全自動(dòng)生產(chǎn)線物料分檢系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　班級(jí) XXXXX 專業(yè) 機(jī)電一體化</p><p>　　題目 全自動(dòng)生產(chǎn)線 </p><p>　　物料分檢系統(tǒng) </p><p>　　學(xué)生姓名 XXXXXX </p><p>

2、;　　指導(dǎo)教師 XXXXXX </p><p>　　2012年 06 月 06 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程中物料分揀的效率問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。重復(fù)繁瑣的人工分揀物料過(guò)程已不能滿足企業(yè)追求的生產(chǎn)效益和如今社會(huì)的需求。人、機(jī)器與物料三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成

3、為我們需要解決的重要問(wèn)題之一。理所當(dāng)然，用盡可能少的人力控制機(jī)器分揀物料來(lái)完成如期的生產(chǎn)任務(wù)是最佳的選擇模式——即采用自動(dòng)化技術(shù)代替人工分揀物料的過(guò)程。</p><p>　　本文在對(duì)熟悉了自動(dòng)及分揀系統(tǒng)的原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的分揀要求,對(duì)物料分揀進(jìn)行了以三菱PLC為控制核心，MCGS組態(tài)軟件為監(jiān)控軟件，設(shè)計(jì)出物料分揀控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。該物料分揀系統(tǒng)以PLC為主控制器,結(jié)合氣動(dòng)裝置、傳感器技術(shù)、組態(tài)監(jiān)

4、控等技術(shù),可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制物料的自動(dòng)分揀、無(wú)人監(jiān)控。系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、分揀精度高、易控制等特點(diǎn),對(duì)不同的分揀對(duì)象,只要稍加修改本系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：物料分揀；控制系統(tǒng)；組態(tài)監(jiān)控 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the continuous devel

5、opment of modern industry, the production process of material sorting efficiency problems caused by more and more people's attention. Repeat the cumbersome manual sorting material process can not meet the enterprise

6、pursues the production benefit and society demand. Man, machine and material coordination between the three, has become one of the important problems we need to solve.</p><p>　　Behoove, with as little as pos

7、sible human control machine sorting material to complete on time production task is best choice mode -- namely the use of automation technology to replace manual sorting material process.</p><p>　　Based on t

8、he knowledge automatically and sorting system based on the principles, according to certain requirements for material sorting, sorting to Mitsubishi PLC as the control core, MCGS configuration software for monitoring sof

9、tware, designs the control system of material sorting control system and monitoring system. The sorting system taking PLC as main controller, combines with the aerodynamic device, sensor technology, control technology, c

10、an conduct on-site control automatic sorting, unma</p><p>　　Key words: Material sorting; Control system; Configuration monitoring</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>

11、　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　導(dǎo) 言1</b></p><p>　　1 分檢系統(tǒng)介紹2</p><p>　　1.1 YL-235系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析2</p><p>　　1.1.1 驅(qū)動(dòng)部分2</p&

12、gt;<p>　　1.1.2 執(zhí)行部分2</p><p>　　1.1.3 控制部分4</p><p>　　1.2 系統(tǒng)工作原理及流程分析5</p><p>　　1.2.1 系統(tǒng)工作原理及其實(shí)際模型5</p><p>　　1.2.2 系統(tǒng)工作流程6</p><p>　　1.3 硬件線路及PLC接線

13、分析6</p><p>　　2自動(dòng)分揀系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.1 分揀系統(tǒng)的控制要求9</p><p>　　2.2 軟件設(shè)計(jì)及編程10</p><p>　　2.3物料分揀系統(tǒng)的調(diào)試16</p><p>　　3 組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.1 MCGS

14、概述16</p><p>　　3.2 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.3 動(dòng)畫連接18</p><p>　　3.4 PLC與組態(tài)軟件之間通信21</p><p>　　3.5 下載及調(diào)試23</p><p><b>　　結(jié) 論24</b></p><p

15、><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　導(dǎo) 言</b></p><p>　　隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，因此各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都迫切地需要改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，尤其在需要進(jìn)行物料分揀的企業(yè)。以往一直采用重復(fù)繁瑣的人工分揀的方法，致使生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力差，所以物料的自動(dòng)分揀已成為

16、企業(yè)的唯一選擇。</p><p>　　針對(duì)上述問(wèn)題，利用 PLC 技術(shù)為控制核心，MCGS組態(tài)軟件為監(jiān)控軟件可以設(shè)計(jì)一種成本低，效率高且簡(jiǎn)單可靠的物料自動(dòng)分揀系統(tǒng)，并在物料分揀過(guò)程中可取得較好的控制效果。</p><p>　　物料分揀系統(tǒng)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。而且，分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無(wú)縫連

