基于plc的物料分拣系统设计【字数：14910】
摘 要本系统设计的物料分拣控制系统主要由上位机、可编程控制器、探测器、执行机构等组成。可编程控制器作为控制系统的大脑，按照工艺说明分析，对各种外部输入信号按照物料分拣控制系统的工艺分析结果及程序设计流程，完成系统各项工艺功能的实现，通过上位机系统将当前的状态进行显示和参数设定等控制。按照方案的选择和设备型号的选择，采用的可编程控制器为三菱FX系列，该可编程控制器设计小巧，功能强大，运行稳定。本系统设计首先进行工艺分析，确定该系统设计的工艺控制方案，完成系统硬件部分的型号选择计算以及总体控制方案的设计。在此基础上进行硬件分析和图纸设计，完成工艺流程图的设计以及程序的编写，对上位机进行组态设计，监控系统状态及数据并且根据实际工艺修改当前参数，达到系统可视化的要求。通过程序仿真设计以及上位机联机调试和修改，系统安全可靠、使用灵活、扩展性强、开发周期短，后期修改方便，达到本设计的工艺要求，以及为后期系统升级改造创造条件。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 本课题的研究思路 2
第二章 基于PLC物料分拣系统的总体设计 3
2.1 物料分拣系统原理 3
2.2系统方案的比较选择 4
2.3 PLC的选型 5
2.4 感应检测装置介绍 6
2.5 物料分拣系统的总体设计分析 8
第三章 基于PLC物料分拣控制系统的硬件设计 10
3.1 硬件设计的思路分析 10
3.2 PLC的接线设计 10
3.3 主电路及控制电路的设计 11
3.4 继电器控制电路的设计 12
第四章 物料分拣控制系统的软件设计 14
4.1 系统的工艺流程图设计 14
4.2 编程软件介绍 14
4.3 控制系统的I/O分配设计 16
4.4 控制系统的梯形图设计 16
4.5 程序的调试步骤 22
4.6 方针软件的调试过程分析 23
第五章 物料分拣控制系统的上位机设计 26
5.1 MCGS的介 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
绍 26
5.2 工程的建立 26
5.3 建立流程画面 28
5.4 定义数据对象 28
5.5 定义动画连接 30
5.6 仿真效果 32
结束语 34
致谢 35
参考文献 36
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的及意义
随着社会发展快速，人们对物流的要求越来越高。物流行业的快捷方便，准确守时成为人们的期盼。物料分拣采用可编程控制器PLC 进行控制，能连续、大批量地分拣物流，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物流信息流的分配和管理。 其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。同时，只要根据不同的分拣对象，对系统稍加修改即可实现要求。对物料分拣控制系统的设计，它的控制形式也多种多样，它可以由单片机，PLC来控制，以前都采用接触继电器控制系统。而接触继电器控制系统接线复杂、抗干扰能力差，易因接触不良而造成故障，而且功能扩展性差。PLC因其可靠性高、功能完善而越来越受到企业的青睐，传统的接触继电器控制系统已逐步为PLC所取代。??
