2023年整理毕业论文之材料分拣控制系统的设计.docx

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1、族南理工学浣毕业论文标题：材料分拣控制相关系统的设计系别：电气工程系专业：自动化学号：0717014017姓名：郭阳指导教师：曹立学2011年5月12日摘要自动分拣控制相关系统广泛应用于社会各行各业，如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库该控制相关系统的应用可以大大提高企事业单位该环节的生产效果。本文作者通过查阅大量资料，对自动分拣相关系统及其相关的相关技术发展、现状和趋势作了一个比较全面的总结。在熟悉了自动分拣相关系统的原理的基础上，根据一定的分拣要求以三菱P1C为控制核心，Mcgs组态软件为监控软件，设计出材料分拣控制相关系统。该材料分拣相关系统以P1C为主控制器,结合气动装置、传

2、感器相关技术、组态监控等相关技术,现场控制产品的自动分拣。相关系统具有自动化程度高、运行稳定、分拣精度高、易控制的特点,对不同的分拣对象,稍加修改本相关系统即可实现要求。关键词：材料分拣三菱P1CMCgS组态软件目录摘要2目录3引言41概述1IP1C的发展历史51.2 P1C的定义和特点61.3 P1C基本结构和工作原理82组态控制相关技术112.1 组态相关技术概述122.2 组态控制相关技术相对于传统计算机控制相关技术的优点132.3 常用于组态控制相关技术的计算机相关系统和组态软件133设备选型及硬件电路的设计143.1 材料分拣相关系统的硬件结构及功能143.2 材料分拣相关系统的整个

3、工作过程173.3 材料分拣相关系统各设备的选型173.4 材料分拣相关系统梯形图的编辑、设计与输入224材料分拣相关系统组态监控画面及参数设置，244.1 组态控制画面的设计244.2 组态控制参数与通讯参数的设定254.3 组态监控功能概述294.4 材料分拣控制相关系统的调试29结束语29致谢31参考文献32附录33引言自动分拣相关系统的概述自动分拣是指货物进入分拣相关系统到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示信息的控制装置、计算机网络、搬运装置、分支装置（负责把到达分拣位置的货物按运到别处的装置）、缓冲站（在分拣位置临时存放货物的装置）等构

4、成。除了使用终端的键盘、鼠标或者其它方式向控制装置输入分拣指示信息的作业外，由于全部采用自动控制作业，因此它的分拣相关能力、分拣数量同人为分拣相比都比较大,效果也得到了进一步突破。自动分拣相关系统的规模和相关能力已有很大的发展，目前大型分拣相关系统大多能分拣几十到几百个种类的物品，分拣相关能力达到每小时万件以上。国外分拣相关系统规模都很大，主要包括进给台、信号盘、分拣机、分拣信息识别相关系统、设备控制相关系统和计算机管理相关系统等几大部分，还要配备外围的各种运输和装卸机械，组成一个庞大而复杂的相关系统。自动分拣大部分与自动化立体仓库连接起来，配合自动引导车（AGv）、托链小车等其它复杂的相关系

5、统，分拣相关系统在总体布置上，可以说千变万化。从分拣相关技术水平上说，欧美各国发展最早，相关技术比较成熟，目前处于世界领先地位。美国和欧洲在60年代开始使用，日本则在第二次世界大战后才引进分拣机，但近二十年来由于其本国经济发展需要发展迅速，后来者居上，从1970-1985年共有338台自动分拣机投入运行，其中58.32%用于储运业，17.15%用于销售业。到1987年就已经拥有自动分拣机1000台，号称是世界上拥有分拣机最多的国家。我国自动分拣相关技术起步较晚，目前已能与国际先进水平保持同步，但是缺少相关技术创新相关能力，使自动分拣相关技术的物流系数也减少，大部分小型超市配送中心仍然靠人工分分

6、拣。在二十世纪80年代，我国最初是一些邮局采用小型的半自动翻盘分拣机，用于邮包分拣。1990年为迎接第十一届亚运会，从荷兰引进了一套有3个入口，60个出口的自动分拣相关系统，成立了北京食品配送中心，每小时可以配送3000件货物，使我国的分拣相关技术有了一个飞跃。而如今分拣相关技术已经用于我国的各行各业，使这环节的效果得到了很大的提高。自动分拣机最先在邮政部门开始应用，大量的信件和邮包要在极端的时间内正确分拣，非凭借高度自动化的分拣措施不可。此后，运输企业、配送中心、通讯出版部门、烟草部门、出版行业、食品化工、造纸业、化工业、机械制造以及各类工业企业亦相继应用。近二十年来,特别是物流行业，随着经

7、济和生产的发展,商品趋势趋于短小轻薄，流通趋于小批量多品种和准时制（JUST-IN-TIME,简称J1T）。分拣作业已成为一项重要的工作环节，分拣相关系统的应用已经日趋普遍。我国目前多数配送中心和物流企业都是人工分拣。显然，随着分拣量的增加、分送点的增多、配货响应时间的缩短和服务质量的提高，单凭人工分拣将无法满足大规模配送的要求，所以这一环节亟待提高。而国外一些配送中心多采用分拣相关系统进行分拣，充分发挥了分拣相关技术分拣速度快、分拣点多、差错率极低、效果高和基本上全自动操作的优势。日本一位物流专家认为，在用户相关需求表现为多种小批量的时代，物流相关技术的三大措施是自动分拣机、自动化仓库和无人