17、接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料實(shí)物流、物料信息流的分配和管理。 其設(shè)計(jì)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)，受場(chǎng)地原因影響不大。同時(shí)，只要根據(jù)不同的分揀對(duì)象，對(duì)本系統(tǒng)稍加修改即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的自動(dòng)分檢系統(tǒng)要求。</p><p>　　該系統(tǒng)的靈活性較強(qiáng)，程序開(kāi)發(fā)較簡(jiǎn)單，可適應(yīng)進(jìn)行物料分揀的彈性生產(chǎn)線的需求。對(duì)本系統(tǒng)的研究，同時(shí)也是對(duì)以往學(xué)習(xí)的一個(gè)檢驗(yàn)、總結(jié)和拓展。理論結(jié)合實(shí)際，才能更好的掌握好知識(shí)本領(lǐng)。&l

18、t;/p><p>　　本文主要介紹了以三菱PLC為控制器、MCGS軟件為監(jiān)控器以及采用電感、電容等傳感器組成的生產(chǎn)線全自動(dòng)物料分揀系統(tǒng)，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(guò)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。</p><p>　　在實(shí)際工作過(guò)程中，需要對(duì)整個(gè)控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，運(yùn)用組態(tài)軟

19、件(MCGS)建立其實(shí)際的模型，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)畫面的設(shè)定與數(shù)據(jù)報(bào)表的輸出，完成一個(gè)較完整的監(jiān)控界面。</p><p><b>　　1 分檢系統(tǒng)介紹</b></p><p>　　YL－235型光機(jī)電一體化裝置，由鋁合金導(dǎo)軌式工作臺(tái)、上料機(jī)構(gòu)、上料檢測(cè)機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、物料傳送和分揀機(jī)構(gòu)等組成?？刂葡到y(tǒng)采用模塊組合式，由PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、接線端子排和各

20、種傳感器等組成。</p><p>　　該系統(tǒng)包含了電機(jī)驅(qū)動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)、氣動(dòng)、可編程控制器、傳感器，變頻調(diào)速等多項(xiàng)技術(shù)的綜合運(yùn)用。</p><p>　　1.1 YL-235系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　1.1.1 驅(qū)動(dòng)部分</p><p>　　系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)力源的不同，分為液壓、氣壓、電氣、機(jī)械

21、、氣液聯(lián)合和電液聯(lián)合等多種方式。</p><p>　　本系統(tǒng)采用的驅(qū)動(dòng)方式是氣壓驅(qū)動(dòng)。氣壓驅(qū)動(dòng)具有價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率體積比高、無(wú)污染及抗干擾性強(qiáng)、在工業(yè)機(jī)械手中應(yīng)用較多。另一方面，氣動(dòng)技術(shù)作為“廉價(jià)的自動(dòng)化技術(shù)”，由于其元器件性能的不斷提高，生產(chǎn)成本的不斷降低，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在現(xiàn)代化的成套設(shè)備與自動(dòng)化生產(chǎn)線上，幾乎都配有氣動(dòng)系統(tǒng)。氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)已經(jīng)成為能夠滿足許多行業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐要求的一種重要

22、使用工具。</p><p>　　1.1.2 執(zhí)行部分</p><p><b>　　1、氣缸</b></p><p>　　氣動(dòng)執(zhí)行元件部分有單出桿氣缸、單出雙桿氣缸和旋轉(zhuǎn)氣缸。目前最常選用的是標(biāo)準(zhǔn)氣缸，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)都已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。水平伸縮氣缸選用單活塞桿雙作用氣缸。其工作原理：對(duì)于前伸/回縮氣缸，當(dāng)左側(cè)無(wú)桿腔進(jìn)氣，右側(cè)有桿腔排氣時(shí)活塞

23、桿前伸，反之，活塞桿回縮；對(duì)于上升/下降氣缸，當(dāng)上側(cè)無(wú)桿腔進(jìn)氣，下側(cè)有桿腔排氣時(shí)，活塞桿下降，反之活塞桿上升。當(dāng)氣缸動(dòng)作時(shí)動(dòng)作限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，氣缸快速?gòu)棾?，此時(shí)先導(dǎo)式電磁閥復(fù)位，當(dāng)氣壓太大時(shí)而氣缸沒(méi)有復(fù)位時(shí)氣缸復(fù)位限位開(kāi)關(guān)感應(yīng)動(dòng)作從而關(guān)閉先導(dǎo)式電磁閥從而起到保護(hù)氣缸的作用。</p><p>　　氣缸式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作比較穩(wěn)定，易于維修，控制過(guò)程簡(jiǎn)單，所以該物料分揀系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇氣缸推動(dòng)式。</p>&