系统的设计采用可编程控制器进行程序控制，达到系统工艺控制的目的。在详细了解控制系统的工艺要求的基础上，采用可编程控制器进行系统的硬件设计和软件编程调试，通过程序流程的思路和编程技巧达到系统的工艺目的。可编程控制器可靠性能高、抗干扰性强、经济实用、功能完善、体积小巧、扩展性好等优点，是现代工厂控制系统设计的最佳选择。以往的继电器接触器电路由于接线线路复杂，电器元件使用较多，触点容易老化，故障排查和解决比较困难，可靠性低等缺点，没法满足现代控制系统的使用要求。根据本课题研究的工艺对象，采用可编程控制器进行系统设计，对本人大学学习期间的总结和实战，在认真学习可编程控制器的硬件手册和软件教程的基础上，完成图纸设计及程序编写和调试，达到系统的工艺要求。详细了解控制系统设计的步骤和方法，认真学习控制系统的调试思路和仿真方法，为后期的设计工作打下基础。
1.2 国内外研究现状
随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此物流系统都迫切地需要改进管理技术，提高效率，尤其是需要进行材料分类和分拣方面，以往一直采用人工进行分拣的方法，显然，随着分拣量的增加、分送点的增多、配货响应时间的缩短和服务质量的提高，单凭人工分拣将无法满足大规模配送的要求，所以这一环节有待提高。自动分拣系统的规模和能力已有很大的发展，目前大型分类系统大多能分拣几十到几百个种类的物品，分类能力达到每小时万件以上。
国外一些物流系统多采用物料分拣系统进行，充分发挥了分类技术分拣速度快、差错率极低、效率高和基本上全自动操作的优势。所以为了提高生产效率，降低生产成本，提高企业的竞争能力。针对上述问题，利用 PLC 技术设计了一种成本低，效率高的材料自动分拣装置，在物料分拣过程中取得了较好的控制效果。
1.3 分拣系统的设计思路
按照物料分拣控制系统的设计内容，详细分析该系统的具体工艺，对要实现的功能进行说明，并明确系统的输入控制部分和输出控制部分，确定控制策略，提出控制方案，对方案进行综合比较，选择最佳设计策略。按照系统选择的最佳策略进行总体分析设计，对可编程控制器进行具体型号选择，对传感器进行具体型号选择，以及其他的控制电气元件的型号。根据选择的设备电气元件型号详细分析总体设计方案，保证工艺控制的基本要求。硬件设计部分进行设计分析，明确硬件设计的基本要求，包括预留扩展、系统安全保护、以及电路的设计详细分析等，使用AUTO CAD软件完成系统的硬件图纸设计，并分析图纸接线的具体设计。软件编程部分进行设计分析，为了方便系统设计和后期调试，进行系统I/O分配的设计，根据系统工艺控制策略以及硬件选型，进行程序流程的设计，详细考虑工艺功能的具体实现，按照程序流程，采用编程软件进行程序的设计编写，完成仿真调试，达到工艺设计的要求。按照设计任务要求，进行上位机组态软件设计，对画面和变量进行编译，通讯协议建立，命令语言编写，达到系统可视化设计的要求。为了保证系统顺利设计完成，详细的设计思路如下几点：
（1）对物料分拣控制系统的资料进行查询，了解详细的控制工艺，对国内外研究现状进行分析，进行系统设计策略分析。
（2）详细分析控制系统的工艺策略，明确工艺控制的信号输入和输出，选择最佳控制策略，并完成与系统相关的电气选型和计算，确定具体的控制方案。
（3）对系统进行硬件设计思路分析，明确图纸设计的具体内容，考虑系统安全保护、预留扩展等，完成硬件图纸设计和接线分析。
（4）按照系统控制策略方案和硬件设计图纸，进行程序流程的工艺分析，对系统的每个功能实现进行程序流程设计，在此基础上完成程序编写和调试，达到控制的要求。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 本课题的研究思路 2
第二章 基于PLC物料分拣系统的总体设计 3
2.1 物料分拣系统原理 3
2.2系统方案的比较选择 4
2.3 PLC的选型 5
2.4 感应检测装置介绍 6
2.5 物料分拣系统的总体设计分析 8
第三章 基于PLC物料分拣控制系统的硬件设计 10
3.1 硬件设计的思路分析 10
3.2 PLC的接线设计 10
3.3 主电路及控制电路的设计 11
3.4 继电器控制电路的设计 12
第四章 物料分拣控制系统的软件设计 14
4.1 系统的工艺流程图设计 14
4.2 编程软件介绍 14
4.3 控制系统的I/O分配设计 16
4.4 控制系统的梯形图设计 16
4.5 程序的调试步骤 22
4.6 方针软件的调试过程分析 23
第五章 物料分拣控制系统的上位机设计 26
5.1 MCGS的介 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
绍 26
5.2 工程的建立 26
5.3 建立流程画面 28
5.4 定义数据对象 28
5.5 定义动画连接 30
5.6 仿真效果 32
结束语 34
致谢 35
参考文献 36
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的及意义
随着社会发展快速，人们对物流的要求越来越高。物流行业的快捷方便，准确守时成为人们的期盼。物料分拣采用可编程控制器PLC 进行控制，能连续、大批量地分拣物流，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物流信息流的分配和管理。 其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。同时，只要根据不同的分拣对象，对系统稍加修改即可实现要求。对物料分拣控制系统的设计，它的控制形式也多种多样，它可以由单片机，PLC来控制，以前都采用接触继电器控制系统。而接触继电器控制系统接线复杂、抗干扰能力差，易因接触不良而造成故障，而且功能扩展性差。PLC因其可靠性高、功能完善而越来越受到企业的青睐，传统的接触继电器控制系统已逐步为PLC所取代。??
