基于PLC控制的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)【說明書+開題+答辯資料】

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PLC traditional relay control technology, computer and communication technologies are integrated specifically for industrial control and design, have strong function, common flexible, high reliability and environmental adaptability, and programming simple, easy to use and small size, light weight, a series of low-power advantages in industrial applications become more extensive. This paper focuses on the PLC in the canned beverage production, The design of an automatic sorting device with low cost and high efficiency is presented in the paper, which regards programmable logic controller ( PLC) as the master controller and combines pneumatic device, sensing technology, position control and other technology to implement automatic selecting of the products live. The device is characteristic of high automation, steady running, high precision and easy control, which can fulfill the requirement according to different situations with little modifications. Key words： programmable logic controller；sorting device。 一、 國(guó)內(nèi)、外研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景 1.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)研發(fā)適合自己的分揀系統(tǒng)和技術(shù)?與整個(gè)物流業(yè)的大環(huán)境相似，我國(guó)在分揀系統(tǒng)和技術(shù)方面相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家還比較落后，人工作業(yè)的情況仍比較普遍，電子標(biāo)簽、RF技術(shù)等輔助揀選系統(tǒng)的生產(chǎn)和使用還不多，自動(dòng)揀選系統(tǒng)更是寥寥無幾?？偟膩碚f，我國(guó)分揀系統(tǒng)的應(yīng)用呈現(xiàn)出集約化程度低、自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)用范圍不廣泛的特點(diǎn)。? 阻礙自動(dòng)化揀選系統(tǒng)發(fā)展的因素有很多，有些則是與我國(guó)整個(gè)物流業(yè)存在的問題相一致的。物流標(biāo)準(zhǔn)化就是我國(guó)物流業(yè)長(zhǎng)期關(guān)注的一個(gè)問題。商品的條碼化、包裝的標(biāo)準(zhǔn)化等是自動(dòng)化揀選系統(tǒng)得以順利運(yùn)行的保證，而在我國(guó)，由于商品包裝箱（指運(yùn)輸包裝）上基本沒有印刷條碼，商業(yè)系統(tǒng)至今尚沒有認(rèn)真研究過運(yùn)用自動(dòng)分揀機(jī)。另外，由于一個(gè)公司或企業(yè)往往無法左右整個(gè)行業(yè)的進(jìn)展，一些大企業(yè)傾向于開發(fā)適合自己業(yè)務(wù)特點(diǎn)的系統(tǒng)，這又進(jìn)一步造成了實(shí)際中接口的障礙。自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)的價(jià)格問題也是另一個(gè)阻礙因素，小企業(yè)一般無力購(gòu)進(jìn)高價(jià)設(shè)備。? 如今，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，為了發(fā)展我國(guó)物流業(yè)，國(guó)內(nèi)的許多企業(yè)和政府部門也在做更大的努力，也已取得了一定的成效。例如，隨著科技的日新月異，國(guó)內(nèi)的一些物流配送中心也開始結(jié)合自身特點(diǎn)、采用高技術(shù)含量的設(shè)備和系統(tǒng)來提高分揀配送效率。上海華聯(lián)超市的配送中心采用高層立體貨架和拆零商品揀選貨架相結(jié)合的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和前移式蓄電池叉車、電動(dòng)搬運(yùn)車、電動(dòng)揀選車和托盤，實(shí)現(xiàn)裝卸搬運(yùn)作業(yè)機(jī)械化，同時(shí)拆零商品配貨電子化。采用電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)，使用電子標(biāo)簽設(shè)備，大幅度提高了分揀作業(yè)速度、降低了揀貨出錯(cuò)率。隨著對(duì)物流業(yè)的重視，國(guó)內(nèi)一些物流設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在分揀設(shè)備的生產(chǎn)制造上也取得了一定的進(jìn)展。例如，太原剛玉倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備公司和貴陽(yáng)普天通信機(jī)械廠已設(shè)計(jì)生產(chǎn)貨架電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)、小車式數(shù)字顯示揀選系統(tǒng)、郵件自動(dòng)分揀系統(tǒng)等;?珠海普天慧科信息技術(shù)有限公司研發(fā)出PTL（Pick-to-light?&?Put-to-light）電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)，除具備電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)的一般優(yōu)點(diǎn)之外，還具有彈性控制揀貨作業(yè)流程、即時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、緊急訂單處理和缺貨通知等強(qiáng)大的功能 1.2國(guó)外研究現(xiàn)狀 自動(dòng)分揀系統(tǒng)（Automated?Sorting?System）是二戰(zhàn)后在美國(guó)、日本以及歐洲的大中型物流中心廣泛采用的一種分揀系統(tǒng)，參照郵局分揀信件自動(dòng)化的經(jīng)驗(yàn)配置而成。