自動化分揀站論文

導語：當代，論文常用來指進行各個學術領域的研究和描述學術研究成果的文章，簡稱之為論文。下面由小編為大家整理的自動化分揀站論文，希望可以幫助到大家！

摘要：基於PLC技術的自動化生產線實訓考核系統， 可以培養和提高學生專業綜合能力，是一種重要的實訓設備。自動化生產線實訓系統整體包括自動供料、檢測傳輸、檢測加工、自動裝配、自動分揀等工序， 很好的將機械技術、微電子技術、電工電子技術、傳感測試技術、接口技術、信息變換技術、網絡通信技術等多種技術有機地結合。本文闡述了該系統中自動分揀站的設計過程， 包括系統硬件設計、PLC控制設計和程序設計方法。

關鍵詞：PLC，自動分揀，實訓

1、引言

現代化的自動生產設備的最大特點是它的綜合性和系統性，在這裏，機械技術、微電子技術、電工電子技術、傳感測試技術、接口技術、信息變換技術、網絡通信技術等多種技術有機地結合，並綜合應用到生產設備中；而系統性指的是，生產線的傳感檢測、傳輸與處理、控制、執行與驅動等機構在微處理單元的控制下協調有序地工作，有機地融合在一起。可編程序控制器（PLC）以其高抗干擾能力、高可靠性、高性能價格比且編程簡單而廣泛地應用在現代化的自動生產設備中，擔負着生產線的大腦——微處理單元的角色。因此，培養掌握機電一體化技術，掌握PLC技術及PLC網絡技術的技術人材是當務之急。

而一套基於PLC技術的'自動化生產線實訓考核設備可以模擬一個與實際生產情況十分接近的控制過程，使學習者得到一個非常接近於實際的教學設備環境，從而縮短了理論教學與實際應用之間的距離。自動分揀站需完成對上一單元送來的已加工、裝配的工件進行分揀。使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。當輸送站送來工件放到傳送帶上併為入料口光電傳感器檢測到時，即啟動變頻器，工件開始送入分揀區進行分揀。

2、系統的硬件設計

自動分揀站是自動化生產線的最末單元，主要結構組成為：傳送和分揀機構，傳動帶驅動機構，變頻器模塊，電磁閥組，接線端口，PLC模塊，按鈕/指示燈模塊及底板等。

2.1 傳送和分揀機構

傳送和分揀機構主要由傳送帶、出料滑槽、推料（分揀）氣缸、漫射式光電傳感器、光纖傳感器、磁感應接近式傳感器組成。傳送已經加工、裝配好的工件，在光纖傳感器檢測到並進行分揀。傳送帶是把機械手輸送過來加工好的工件進行傳輸，輸送至分揀區。導向器是用糾偏機械手輸送過來的工件。兩條物料槽分別用於存放加工好的黑色、白色工件或金屬工件。

傳送和分揀的工作原理：當輸送站送來工件放到傳送帶上併為入料口漫射式光電傳感器檢測到時，將信號傳輸給PLC，通過PLC的程序啟動變頻器，電機運轉驅動傳送帶工作，把工件帶進分揀區，如果進入分揀區工件為白色，則檢測白色物料的光纖傳感器動作，作為1號槽推料氣缸啟動信號，將白色料推到1號槽裏，如果進入分揀區工件為黑色，檢測黑色的光纖傳感器作為2號槽推料氣缸啟動信號，將黑色料推到2號槽裏。自動生產線的加工結束。

2.2 傳動帶驅動機構

傳動帶驅動機構採用的三相減速電機，用於拖動傳送帶從而輸送物料。它主要由電機支架、電動機、聯軸器等組成。三相電機是傳動機構的主要部分，電動機轉速的快慢由變頻器來控制，其作用是帶傳送帶從而輸送物料。電機支架用於固定電動機。聯軸器由於把電動機的軸和輸送帶主動輪的軸聯接起來，從而組成一個傳動機構。

2.3 電磁閥組和氣動控制迴路

分揀站的電磁閥組使用了三個由二位五通的帶手控開關的單電控電磁閥，它們安裝在匯流板上。這三個閥分別對金屬、白料和黑料推動氣缸的氣路進行控制，以改變各自的動作狀態。分揀一氣缸、分揀二氣缸和分揀三氣缸。分別在各分揀氣缸的前極限工作位置安裝磁感應接近開關。每個分揀氣缸的電磁閥都分別對應一個電磁控制端。

自動分揀站設備機械裝配和傳感器安裝效果圖，如圖1所示。

2.4 PLC控制

設備的工作目標是完成對白色芯金屬工件、白色芯塑料工件和黑色芯的金屬或塑料工件進行分揀。為了在分揀時準確推出工件，要求使用旋轉編碼器作定位檢測。並且工件材料和芯體顏色屬性應在推料氣缸前的適應位置被檢測出來。

圖1自動分揀站效果圖

設備上電和氣源接通後，若工作單元的三個氣缸均處於縮回位置，則 “正常工作”指示燈HL1常亮，表示設備準備好。否則，該指示燈以1Hz 頻率閃爍。

若設備準備好，按下啟動按鈕，系統啟動，“設備運行”指示燈HL2常亮。當傳送帶入料口人工放下已裝配的工件時，變頻器即啟動，驅動傳動電動機以頻率固定為30Hz 的速度，把工件帶往分揀區。

如果工件為白色芯金屬件，則該工件對到達1號滑槽中間，傳送帶停止，工件對被推到1號槽中；如果工件為白色芯塑料，則該工件對到達2號滑槽中間，傳送帶停止，工件對被推到2號槽中；如果工件為黑色芯，則該工件對到達3號滑槽中間，傳送帶停止，工件對被推到3號槽中。工件被推出滑槽後，該工作單元的一個工作週期結束。僅當工件被推出滑槽後，才能再次向傳送帶下料。

如果在運行期間按下停止按鈕，該工作單元在本工作週期結束後停止運行。

分揀站PLC選用S7-224 XP AC/DC/RLY主單元，共14點輸入和10點繼電器輸出。選用S7-224 XP主單元的原因是，當變頻器的頻率設定值由HMI指定時，該頻率設定值是一個隨機數，需要由PLC通過D/A變換方式向變頻器輸入模擬量的頻率指令，以實現電機速度連續調整。S7-224 XP主單元集成有2路模擬量輸入，1路模擬量輸出，有兩個RS-485通信口。可滿足D/A變換的編程要求。

3、系統的軟件設計

PLC 梯形圖程序的設計方法有經驗法和順序控制法兩種。順序控制設計法的基本思想是將系統的一個工作週期劃分為若干個順序相連的步， 用編程元件（ 例如存儲器位M） 來代表， 在任何一步內各輸出量的狀態不變。 使系統由當前步進入下一步的信號稱為轉換條件， 它可以是外部的輸入信號， 如按鈕、 限位開關的通斷等。也可以是 PLC 內部產生的信號， 如定時器和計數器的觸點信號。 使用順序控制設計方法時，首先根據系統的工藝流程， 畫出順序功能圖， 再根據順序功能圖畫出梯形圖來完成程序設計。

參考文獻

[1]田淑珍.可編程控制器原理及應用[M].北京：機械工業出版社.2005.

[2]李方圓.自動化綜合實踐[M].北京：中國電力出版社.2009.