系统的设计采用可编程控制器进行程序控制，达到系统工艺控制的目的。在详细了解控制系统的工艺要求的基础上，采用可编程控制器进行系统的硬件设计和软件编程调试，通过程序流程的思路和编程技巧达到系统的工艺目的。可编程控制器可靠性能高、抗干扰性强、经济实用、功能完善、体积小巧、扩展性好等优点，是现代工厂控制系统设计的最佳选择。以往的继电器接触器电路由于接线线路复杂，电器元件使用较多，触点容易老化，故障排查和解决比较困难，可靠性低等缺点，没法满足现代控制系统的使用要求。根据本课题研究的工艺对象，采用可编程控制器进行系统设计，对本人大学学习期间的总结和实战，在认真学习可编程控制器的硬件手册和软件教程的基础上，完成图纸设计及程序编写和调试，达到系统的工艺要求。详细了解控制系统设计的步骤和方法，认真学习控制系统的调试思路和仿真方法，为后期的设计工作打下基础。
1.2 国内外研究现状
随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此物流系统都迫切地需要改进管理技术，提高效率，尤其是需要进行材料分类和分拣方面，以往一直采用人工进行分拣的方法，显然，随着分拣量的增加、分送点的增多、配货响应时间的缩短和服务质量的提高，单凭人工分拣将无法满足大规模配送的要求，所以这一环节有待提高。自动分拣系统的规模和能力已有很大的发展，目前大型分类系统大多能分拣几十到几百个种类的物品，分类能力达到每小时万件以上。
国外一些物流系统多采用物料分拣系统进行，充分发挥了分类技术分拣速度快、差错率极低、效率高和基本上全自动操作的优势。所以为了提高生产效率，降低生产成本，提高企业的竞争能力。针对上述问题，利用 PLC 技术设计了一种成本低，效率高的材料自动分拣装置，在物料分拣过程中取得了较好的控制效果。
1.3 分拣系统的设计思路
按照物料分拣控制系统的设计内容，详细分析该系统的具体工艺，对要实现的功能进行说明，并明确系统的输入控制部分和输出控制部分，确定控制策略，提出控制方案，对方案进行综合比较，选择最佳设计策略。按照系统选择的最佳策略进行总体分析设计，对可编程控制器进行具体型号选择，对传感器进行具体型号选择，以及其他的控制电气元件的型号。根据选择的设备电气元件型号详细分析总体设计方案，保证工艺控制的基本要求。硬件设计部分进行设计分析，明确硬件设计的基本要求，包括预留扩展、系统安全保护、以及电路的设计详细分析等，使用AUTO CAD软件完成系统的硬件图纸设计，并分析图纸接线的具体设计。软件编程部分进行设计分析，为了方便系统设计和后期调试，进行系统I/O分配的设计，根据系统工艺控制策略以及硬件选型，进行程序流程的设计，详细考虑工艺功能的具体实现，按照程序流程，采用编程软件进行程序的设计编写，完成仿真调试，达到工艺设计的要求。按照设计任务要求，进行上位机组态软件设计，对画面和变量进行编译，通讯协议建立，命令语言编写，达到系统可视化设计的要求。为了保证系统顺利设计完成，详细的设计思路如下几点：
（1）对物料分拣控制系统的资料进行查询，了解详细的控制工艺，对国内外研究现状进行分析，进行系统设计策略分析。
（2）详细分析控制系统的工艺策略，明确工艺控制的信号输入和输出，选择最佳控制策略，并完成与系统相关的电气选型和计算，确定具体的控制方案。
（3）对系统进行硬件设计思路分析，明确图纸设计的具体内容，考虑系统安全保护、预留扩展等，完成硬件图纸设计和接线分析。
（4）按照系统控制策略方案和硬件设计图纸，进行程序流程的工艺分析，对系统的每个功能实现进行程序流程设计，在此基础上完成程序编写和调试，达到控制的要求。
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