 13
4.3.2全自动瓶子分拣机的输入和输出的分配 15
4.3.3理瓶机构的PLC程序设计 15
4.3.4压缩机构的PLC程序设计 18
第五章 基于MCGS全自动瓶子分拣机的仿真系统设计 22
5.1 MCGS组态软件的介绍 22
5.2基于MCGS和PLC的全自动瓶子分拣机控制系统 23
5.2.1全自动瓶子分拣机控制系统仿真的模型的构建 23
5.2.2定义实时数据库 24
5.2.3定义设备的窗口 25
5.2.4对于用户窗口的编辑 27
5.2.5动画连接用户的窗口 28
5.3模拟仿真运行 32
5.3.1设备窗口的编辑 32
5.3.2运行策略以及脚本程序的编写 33
5.3.3模拟仿真 35
第六章 实验 36
6.1梯形图载入PLC 36
6.2全自动瓶子分拣机组态工程载入触摸屏 37
6.3基于PLC与触摸屏的仿真 39
结 论 41
致 谢 42
参考文献 43
附录 45
第一章 绪论
1.1 论文研究的课题背景及意义
世界每天都在不断的变化以及迅速发展中，中国伴随着改革开放，综合国力得到了十分显著的发展，这是全世界所有目共睹的。我国的经济，文化迅速发展，中国在世界的地位同时也得到了显著的改变。但是在面对经济迅速发展的同时，我们也绝对不能忘记国家在发展中存在尖锐的问题，其中一个特别突出的问题表现就是经济发展快，但是资源的利用率却是相比而言很低的，同时也给我们的家园带来许多环境的问题。从这几点看我们和国外的差距也是有的[1]。这是因为毕竟一些不可再生的资源用光了，就无法再次获得了。国家也在近年来大力提倡环保，加强了环境整治的力度。我国提倡资源的重复利用，来有效的解决我们国家在发展和资源环境的冲突的问题。
每年的瓶子废弃数量是十分庞大的，针对于这些瓶子的回收，不仅可以减少了资源的浪费，同时也可以降低了环境污染的风险，减少了白色污染。但是就目前而言瓶子的回收相对而言是个比较繁琐的过程，如果能够通过采取一些列的措施，快速准确的对瓶子进行分类回收，通过这系列的措施，这样能够起到有效地减少环境的污染的作用，并且在这样的过程中也能带动相关的企业发展，同时能够提供更多宝贵的的就业机会[2]。针对废弃瓶子的回收，符合国家的科学发展观，对废弃瓶子的回收以及分拣重新利用有利于减少资源的浪费，更好的起到保护环境的作用。
现代科学技术发展迅猛，自动化企业在我国的企业中占据着相当重要的位置，自动化技术在目前的生产生活中的应用起着至关重要的作用，通过使用自动化技术可以有效地解放生产力的同时还能够降低产品的成本，并且提高了生产的速率。自动分拣机在这些年的发展很快，很对公司在面对人工或者自动化生产的方式时候，更加愿意用自动化生产，所以现在自动化生产很广泛。自动化生产的操作难度低，生产力高，受到公司的青睐[3]。
全自动瓶子分拣的设计的核心是三菱PLC，三菱PLC是整个控制系统的核心，利用传感器技术，利用气动技术，这样，可以使过程中出现的分拣效率低下的问题得到很好的解决，并且在这一过程中，大大地降低了分拣过程中出现的误差，很明显地解放了生产力。这种方式与传统的通过人力去进行分拣的方式进行比较，全自动瓶子分拣机具有管理的便捷性，成本比较低廉，能够进行24小时全天候工作的优势。
1.2 课题研究的现状以及目前存在的问题