24、lt;p><b>　　2、機(jī)械手爪</b></p><p>　　在上料部分，系統(tǒng)采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)械手夾持式。夾持式手部的結(jié)構(gòu)與人手類似，是工業(yè)機(jī)械廣泛應(yīng)用的一種手部形式。它主要由手指、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。其又可分為內(nèi)撐式、外夾式和內(nèi)外夾持式，區(qū)別在于夾持工件的部位不同，手爪動(dòng)作方向相反，機(jī)械手夾持式能滿足在在本系統(tǒng)的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中分揀物料的需要。</p><p

25、>　　在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，組成氣動(dòng)回路是為了驅(qū)動(dòng)用于各種不同目的機(jī)械裝置，其最重要的三個(gè)控制內(nèi)容是：力的大小、運(yùn)動(dòng)的方向和運(yùn)動(dòng)的速度。與生產(chǎn)裝置相連接的各種類型的氣缸，靠壓力控制閥、方向控制閥和流量控制閥分別實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè)內(nèi)容的控制，正是利用它們組成了各種氣動(dòng)控制回路。</p><p><b>　　3、變頻器</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用三菱變頻器，該變頻器

26、具有節(jié)能、無(wú)極調(diào)速、啟動(dòng)平穩(wěn)、多種信號(hào)輸入輸出端口、接收和輸出模擬信號(hào)、電流電壓信號(hào)和成本低等特點(diǎn)。 </p><p>　　除一部分參數(shù)之外，參數(shù)的設(shè)定僅在用Pr.79選擇PU操作模式時(shí)可以實(shí)施。一個(gè)參數(shù)的設(shè)定既可以用數(shù)字鍵設(shè)定也可以用 鍵增減。當(dāng)按下鍵1.5s后寫入設(shè)定值并更新。</p><p>　　本項(xiàng)目中變頻器參數(shù)設(shè)置參考，如下表1-1：</p><p>

27、　　表1-1 變頻器的參數(shù)設(shè)置</p><p>　　1.1.3 控制部分</p><p><b>　　1、PLC系統(tǒng)</b></p><p>　　本系統(tǒng)的控制器是采用三菱FX2N--48MR型PLC。它接受料槽光電傳感器、各物料傳感器、先導(dǎo)式電磁換向閥、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、氣缸位置傳感器的信號(hào)，根據(jù)要求分別控制輸送帶電機(jī)和各電磁閥動(dòng)作。</p&g

28、t;<p>　　FX2N系列是FX系列PLC家族中較先進(jìn)的系列，適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動(dòng)化控制應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。該系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。</p><p>　　該型號(hào)PLC有2

29、4個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)和24個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，能夠滿足系統(tǒng)要求并留有一定的余量。</p><p><b>　　2、傳感器</b></p><p>　　傳感器是將被檢測(cè)對(duì)象的各種物理變化量變?yōu)殡娦盘?hào)的一種變換器。它主要被用于檢測(cè)系統(tǒng)本身與作業(yè)對(duì)象、作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，為有效地控制系統(tǒng)的動(dòng)作提供信息。</p><p><b>　　1）電感傳感器</b&

30、gt;</p><p>　　電感式接近開(kāi)關(guān)屬于有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，用來(lái)檢測(cè)金屬物體。它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)頭時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。渦流反作用于接近開(kāi)關(guān)，使接近開(kāi)關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化。由此，可識(shí)別出有無(wú)金屬物體接近，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。本系統(tǒng)用該器件來(lái)檢測(cè)鐵質(zhì)物料。</p><p><b>　　2）

31、光電傳感器</b></p><p>　　電容傳感器也屬于具有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，是一種接近式開(kāi)關(guān)。它的測(cè)量頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板,而另一個(gè)極板是待測(cè)物體的本身。當(dāng)物體移向接近開(kāi)關(guān)時(shí)，物體和接近開(kāi)關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。由此，便可控制開(kāi)關(guān)的接通和關(guān)斷。本裝置中電容傳感器是用于檢測(cè)塑質(zhì)物料 。</p><p><b>　　

32、3）光電傳感器</b></p><p>　　光電傳感器是通過(guò)把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成它們分別為：發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來(lái)源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光

