基于PLC的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

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1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 基于PLC的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 生：朱安樂(lè) 學(xué) 號(hào)：04 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)：A0916 指導(dǎo)教師：張曉 機(jī)械與材料工程學(xué)院 二O一二年十二月 文獻(xiàn)綜述 前言 本篇畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目是《基于PLC的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)》。目前由于貨物分揀系統(tǒng)中,浪費(fèi)了巨大的人力物力, 而且嚴(yán)重影響了物流的流動(dòng)速度。 隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇, 人們對(duì)物流的流動(dòng)速度要求越來(lái)越高, 這樣的貨物分揀系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代 化物流

2、管理的需要。 現(xiàn)代化的貨物分揀系統(tǒng), 一個(gè)先進(jìn)的貨物分揀系統(tǒng), 對(duì)于系統(tǒng)集成 商、倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、后勤管理業(yè)等都是至關(guān)重要的。建立一個(gè)先進(jìn)的貨物分揀系統(tǒng), 結(jié)合有效的吞吐量,不但可以節(jié)省成本, 而且可以大大提高工作效率, 顯著降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。使用這樣的貨物分揀系統(tǒng), 完全屏棄了使用書(shū)面文件完成貨物分揀的傳統(tǒng)方法, 采用高效、準(zhǔn)確的電子數(shù)據(jù)的形式, 提高效率, 節(jié)省勞動(dòng)力。使用這樣的貨物分揀系統(tǒng), 不但可以快速完成簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)提取, 而且可以方便地根據(jù)貨物的尺寸、提貨的速度要求、裝卸要求等實(shí)現(xiàn)復(fù)雜貨物的存儲(chǔ)與提取。 結(jié)合必要的倉(cāng)庫(kù)管理軟件, 可以真正 實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)的現(xiàn)代化管理, 充分實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)空間的

3、合理利用, 顯著提高企業(yè)的物流速度, 為企 業(yè)創(chuàng)造、保持市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)造條件 。 正文 物料分揀采用可編程控制器PLC進(jìn)行控制，能連續(xù)大批量地分揀貨物，分揀誤差率低且勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料信息流的分配和管理。 隨著工業(yè)自動(dòng)化的普及和發(fā)展，可編程控制器的需求量逐年增大，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣。 一、研究的目的和意義 伴隨社會(huì)的不斷發(fā)展, 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈, 每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都急切地需要改善生產(chǎn)技 術(shù),提高生產(chǎn)效率, 特別在需要進(jìn)行材料分揀的企業(yè), 以往一直采用人工分揀的方法, 導(dǎo)致生產(chǎn)效率低, 生產(chǎn)成本高, 企業(yè)的競(jìng)

4、爭(zhēng)能力相當(dāng)差, 材料的自動(dòng)分揀已成為企業(yè)的唯一選 擇[1]。動(dòng)分揀系統(tǒng)一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口四個(gè)部分組成?？刂蒲b置的作用是識(shí)別、接收和處理分揀信號(hào)，依照分揀信號(hào)的要求指示分類裝置、輸送裝置來(lái)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的作業(yè)。分類裝置的用處是根據(jù)控制裝置發(fā)出的分揀指令，當(dāng)具有相同分揀信號(hào)的物品經(jīng)過(guò)該裝置時(shí)，該裝置發(fā)生動(dòng)作，使其更改輸送裝置上的運(yùn)行方向進(jìn)入其它輸送機(jī)或進(jìn)入分揀道口。輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機(jī)，它的主要用途是使待分揀物品通過(guò)控制裝置、分類裝置，并沿著固定線路來(lái)運(yùn)送物品。分揀道口是已分揀物品脫離主輸送機(jī) (或主傳送帶)進(jìn)入集貨區(qū)域的通道?？删幊绦蚩刂破魇乾F(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的

5、三大支柱之一，具有極為廣泛的應(yīng)用范圍。目前，市場(chǎng)上銷售的設(shè)備提供的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ο鄬?duì)較弱，同時(shí)還存在安全隱患，一方面危及人身安全， 另一方面還危及設(shè)備安全。因此，擬設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使其可以最大可能地提高設(shè)備利用率，改善實(shí)驗(yàn)效果，提高實(shí)驗(yàn)層次。用可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)材料分選裝置的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法，實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，可以有效地對(duì)金屬材料與非金屬以及其顏色的分選。分析了現(xiàn)代化工廠材料分選在控制與管理的現(xiàn)狀，結(jié)合工廠的實(shí)際狀況闡述了材料分選控制系統(tǒng)的工 作原理，給出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的工廠材料分揀裝置控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)方案。可編程序控制器在工業(yè)自動(dòng)化中的地位極為重要，廣泛的

6、應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。 二、分揀機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)自動(dòng)分揀機(jī)的應(yīng)用大約始于1980 年代,近期的市場(chǎng)興起和技術(shù)發(fā)展始于1997 年。自動(dòng)分揀的概念先在機(jī)場(chǎng)行李處理和郵政處理中心得到應(yīng)用,然后普及到其他行業(yè)。隨著業(yè)界對(duì)現(xiàn)代化物流的實(shí)際需求的增長(zhǎng),各行業(yè)對(duì)高速精確的分揀系統(tǒng)的要求正在不斷地提高。這一需求最明顯地表現(xiàn)在煙草、醫(yī)藥、圖書(shū)及超市配送領(lǐng)域，并有望在將來(lái)向化妝品及工業(yè)零配件等領(lǐng)域擴(kuò)展。這些領(lǐng)域的一個(gè)共同特點(diǎn)是產(chǎn)品的種類繁多、附加值高、配送門(mén)店數(shù)量多、準(zhǔn)確性要求高和人工處理效率低等特點(diǎn)。國(guó)外自動(dòng)分揀系統(tǒng)以美國(guó)、日本及歐洲為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家為例，在分揀系統(tǒng)的應(yīng)用上呈現(xiàn)出自動(dòng)化程度越來(lái)越高的特點(diǎn)。自