通过资料的查询可以发现，目前，运用继电器的控制是一个主流。就这样的控制方法而言，的确存在下列几种问题：1.数字化程度比较低2.故障率比较高3.难以实现复杂的逻辑功能和数字式控制。在面对上述存在的几种问题，本次的研究能够充分的利用PLC在控制方面的所具有的优势，增加了数字化的程度，降低了故障率，通过这样能够更加精确的实现分拣系统的控制，目前已经知道的是全自动瓶子分拣机的控制办法具有多样性。在下面将列举，比如刘政林等回收以及利用塑料瓶中，提出了一种分拣的系统，原理是利用计算机以及视觉原理[4]。虽然响应速度很快，但是由于存在的高成本的原因而没受到企业家的青睐，所以设计的分拣系统首先要解决的便是成本的问题。颜伊庆在研究中提出了将PLC添加到分拣系统中从而分解实现系统的功能，简化功能的同时，使得功能更加明确了[5]。通过采用PLC和变频器结合的方式，可以调节电机的运转的速度的方式，这样的方法不仅仅能够方便地控制分拣系统电机的启停，、但是这样的方法存在了分拣的误差率较高，导致产生效率低下的现象。周娅等人采用PLC控制多个传感器进行连接的方式，通过大量的实验得到的结果表明，设计的系统能连续、并且能够实现一次性大批量的分拣，但是这种方法也有自己的缺点，就是所需要的时间较长，以及不能进行快速分拣，带来的后果便是效率同样也是比较低的。王珺楠设计的基于条码识别的饮料瓶的回收装置，在其中包含了如下的技术：RFID技术以及嵌入式技术[6]。通过这样的方式，实现了对饮料瓶包括塑料瓶，铝质瓶等的分类回收。但是这种方式相对而言比较复杂，系统运行起来不是很方便。
Keywords:? Automatic bottle sorting machine; PLC; MCGS; Ladder diagram; Analog control 目 录
第一章 绪论 1
1.1 论文研究的课题背景及意义 1
1.2 课题研究的现状以及目前存在的问题 2
1.3 本次论文的主要研究内容 2
1.4 本论文的组织结构 4
第二章 全自动瓶子分拣机硬件的组成及选择 5
2.1 全自动瓶子分拣机的组成 5
2.2 气压缸 6
2.3 电机 6
2.4 电磁阀 7
2.5 传感器 8
第三章 全自动瓶子分拣机的硬件电路的设计 10
3.1可编程控制器的选用(PLC) 10
3.2全自动瓶子分拣机的电路设计 10
3.2.1 全自动瓶子分拣机的主电路 10
3.2.2 全自动瓶子分拣机的控制电路 11
第四章 全自动瓶子分拣机控制系统程序的设计 12
4.1电机启动停止的程序设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
计 12
4.2电机正反转的程序设计 13
4.3全自动瓶子分拣机控制系统程序的设计 13
4.3.1全自动瓶子分拣机系统的控制要求 13
4.3.2全自动瓶子分拣机的输入和输出的分配 15
4.3.3理瓶机构的PLC程序设计 15
4.3.4压缩机构的PLC程序设计 18
第五章 基于MCGS全自动瓶子分拣机的仿真系统设计 22
5.1 MCGS组态软件的介绍 22
5.2基于MCGS和PLC的全自动瓶子分拣机控制系统 23
5.2.1全自动瓶子分拣机控制系统仿真的模型的构建 23
5.2.2定义实时数据库 24
5.2.3定义设备的窗口 25
5.2.4对于用户窗口的编辑 27
5.2.5动画连接用户的窗口 28
5.3模拟仿真运行 32
5.3.1设备窗口的编辑 32
5.3.2运行策略以及脚本程序的编写 33
5.3.3模拟仿真 35
第六章 实验 36
6.1梯形图载入PLC 36
6.2全自动瓶子分拣机组态工程载入触摸屏 37
6.3基于PLC与触摸屏的仿真 39
结 论 41
致 谢 42
参考文献 43
附录 45
第一章 绪论
1.1 论文研究的课题背景及意义