8、自动引导车。自动分拣机是其中最接近与成熟的产品，这可以认为是国家对于自动分拣在物流相关技术中的地位和现状的一个较好的概括。自动分拣相关系统成为当代物流相关技术发展的三大标志之一。1. 1P1C的发展历史在可编程序控制器问世之前，继电器接触器控制在工业控制领域中占有主导地位。但随着工业的发展，继电器接触器控制已不能满足人们的要求。为了解决这一相关问题，早在1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM公司)，为了适应汽车型号不断翻新，以求在激烈竞争的汽车工业中占有优势，就提出要用一种新型的控制装置取代继电器接触器控制装置，并且对未来的新型控制装置做出了具体设想。要把计算机的完备功能以及灵活性

9、、通用性好等优点和继电器接触器控制的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点溶入于新的控制装置中，且要求新的控制装置编程简单，使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握它的使用相关技术。美国数字设备公司(DEC)根据GM公司招标的相关技术要求，于1969年研制出世界上第一台可编程序控制器，并在GM公司汽车自动装配线上试用，获得成功。其后，日本、德国等相继引入这项新相关技术，可编程序控制器由此而迅速发展起来。在20世纪70年代初期、中期，可编程序控制器虽然引入了计算机的优点，但实际上只称为P1C(PrOgranInIabIC1OgiCaICOntrOIIer)。随着微处理器相关技术的发展，20世纪70年代末至

10、80年代初，可编程序控制器的处理速度大大提高，增加了许多特殊功能，使得可编程序控制器不仅可以进行逻辑控制，而且可以对模拟量进行控制。因此，美国电器制造协会(NEMA)将可编程序控制器命名为PC(PrOgrammabIeContro11er),但人们习惯上将之仍称为P1C,以便与个人计算机PC(Persona1COnIPUtCr)相区别。80年代以来，随着大规模和超大规模集成电路相关技术韵迅猛发展，以16位和32位微处理器为核心的可编程序控制器得到迅速发展。这时的P1C具有了高速计数、中断相关技术、P1D调节和数据通信等功能，从而使P1C的应用范围和应用领域不断扩大。目前，P1C在国内外已广泛应

11、用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。1.2 P1C的定义和特点P1C的发展初期，不同的开发制造商对P1C有不同的定义。为使这一新型的工业控制装置的生产和发展规范化，国际电工委员会(IEC)于1985年1月制定了P1C的标准,并给它作了如下定义：可编程序控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外部设备，都应按易于与工业控制相关系统联成

12、一个整体，易于扩充其功能的原则而设计。它的一些性能与继电器相比具有以下特点：1可靠性高可靠性包括产品的有效性和可维修性。可编程控制器的可靠性高，表现在下列几个方面:a）可编程控制器不需要大量的活动部件和电子元件，接线大大减少，与此同时，相关系统的维修简单，维修时间缩短，因此可靠性得到提高。b）可编程控制器采用一系列可靠性设计方式方法进行设计，例如冗余设计，掉电保护，故障诊断，报警和运行信息显示和信息保护及恢复等。C）可编程控制器有较强的易操作性，它具有编程简单，操作方便，编程的出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。d）可编程控制器的硬件设计方面，采用了一系列提高可靠性

13、的措施。例如，采用可靠性高的工业级元件，采用先进的电子加工工艺（SMT）制造，对干扰采用屏蔽、隔离和滤波等；存储器合适的内容的保护，采用看门狗和自诊断措施，便于维修的设计等。2操作性高a）操作方便：对P1C的操作包括程序的输入和程序更改操作，大多数P1C采用编程器进行程序输入和更改操作。现在的P1C的编程器大部分可以用电脑直接进行，更改程序也可根据所需地址编号、继电器编号或接点号等直接进行搜索或按顺序寻找，然后可以在线或离线更改。b）编程方面：P1C有多种程序设计语言可以使用，梯形图与电气原理图相似；编程语句是功能的缩写，便于记忆；功能图表语言以过程流程进展为主线，十分适合设计人员与工艺专业人

14、员设计思想的沟通。功能模块图和结构化文本语言，功能清晰，易于理解等优点。C）维修方便：P1C所具有的自诊断功能对维修人员的相关技术要求较低，当相关系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以根据有关故障代码的显示和故障信号灯的提示等信息，或通过编程器和HM1屏幕的设定，直接找到故障所在的部位，为迅速排除故障和修复节省了时间，提高了效果。3灵活性好a）编程的灵活性：P1C采用的标准编程语言有梯形图、指令表、功能图表、功能模块图和结构化文本编程语言等。使用者只要掌握其中一种编程语言就可进行编程，编程方式方法的多样性使编程方便。b）扩展的灵活性：P1C的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可以根

15、据应用的规模不断扩展，即进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。它不仅可以通过增加输入输出模块增加点数，通过扩展单元扩大容量和功能，也可以通过多台P1C的通信来扩大容量和功能。C）操作的灵活性：操作的灵活性指设计工作量、编程工作量、和安装施工的工作量的减少。操作变得十分方便和灵活，监视和控制变得很容易。在继电器顺序控制相关系统中所需的一些操作得到简化，不同生产过程可采用相同的控制台和控制屏等。4可实现机电一体化为了使工业生产的过程控制更平稳，更可靠，向优质、高产、低耗要效益，对过程控制设备和装置提出了机电一体化，即仪表、电子、计算机综合的要求，而P1C正是这一要求的产物，它是专门为工业过程而设计的控制设备，具有体积小、功能强，抗干扰性好等优点，它将机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合集成在一起，因此，它已经成为当今数控相关技术、工业机器人、离散制造和过程流程等领域的主要控制设备，成为工业自动化三大支柱（P1C,机器人，CAD/CAM）之一。可编程控制器现在已经成为了一个不可代替的控制相关系统，它们可以与其它相关系统通讯，提供产品报表，生产调度，诊断自身和设备的故障，这些相关技术上的改进，让P1C成为今天的各行各业的高质量和产量的重要的贡献者。1.3 P1C基本结构和工作原理基本结构目前，可编程序控制器的产品很多，不同厂家生产的P1C以及同