摘 要

随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其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，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣己成为企业的唯一选择。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，在材料分拣过程中取得了较好的控制效果。

本系统设计主要以三棱 FX2N-48MR为主控控制器。当系统上电后，可编程序控制器首先控制启动输送带，下料传感器检测料槽有无物料，若无料，输送带运转一个周期后自动停止等待下料：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，同时控制气动阀进行下料，每次下料时间间隔可以进行调整。物料传感器为电感传感器，当检测出物料为铁质物料时，反馈信号送PLC，由PLC控制气动阀动作选出该物料：物料传感器为电容传感器，当检测出物料为铝质物料时，反馈信号送PLC，由PLC控制气动阀7动作选出该物料：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。物料传感器为备用传感器。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。

基于PLC的物料分捡系统融合了自动化技术和传感检测技术，采用PLC控制分拣系统装置，可实现铁质、铝质和有色物料的快速分拣，同时通过上位机可实现对分拣装置的实时监控。

关键词：PLC；传感器；分检系统

Design of PLC-based material sorting systems

Abstract

With the continuous development of society, more and more intense competition in the market, so the various manufacturers have an urgent need to improve production technology, improve production efficiency, especially in the need for material sorting company in the past has been using a manual sorting method, resulting in low productivity, high production costs, poor competitiveness of enterprises, automatic sorting of materials has become the only choice for enterprises. To solve these problems, the use of PLC technology designed low-cost, high-efficiency automatic material sorting equipment, and achieved good control effect in the material sorting process.

The system is designed mainly to Siemens PLC as the master controller. When the system is powered, programmable logic controllers first start conveyor control, trenching sensor detects whether the material chute, if not expected, the conveyor belt stops automatically after one cycle of operation waits for the next feeding: When there is material trough, under feed sensor output signal to PLC, PLC control conveyor continues to operate, while controlling the pneumatic valve cutting, cutting each time interval can be adjusted. Inductive sensor material sensor, the material when it is detected when the material is iron, the feedback signal to send PLC, the PLC to control the pneumatic valve operation elect the material: Material sensor capacitance sensor detects when the material is aluminum material, the feedback signal send PLC, the PLC to control the pneumatic valve 7 motion to elect the material: Material sensor color sensor, when detecting the color of the material to be detected color, PLC controlled pneumatic valve operation elect the material. Material sensor as the backup sensor. When the system is set to a color sorting metallic or non-metallic materials, the state of the program memory of each sensor, complete sorting tasks.

PLC-based material sorting systems integration of the automation technology and sensing technology, using PLC control means sorting systems, enabling fast sorting iron, aluminum and non-ferrous materials, while the PC can be realized through the sorting device real-time monitoring.

Keywords: PLC; sensor; sorting system

目 录

1 绪论 - 1 -

1.1 课题研究背景和研究意义 - 1 -

1.2国内外研究现状 - 1 -

1.3本论文研究内容 - 2 -

2 基于PLC的物料分捡系统的组成与特点 - 3 -

2.1控制要求 - 3 -

2.2总体设计方案 - 4 -

2.3生产部分结构图 - 4 -

2.4系统工艺过程 - 5 -

2.5 PLC与单片机的对比 - 6 -

3 系统硬件设计 - 7 -

3.1系统总体设计 - 7 -

3.2系统实际工作流程 - 7 -

3.3 PLC控制模块 - 8 -

3.3.1电路设计 - 9 -

3.3.2机械手运动过程 - 10 -

3.4步进驱动模块 - 10 -

3.5变频器模块 - 10 -

3.6气动控制模块 - 11 -

4 系统软件设计 - 13 -

4.1 PLC编程环境简介 - 13 -

4.2设计步骤 - 13 -

4.3程序设计要求及控制策略 - 14 -

4.4系统主程序设计 - 16 -

4.5机械手程序设计 - 16 -

5 基于MCGS的监控系统设计 - 18 -

结论 - 21 -

致 谢 - 22 -

参考文献 - 23 -

附录 系统程序 - 24 -

1 绪论

1.1 课题研究背景和研究意义

现代物流(Logistics)，包括运输的合理化、仓储自动化、包装标准化、装卸机械化、加工配送一体化和信息管理网络化等很多方面。现代物流水平已成为一个国家综合国力的重要标志。

在整个物流过程中，以仓储业为中心的物流配送系统是使物流合理化、降低物流社会总成本、提高经济效益和服务水平的产物，对物流过程的优化起着重要的作用。物流配送中心是将多品种的大批量物品集中到配送中心，再根据消费者的需求(品种、数量、规格、质量、时间、地点…)进行分货、包装、加工等工序配货，并有迅速、准确、低成本的配送设施。物流配送中心的工艺流程是：进货检查；短期保管及库存管理；订货处理；流通加工；包装、分拣、出库；配送。现代化的物流配送体系，可有效减少流通环节和流通时间，降低流通成本。

建设现代化的配送中心关键是要实现信息化、电子化管理。现代化的配送中心与传统仓库的显著区别在于其对信息技术、自动化技术的广泛应用，使用计算机管理库存，商品条码技术、电子数据交换技术、电子订货系统等，可以用于配送中心与上游生产企业和下游零售企业之间的信息沟通。自动化的分拣、输送、装卸既节约了人力成本，又提高了工作效率。高效合理的物流配送作业离不开发达的计算机联网技术和自动操作技术，而现代化的配送中心同时也可以推动供应商和零售商的信息化改造。