33、圈等。在其后面是檢測(cè)電路，它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)工作原理及流程分析</p><p>　　1.2.1 系統(tǒng)工作原理及其實(shí)際模型</p><p>　　物料分揀系統(tǒng)的PLC控制用于對(duì)相關(guān)物料的自動(dòng)化分揀，其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖</p>

34、<p>　　根據(jù)物料分揀系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖，可得出其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖1-2所示。PLC運(yùn)行時(shí)，物料驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)上料傳感器有料時(shí)綠燈亮，否則4S后紅燈亮并蜂鳴器響，此時(shí)按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)械手從原位動(dòng)作，夾取物料送至指定位置。當(dāng)指定位置的光電傳感器1檢測(cè)到物料時(shí)，變頻器控制的電機(jī)以中速驅(qū)動(dòng)傳送帶正轉(zhuǎn)運(yùn)輸物料。物料經(jīng)傳感器對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，檢測(cè)其分別為鐵質(zhì)、塑質(zhì)、紅色，其相對(duì)應(yīng)的氣缸進(jìn)行動(dòng)作，將物料推入滑槽內(nèi)，若不是上述的幾種材質(zhì)

35、的物料，則當(dāng)光電傳感器2檢測(cè)物料時(shí)，最后剩余的氣缸動(dòng)作，將其推入滑槽內(nèi)，以完成對(duì)其的分揀。</p><p>　　圖1-2 物料分揀系統(tǒng)的示意圖</p><p>　　1.2.2 系統(tǒng)工作流程</p><p>　　首先，電機(jī)驅(qū)動(dòng)料盤轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)行送料。檢測(cè)到料臺(tái)無(wú)物料后，4S蜂鳴器拉響警報(bào)；檢測(cè)到料臺(tái)有料后，驅(qū)動(dòng)機(jī)械手爪過(guò)來(lái)抓取工件；接著機(jī)械手臂旋轉(zhuǎn)，把物料送到傳送帶處放

36、下物料，放下物料后，機(jī)械手返回原點(diǎn)，等待下一次抓取工件。當(dāng)傳送帶檢測(cè)到有物料后，電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶走動(dòng)，由傳感器來(lái)對(duì)不同物料進(jìn)行分揀，分揀完成后，傳送帶停止，等待下一個(gè)物料到來(lái)后再次啟動(dòng)，系統(tǒng)依此循環(huán)。</p><p>　　圖1-3 系統(tǒng)工作流程圖</p><p>　　1.3 硬件線路及PLC接線分析</p><p>　　根據(jù)物料分揀系統(tǒng)的工作過(guò)程可知，系統(tǒng)的控制有輸

37、入信號(hào)19個(gè)，均為開(kāi)關(guān)量。輸出信號(hào)有17個(gè)，其中一個(gè)控制電動(dòng)機(jī)，一個(gè)兩報(bào)警，一個(gè)控制指示燈，剩下的控制氣閥，也都是開(kāi)關(guān)量。根據(jù)分揀系統(tǒng)的需要配置出I/O對(duì)應(yīng)功能，列表如表1-2所示：</p><p>　　表1-2 分揀系統(tǒng)I/O口配置</p><p>　　根據(jù)控制要求可得PLC系統(tǒng)的接線圖和變頻器的外部接線圖，如圖1-4和1-5所示。</p><p>　　圖1-4

38、 PLC系統(tǒng)外部接線圖</p><p>　　圖1-5 變頻器外部接線圖</p><p>　　2自動(dòng)分揀系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 分揀系統(tǒng)的控制要求</p><p>　　本課題是基于區(qū)分物料材質(zhì)的不同而設(shè)計(jì)的物料分揀系統(tǒng)，主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵質(zhì)、塑質(zhì)物料的自動(dòng)分揀，具體控制過(guò)程如下：</p><p>　　1

39、、PLC運(yùn)行時(shí)，物料驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　2、當(dāng)物料提升臺(tái)上有（物料檢測(cè)傳感器X13檢測(cè)到）物體時(shí)，打開(kāi)啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手在左旋限位懸臂伸出，手爪下降；手爪夾緊物料后，手爪上升，機(jī)械手懸臂縮回；隨后機(jī)械手手臂右旋，到達(dá)右旋限位后，機(jī)械手懸臂伸出，手爪下降并松開(kāi)物料；當(dāng)工作臺(tái)上的光電傳感器檢測(cè)到物料時(shí)，機(jī)械手回到左旋限位，當(dāng)物料臺(tái)的漫反射式光電傳感器再次檢測(cè)到有物料時(shí)機(jī)械手循環(huán)以上動(dòng)作。</p&g