7、動(dòng)分揀系統(tǒng)已成為發(fā)達(dá)國(guó)家大中型物流中心、配送中心或流通中心不可缺少的一部分。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(guò)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(wú)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

8、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。 三、PLC 的國(guó)內(nèi)外狀況 1968 年，美國(guó)通用汽車公司為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷更新的工業(yè)需求，試圖招標(biāo)研 制一種能盡量減少因汽車型號(hào)變動(dòng)而重新設(shè)計(jì)汽車裝配線上各種繼電器控制線路的方法。 1969 年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制成功了世界上第一臺(tái)可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡(jiǎn)稱PLC。1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)P L C技術(shù)并加以消化，成功研制日本首臺(tái)PLC。 我國(guó)對(duì) PLC 的研制和應(yīng)用起步比較晚，但是發(fā)展速度很快。最早應(yīng)用大約始于 1980 年 代，近期市場(chǎng)興

9、起和技術(shù)發(fā)展始于 1997 年。我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn) 是伴隨著改革開(kāi)放開(kāi)始的。 最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。 接下來(lái)在各種企 業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了 PLC 的應(yīng)用。 目前， 我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的 CF 系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的 DKK 及 D 系列、大連 組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的 S 系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的 YZ 系列等多種產(chǎn)品已具備了一定 的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無(wú)錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也 是我國(guó)比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠家 。 目前，PLC 技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于石油、化工

10、冶金、輕工、機(jī)械、電力等各行業(yè)，以實(shí)現(xiàn) 邏輯、步進(jìn)、數(shù)字、機(jī)器人、模擬量等的自動(dòng)控制。繼美國(guó)以后，日本、德國(guó)、法國(guó)等工業(yè) 發(fā)達(dá)國(guó)家也相繼研制出自己的 PLC，并發(fā)展了各自的PLC技術(shù) 。目前，世界上眾多的 PLC 制造廠家中比較著名的大公司有美國(guó)的 AB 公司、哥德公司、德州儀器公司、通用電氣公司、 德國(guó)西門(mén)子公司、日本三菱、東芝、富士和立石公司等。另外，僅在美國(guó)登記的 PLC 公司就有 80 多家，產(chǎn)品達(dá) 300 多種。PLC 正以無(wú)比可擬強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)逐漸取代傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)成為工業(yè)控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備?？梢灶A(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC 在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地

11、。Plc 在材料分揀過(guò)程中有許多優(yōu)點(diǎn)比如自動(dòng)化程度高，可控性好，具有較強(qiáng)的抗干擾能力；其商業(yè)價(jià)值體現(xiàn)在 （1）提高了效益節(jié)省了人力和資金支出 （2）采用PLC控制技術(shù)，因此大幅度減少了因人工操作失誤而引起的錯(cuò)取等事故 （3）大幅度提高了工效 四、分揀系統(tǒng)的應(yīng)用前景 對(duì)于分揀系統(tǒng)的應(yīng)用前景，主要著眼于分揀系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)越性，應(yīng)用領(lǐng)域的適用性以及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益、成本等方面來(lái)考慮。1、分揀系統(tǒng)能靈活的與其他物流設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，如自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、各種存儲(chǔ)站、自動(dòng)集放鏈、各種運(yùn)載工具、機(jī)器人等。實(shí)現(xiàn)對(duì)物料實(shí)物流的分配、對(duì)物料信息流的分配和管理。2、采用分揀系統(tǒng)，人工分揀、堆置物料的勞動(dòng)強(qiáng)度

12、大大降低，操作人員無(wú)須為跟蹤物料而進(jìn)行大量的報(bào)表工作、登單工作，因而 顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。另外，非直接勞動(dòng)力如物料倉(cāng)庫(kù)人員、發(fā)料員 以及運(yùn)貨員工作量的減少甚至取消又進(jìn)一步直接降低了作業(yè)成本。3、由于分揀系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、安全性高，同時(shí)，人工揀取物料的作業(yè)量降低，對(duì)物品的損壞減少，為顧客假造了更多的價(jià)值，為公司贏得了更多的信譽(yù)和商機(jī)。4、由于分揀系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝，具有系統(tǒng)布局靈活，維護(hù)、檢修方便等特點(diǎn)使得它可以方便的放置使用場(chǎng)所，受場(chǎng)地 原因影響不大。 結(jié)論 21世紀(jì)PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容

13、量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)從產(chǎn)品規(guī)模上看會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展從產(chǎn)品的配套性上看產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。我國(guó)對(duì)PLC技術(shù)的研究和應(yīng)用與美、日、德、法等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距但潛在市場(chǎng)廣闊。 參考文獻(xiàn) [1] 王煜東，傳感器及應(yīng)用[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2008年 [2] 梁森，自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)[M] ，北京機(jī)械工業(yè)出版社，2011年 [3] 周美蘭,忘岳宇, PL

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