一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口四部分組成，它們通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)在一起，配合人工控制及相應(yīng)的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)完整的分揀系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)有三:?能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率極低，分揀作業(yè)基本實(shí)現(xiàn)無人化。自動(dòng)分揀系統(tǒng)中人員的使用僅局限于進(jìn)貨時(shí)的接貨、系統(tǒng)的控制、系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)、管理與維護(hù)等，這恰好適應(yīng)了國(guó)外企業(yè)對(duì)減少人員使用、減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高人員使用效率的要求，因此受到了他們的廣泛重視。 ?就國(guó)外進(jìn)行配送業(yè)務(wù)的行業(yè)或企業(yè)來說，自動(dòng)揀選系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥行業(yè)、化妝品制造等行業(yè)，如日本資生堂、花王、大木等株式會(huì)社;?自動(dòng)分揀機(jī)作為自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，因其每小時(shí)可達(dá)6,000-12,000箱的高分揀效率，在日本和歐洲也得到廣泛應(yīng)用:?日本的連鎖商業(yè)（如西友、日生協(xié)、高島屋等）和宅急便（大和、西濃、佐川等）均普遍使用自動(dòng)分揀機(jī);?在日本唱片中心，CD及錄像帶的新出版品也利用高端的機(jī)器人自動(dòng)分揀機(jī)揀貨。 然而，盡管自動(dòng)分揀系統(tǒng)有非常多的優(yōu)點(diǎn)，但因其要求使用者必須具備一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，在發(fā)達(dá)國(guó)家，物流中心、配送中心或流通中心不用自動(dòng)分揀系統(tǒng)的情況也很普遍。其主要原因有兩點(diǎn):? 1、 一次性投資巨大，先期投入回收慢。系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜，投資和運(yùn)營(yíng)成本相當(dāng)高，需要可靠的貨源作保證，也許只有大型生產(chǎn)企業(yè)或?qū)I(yè)物流公司才有能力投資，小企業(yè)則無能為力。? 2、?系統(tǒng)對(duì)商品外包裝要求高。為使大部分商品都能用機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)分揀，需要采取諸如推行標(biāo)準(zhǔn)化包裝、根據(jù)分揀商品統(tǒng)一的包裝特性定制分揀機(jī)等二次措施。但要讓所有商品的供應(yīng)商都執(zhí)行國(guó)家的包裝標(biāo)準(zhǔn)是很困難的，定制分揀機(jī)又會(huì)使硬件成本上升，且越是特別的通用性就越差。? 因此，除自動(dòng)揀選系統(tǒng)外，國(guó)外配送中心對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助揀選系統(tǒng)的利用也相當(dāng)普遍。在流通領(lǐng)域，特別是連鎖超市、便利店的配送中心都廣泛使用電子標(biāo)簽、RF等計(jì)算機(jī)輔助揀選系統(tǒng)。? 1.3發(fā)展前景 縱觀國(guó)內(nèi)外物料分揀系統(tǒng)的應(yīng)用情況可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)外的物流配送中心或工業(yè)中傾向于采用自動(dòng)化程度很高的分揀系統(tǒng)，而且應(yīng)用也較為廣泛。而在我國(guó)，由于物流業(yè)起步晚，物料分揀系統(tǒng)中人工作業(yè)的比例也較高。盡管自動(dòng)分揀系統(tǒng)有非常多的優(yōu)點(diǎn)，但因其要求使用者必須具備一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，在發(fā)達(dá)國(guó)家某些行業(yè)不用自動(dòng)分揀系統(tǒng)的情況也很普遍。其主要原因有兩點(diǎn): 一是一次性投資巨大，先期投入回收慢。系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜，投資和運(yùn)營(yíng)成本相當(dāng)高，需要可靠的貨源作保證，也許只有大型生產(chǎn)企業(yè)或?qū)I(yè)物流公司才有能力投資 小企業(yè)則無能為力。二是系統(tǒng)對(duì)商品外包裝要求高。為使大部分商品都能用機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)分揀，需要采取諸如推行標(biāo)準(zhǔn)化包裝、根據(jù)分揀商品統(tǒng)一的包裝特性定制分揀機(jī)等二次措施。但要讓所有商品的供應(yīng)商都執(zhí)行國(guó)家的包裝標(biāo)準(zhǔn)是很困難的，定制分揀機(jī)又會(huì)使硬件成本上升，且越是特別的通用性就越差。 雖然物料分揀系統(tǒng)有它的局限性，但隨著社會(huì)的高速發(fā)展，一切都講究效率，我相信高效率的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)將會(huì)被人們?cè)絹碓街匾暋６驹O(shè)計(jì)就針對(duì)物料分揀設(shè)計(jì)出了一個(gè)由PLC控制的分揀系統(tǒng)，解決了組成系統(tǒng)的設(shè)備能在安全工作的同時(shí)又能提高物料分揀效率的問題。 1、 研究的主要內(nèi)容 在本文中，以物料的分揀系統(tǒng)為例，詳細(xì)的分析了在基于PLC控制的自動(dòng)分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，文中介紹了分揀系統(tǒng)中信號(hào)的采集分析中傳感器的一些基本知識(shí)，并通過要求與比較，確定了硬件系統(tǒng)中的一些元器件的選擇與確定了PLC的選型。 在介紹了一些PLC的基本知識(shí)后，對(duì)本課題進(jìn)行硬件與軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出主電路與控制回路，在軟件設(shè)計(jì)中，確定了I/O分配，并按照控制要求設(shè)計(jì)出了PLC梯形圖。在本系統(tǒng)完成其設(shè)計(jì)之后，對(duì)其進(jìn)行整體調(diào)試。將軟件各部分的動(dòng)作幅度進(jìn)行調(diào)試之后，進(jìn)行了軟件綜合調(diào)試，實(shí)現(xiàn)材料分揀系統(tǒng)中上料、傳送與分揀的全過程。 2、 參考文獻(xiàn) [1] 常斗南. 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