40、t;<p>　　3、提升臺(tái)有料時(shí)綠燈亮，否則4s后亮紅燈并且蜂鳴器響。</p><p>　　4、當(dāng)物料被放下后，變頻器控制的電機(jī)以中速驅(qū)動(dòng)傳送帶正轉(zhuǎn)運(yùn)輸工件。當(dāng)電感傳感器檢測(cè)到工件時(shí)，傳送帶停止，同時(shí)推料缸1把工件推進(jìn)下料槽；當(dāng)電容傳感器檢測(cè)到工件時(shí)，輸送帶停止，同時(shí)推料缸2把工件推進(jìn)下料槽；當(dāng)傳送帶上沒(méi)有工件時(shí)，輸送帶停止不轉(zhuǎn)。</p><p>　　5、按下停止按鈕后，本次

41、動(dòng)作結(jié)束后就不再進(jìn)行工作循環(huán)。</p><p>　　6、手爪抓第一個(gè)工件時(shí)需要人工啟動(dòng)，之后的工件為自動(dòng)檢測(cè)自動(dòng)抓取，不需手動(dòng)。</p><p>　　7、系統(tǒng)可防抖動(dòng)，如不是機(jī)械手夾過(guò)來(lái)放下的物體電機(jī)也不轉(zhuǎn)動(dòng)；不是傳送帶運(yùn)輸?shù)诫姼谢螂娙輦鞲衅飨碌奈矬w，運(yùn)輸帶不會(huì)停轉(zhuǎn)、氣缸也不會(huì)動(dòng)作等。</p><p>　　2.2 軟件設(shè)計(jì)及編程</p><p&g

42、t;<b>　　1、軟件介紹</b></p><p>　　三菱電機(jī)公司提供專用的編程軟件。早期是MEDOC，目前是GPPW編程軟件和SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件包。GX編程軟件（GX開(kāi)發(fā)器）可以用于生成涵蓋所有三菱電機(jī)公司PLC設(shè)備的軟件包，使用該軟件可以為FX/A/QnA/Q系列PLC生成程序。GX使用Windows操作平臺(tái)，用梯形圖、指令表或者SFC進(jìn)行編程，程序可以與原先包

43、括基于DOS操作系統(tǒng)的程序在內(nèi)的編程軟件相兼容。</p><p>　　三菱SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件如圖2-2是應(yīng)用于FX系列PLC的中文編程軟件，可在Windows 9x或Windows 3.1及以上操作系統(tǒng)運(yùn)行。物料分揀系統(tǒng)采用該軟件作為編程軟件。</p><p>　　圖2-1 SWOPC-FXGP/WIN-C 窗口</p><p>　　2、軟件設(shè)

44、計(jì)思路（SFC圖）</p><p>　　圖2-2 軟件設(shè)計(jì)思路（SFC圖）</p><p>　　3、根據(jù)系統(tǒng)要求，設(shè)計(jì)出分揀系統(tǒng)的梯形圖程序</p><p>　　圖2-3 分揀系統(tǒng)的梯形圖的程序</p><p>　　2.4物料分揀系統(tǒng)的調(diào)試</p><p>　?。?）在軟件與硬件都已經(jīng)準(zhǔn)備好之后，開(kāi)始對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。這

45、個(gè)過(guò)程便于我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與不足。通上電源，PLC運(yùn)行，物料驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)物料提升臺(tái)上有（物料檢測(cè)傳感器X13檢測(cè)到）物體時(shí)，打開(kāi)啟動(dòng)按鈕，觀察運(yùn)行情況。</p><p>　　(2)通過(guò)運(yùn)行，物料隨傳輸帶傳送到傳感器下停止時(shí)，物料不能準(zhǔn)確停止在正對(duì)氣缸的位置，導(dǎo)致氣缸并不能穩(wěn)妥地把物料推進(jìn)滑槽，說(shuō)明電機(jī)不能立即停止，通過(guò)多次調(diào)試找到了變頻器適合加、減速時(shí)間參數(shù)，解決了上述問(wèn)題。</p><p&g