世界每天都在不断的变化以及迅速发展中，中国伴随着改革开放，综合国力得到了十分显著的发展，这是全世界所有目共睹的。我国的经济，文化迅速发展，中国在世界的地位同时也得到了显著的改变。但是在面对经济迅速发展的同时，我们也绝对不能忘记国家在发展中存在尖锐的问题，其中一个特别突出的问题表现就是经济发展快，但是资源的利用率却是相比而言很低的，同时也给我们的家园带来许多环境的问题。从这几点看我们和国外的差距也是有的[1]。这是因为毕竟一些不可再生的资源用光了，就无法再次获得了。国家也在近年来大力提倡环保，加强了环境整治的力度。我国提倡资源的重复利用，来有效的解决我们国家在发展和资源环境的冲突的问题。
每年的瓶子废弃数量是十分庞大的，针对于这些瓶子的回收，不仅可以减少了资源的浪费，同时也可以降低了环境污染的风险，减少了白色污染。但是就目前而言瓶子的回收相对而言是个比较繁琐的过程，如果能够通过采取一些列的措施，快速准确的对瓶子进行分类回收，通过这系列的措施，这样能够起到有效地减少环境的污染的作用，并且在这样的过程中也能带动相关的企业发展，同时能够提供更多宝贵的的就业机会[2]。针对废弃瓶子的回收，符合国家的科学发展观，对废弃瓶子的回收以及分拣重新利用有利于减少资源的浪费，更好的起到保护环境的作用。
现代科学技术发展迅猛，自动化企业在我国的企业中占据着相当重要的位置，自动化技术在目前的生产生活中的应用起着至关重要的作用，通过使用自动化技术可以有效地解放生产力的同时还能够降低产品的成本，并且提高了生产的速率。自动分拣机在这些年的发展很快，很对公司在面对人工或者自动化生产的方式时候，更加愿意用自动化生产，所以现在自动化生产很广泛。自动化生产的操作难度低，生产力高，受到公司的青睐[3]。
全自动瓶子分拣的设计的核心是三菱PLC，三菱PLC是整个控制系统的核心，利用传感器技术，利用气动技术，这样，可以使过程中出现的分拣效率低下的问题得到很好的解决，并且在这一过程中，大大地降低了分拣过程中出现的误差，很明显地解放了生产力。这种方式与传统的通过人力去进行分拣的方式进行比较，全自动瓶子分拣机具有管理的便捷性，成本比较低廉，能够进行24小时全天候工作的优势。
1.2 课题研究的现状以及目前存在的问题
通过资料的查询可以发现，目前，运用继电器的控制是一个主流。就这样的控制方法而言，的确存在下列几种问题：1.数字化程度比较低2.故障率比较高3.难以实现复杂的逻辑功能和数字式控制。在面对上述存在的几种问题，本次的研究能够充分的利用PLC在控制方面的所具有的优势，增加了数字化的程度，降低了故障率，通过这样能够更加精确的实现分拣系统的控制，目前已经知道的是全自动瓶子分拣机的控制办法具有多样性。在下面将列举，比如刘政林等回收以及利用塑料瓶中，提出了一种分拣的系统，原理是利用计算机以及视觉原理[4]。虽然响应速度很快，但是由于存在的高成本的原因而没受到企业家的青睐，所以设计的分拣系统首先要解决的便是成本的问题。颜伊庆在研究中提出了将PLC添加到分拣系统中从而分解实现系统的功能，简化功能的同时，使得功能更加明确了[5]。通过采用PLC和变频器结合的方式，可以调节电机的运转的速度的方式，这样的方法不仅仅能够方便地控制分拣系统电机的启停，、但是这样的方法存在了分拣的误差率较高，导致产生效率低下的现象。周娅等人采用PLC控制多个传感器进行连接的方式，通过大量的实验得到的结果表明，设计的系统能连续、并且能够实现一次性大批量的分拣，但是这种方法也有自己的缺点，就是所需要的时间较长，以及不能进行快速分拣，带来的后果便是效率同样也是比较低的。王珺楠设计的基于条码识别的饮料瓶的回收装置，在其中包含了如下的技术：RFID技术以及嵌入式技术[6]。通过这样的方式，实现了对饮料瓶包括塑料瓶，铝质瓶等的分类回收。但是这种方式相对而言比较复杂，系统运行起来不是很方便。
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