46、t;　　（3）在物料被推料氣缸推向滑槽時(shí)發(fā)現(xiàn)物料容易被氣缸打飛。要解決這個(gè)問(wèn)題首先調(diào)低氣缸的氣壓，但氣壓波動(dòng)較大，仍然無(wú)法解決問(wèn)題；再調(diào)節(jié)氣動(dòng)閥氣源管上的螺栓即可調(diào)節(jié)氣動(dòng)閥的動(dòng)作力度，直至氣動(dòng)閥的動(dòng)作力度合適為止。</p><p>　　(4)當(dāng)有另外物料（即不是機(jī)械手夾送過(guò)來(lái)的物料）在電感或電容傳感器下時(shí)，氣缸也照樣動(dòng)作，說(shuō)明程序不能抗干擾，具有安全隱患，通過(guò)修改程序并進(jìn)行調(diào)試，解決外部干擾問(wèn)題。</p&g

47、t;<p>　?。?）在編程技巧上，當(dāng)有幾個(gè)串聯(lián)回路并聯(lián)時(shí),應(yīng)將觸點(diǎn)最多的那個(gè)串聯(lián)電路盡量放在梯形圖的最上面； 在有幾個(gè)并聯(lián)回路相串聯(lián)時(shí),應(yīng)將觸點(diǎn)最多的那個(gè)并聯(lián)回路放在梯形圖的左前面。適當(dāng)安排編程順序,以減少程序步數(shù),使程序簡(jiǎn)潔明了，保證具有盡可能高的編程質(zhì)量。</p><p>　　（6）將硬件各部分的動(dòng)作幅度進(jìn)行調(diào)試之后，運(yùn)行PLC程序，進(jìn)行軟硬件的結(jié)合，觀察物料分揀系統(tǒng)中上料、傳送與分揀的過(guò)程，

48、完成系統(tǒng)的調(diào)試。</p><p><b>　　3 組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 MCGS概述</p><p>　　工控組態(tài)軟件能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問(wèn)題，使用戶能根據(jù)自己的控制對(duì)象和控制目的任意組態(tài)，完成最終的自動(dòng)化控制工程。 </p><p>　　本系統(tǒng)采用MCGS 6.5嵌入版

49、作為上位機(jī)的監(jiān)控軟件。物料分揀MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)是對(duì)分揀系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)操作者可以遠(yuǎn)離操作現(xiàn)場(chǎng)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的控制。</p><p>　　MCGS組態(tài)軟件是由北京昆侖自動(dòng)化有限公司研制開(kāi)發(fā)的，其英文全稱為Monitor and Control Generated System，即“監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)”。MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩部分。</p><p>　　用戶的所有組

50、態(tài)配置過(guò)程都在組態(tài)環(huán)境中運(yùn)行，組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)。</p><p>　　運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中用戶指定的方式進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。運(yùn)行環(huán)境本身沒(méi)有任何意義，必須與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)一起作為一個(gè)整體，才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。一旦組態(tài)工作完成，運(yùn)行環(huán)境和組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)就

51、可以離開(kāi)組態(tài)環(huán)境而獨(dú)立運(yùn)行在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上。</p><p>　　組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)完成了MCGS系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運(yùn)行環(huán)境的過(guò)渡，它們之間的關(guān)系如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 組態(tài)環(huán)境向運(yùn)行環(huán)境的過(guò)渡</p><p>　　由MCGS生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分組成，如圖3-2所示。其中，運(yùn)行時(shí)只有

52、用戶窗口是可見(jiàn)的，常被稱為“前臺(tái)”，其余部分被稱為“后臺(tái)”。</p><p>　　圖3-2 MCGS組態(tài)環(huán)境的結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.2 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)</p><p>　　打開(kāi)MCGS組態(tài)環(huán)境這個(gè)軟件，進(jìn)入它的主界面。設(shè)計(jì)出監(jiān)控的畫面如下：</p><p>　　圖3-3 監(jiān)控的主控畫面</p><p><

53、;b>　　3.3 動(dòng)畫連接</b></p><p>　　所謂動(dòng)畫連接，實(shí)際上是將用戶窗口內(nèi)創(chuàng)建的圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的數(shù)據(jù)對(duì)象，建立起對(duì)應(yīng)的關(guān)系，在不同的數(shù)值區(qū)間內(nèi)設(shè)置不同的圖形狀態(tài)屬性（如顏色、大小、位置移動(dòng)、可見(jiàn)度、閃爍效果等），將物理對(duì)象的特征參數(shù)以動(dòng)畫圖形方式來(lái)進(jìn)行描述。</p><p>　　動(dòng)畫組態(tài)的設(shè)置主要有顏色動(dòng)畫連接、位置動(dòng)畫連接、輸入輸出連接和特殊

54、動(dòng)畫連接。物料分揀組態(tài)設(shè)計(jì)中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)也是在這四種連接方式的基礎(chǔ)上設(shè)置的。</p><p><b>　　1、顏色動(dòng)畫連接</b></p><p>　　所謂顏色動(dòng)畫連接就是指將圖形對(duì)象的顏色屬性與數(shù)據(jù)對(duì)象值之間建立相關(guān)性關(guān)系，使圖元、圖符對(duì)象的顏色屬性隨著數(shù)據(jù)對(duì)象值的變化而變化，用這種方式實(shí)現(xiàn)顏色不斷變化的動(dòng)畫效果。如在監(jiān)控圖中，當(dāng)鐵質(zhì)的物料傳送至對(duì)應(yīng)位置時(shí)，對(duì)應(yīng)傳感器

55、上方的指示燈由紅色變?yōu)榫G色，其設(shè)置如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 顏色動(dòng)畫的連接</p><p><b>　　2、位置動(dòng)畫連接</b></p><p>　　位置動(dòng)畫連接包括圖形對(duì)象的水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)和大小變化三種屬性，使圖形對(duì)象的位置和大小隨著數(shù)據(jù)對(duì)象值的變化而變化。用戶只要控制數(shù)據(jù)對(duì)象值的大小和值的變化速度，就能精確地控制

56、所對(duì)應(yīng)圖形對(duì)象的大小、位置及其變化速度。用戶可以定義一種或多種動(dòng)畫連接，圖形對(duì)象的最終動(dòng)畫效果是多種動(dòng)畫屬性的合成效果。</p><p>　　平行移動(dòng)的方向包含水平和垂直兩個(gè)方向，其動(dòng)畫連接的方法相同。首先要確定對(duì)應(yīng)連接對(duì)象的表達(dá)式，然后再定義表達(dá)式的值所對(duì)應(yīng)的位置偏移量。物料分揀系統(tǒng)中物料的移動(dòng)就是按位置動(dòng)畫連接的方法設(shè)定的。其水平移動(dòng)的設(shè)置如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5

57、 水平移動(dòng)動(dòng)畫連接</p><p><b>　　3、輸入輸出連接</b></p><p>　　輸入輸出連接包括顯示輸出、按鍵輸入、按鈕動(dòng)作三種方式。在物料分揀系統(tǒng)中物料的計(jì)數(shù)用到顯示輸出連接，輸出值選擇數(shù)值量輸出，把物料的總數(shù)num的數(shù)值以數(shù)值量表示出來(lái)，如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 數(shù)值量輸出連接</p>

58、<p>　　系統(tǒng)的開(kāi)始與運(yùn)行、是否停止、出錯(cuò)時(shí)需要重新運(yùn)行并重新計(jì)數(shù)等都需要在控制面板里能夠進(jìn)行人工的操作。控制的面板設(shè)為三個(gè)按鈕，分別為開(kāi)始、退出和復(fù)位。對(duì)于按鈕的輸入設(shè)置可以在動(dòng)畫組態(tài)窗口屬性設(shè)置里面選擇按鈕動(dòng)作或者直接在工具箱內(nèi)選擇標(biāo)準(zhǔn)按鈕進(jìn)行設(shè)置。</p><p><b>　　4、特殊動(dòng)畫連接</b></p><p>　　在MCGS中，特殊動(dòng)畫連接包

59、括可見(jiàn)度和閃爍效果兩種方式，用于實(shí)現(xiàn)圖元、圖符對(duì)象的可見(jiàn)與不可見(jiàn)交替變換和圖形閃爍效果，圖形的可見(jiàn)度變換也是閃爍動(dòng)畫的一種。MCGS中每一個(gè)圖元、圖符對(duì)象都可以定義特殊動(dòng)畫連接的方式 。</p><p>　　在物料分揀系統(tǒng)中料槽無(wú)料提醒中的制作用到了閃爍效果。在“料槽無(wú)料”的指示燈雙擊進(jìn)入屬性設(shè)置，選中閃爍效果。當(dāng)表達(dá)式num=10成立時(shí)，所設(shè)置的“料槽無(wú)料”指示燈就會(huì)成閃爍效果。當(dāng)表達(dá)式不成立時(shí)就會(huì)呈現(xiàn)為初始狀

60、態(tài)。num的定義是總物料的數(shù)目計(jì)數(shù)器，設(shè)計(jì)中模擬分揀系統(tǒng)設(shè)定了12個(gè)物料，所以當(dāng)num的值為12時(shí)料槽中沒(méi)有物料，通過(guò)閃爍進(jìn)行提示，如圖3-7所示。</p><p>　　圖3-7 圖形閃爍效果顯示</p><p>　　3.4 PLC與組態(tài)軟件之間通信</p><p>　　對(duì)組態(tài)的通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，打開(kāi)設(shè)備窗口分別添加如下兩個(gè)設(shè)備：通用串口父設(shè)備和FX系列編程口。在

61、MCGS工作臺(tái)上，單擊[設(shè)備窗口]，再單擊[設(shè)備組態(tài)]按鈕進(jìn)入[設(shè)備組態(tài)：設(shè)備窗口]。單擊[工具箱]，打開(kāi)[設(shè)備工具箱]窗口，再單擊[設(shè)備管理]按鈕，打開(kāi)[設(shè)備管理]窗口，如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 添加設(shè)備</p><p>　　圖3-9 設(shè)備的添加</p><p>　　再對(duì)FX系列編程口進(jìn)行設(shè)置，雙擊“三菱FX系列編程口”，彈出設(shè)備屬性編輯

62、對(duì)話框，對(duì)它的參數(shù)作如表3-1和圖3-10設(shè)置，當(dāng)設(shè)置好參數(shù)后點(diǎn)擊檢查，無(wú)誤后點(diǎn)確認(rèn)。</p><p>　　表3-1 通道連接的設(shè)置</p><p>　　圖3-10 通道設(shè)置</p><p><b>　　3.5 下載及調(diào)試</b></p><p>　　圖3-11 監(jiān)控界面運(yùn)行圖</p><p&g

63、t;　　經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，組態(tài)監(jiān)控畫面運(yùn)行良好，能夠完成該分揀系統(tǒng)的監(jiān)控要求。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　綜全文所述，本文對(duì)PLC及組態(tài)技術(shù)的工作原理、適用領(lǐng)域做出了較詳細(xì)的介紹，根據(jù)物料分揀的實(shí)際需求采用PLC設(shè)計(jì)出了物料分揀系統(tǒng)，并使用組態(tài)作為監(jiān)控軟件具有很高的實(shí)用價(jià)值。</p><p>　　設(shè)計(jì)物料

64、分揀系統(tǒng)之前，閱讀了大量的資料和文獻(xiàn)，不但了解了自動(dòng)分揀系統(tǒng)發(fā)展的歷史，發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用背景。還學(xué)習(xí)了氣動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)、及用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控的基本知識(shí)。</p><p>　　用組態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)分揀系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化監(jiān)控。 完成了物料分揀系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)工作。并且基于該平臺(tái)完成了控制系統(tǒng)的軟件。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了物料分揀系統(tǒng)硬件和軟件。</p><p>　　實(shí)際的

65、設(shè)計(jì)工作中，出現(xiàn)了不少難題：氣源與氣閥的氣壓不能實(shí)現(xiàn)精確調(diào)制，傳感器的容易受到外界因素的干擾，上位機(jī)與下位機(jī)通信不穩(wěn)定等問(wèn)題。通過(guò)多次試驗(yàn)與實(shí)踐以上問(wèn)題基本上得到了解決，如何進(jìn)一步提高控制性能，可對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行一些改進(jìn)。</p><p>　　本文的設(shè)計(jì)是對(duì)物料的材質(zhì)進(jìn)行的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，只要結(jié)合不同的傳感器，比如根據(jù)材料的屬性、尺寸的大小、物體的顏色等選擇相應(yīng)的傳感器，就可以在其基礎(chǔ)上對(duì)分揀物品的種類與分揀的性能進(jìn)行拓展

66、及完善，可使其適用于實(shí)際生活中的各行各業(yè)，是分揀線實(shí)現(xiàn)無(wú)人化作業(yè)，大大提高該環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率。</p><p>　　本論文是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，論文從選題到寫作及最后的成稿，老師都給予了精心的指導(dǎo)和極大的幫助。在此謹(jǐn)向尊敬的指導(dǎo)老師致以由衷的感謝和崇高的敬意！并致以最誠(chéng)摯的謝意和最美好的祝福！</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p>

67、<p>　　[1] 李建興.可編程序控制其應(yīng)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005.</p><p>　　[2] 紅艷，余成波.傳感器與現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，2009.</p><p>　　[3] 王兆義，楊新志.小型可編程控制器實(shí)用技術(shù)（第2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[4] 顧戰(zhàn)松，陳鐵年.可編程控制器