目 录

1 引言 .................................................................................... 1 2 可编程序控制器 ......................................................................... 2

2.1 PLC的发展历史 .................................................................... 2 2.2 PLC的定义和特点 .................................................................. 2 2.3 PLC的基本结构和工作原理 ......................................................... 3 3 物料分拣系统的工作过程和设备选择 .................................................... 4

3.1 物料分拣系统的工作过程 ........................................................... 4 3.2物料分拣系统的设备选择 ........................................................... 4 4 物料分拣系统的设计图 .................................................................10

4.1 PLC外部端子接线图 ...............................................................10 4.2 变频器端子接线图 ................................................................11 4.3 步进梯形图 .......................................................................12 4.4 PLC梯形图 ........................................................................13 5 物料分拣系统的组态技术 ................................................................15

5.1 组态技术概述 .....................................................................15 5.2组态技术功能和优点 ...............................................................15 结 论 .......................................................................... 17 致 谢 ....................................................................................18 参 考 文 献 ...............................................................................19

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1 引言

自动分拣系统是指能够识别物品属性并对物品进行分类传输的自动系统。自动分拣系统由传输供件同步导入装置、识别及控制系统、机械分拣机构及信息处理系统等组成。

自动分拣系统是二战后在美国、日本以及欧洲的大型物流中心广泛采用的一种分拣系统。广泛应用在医药行业、生产制造业等行业。国外的自动化程度很高，而在我国，由于物流业起步晚，始于1980年代，自动化程度不高，大部分处于人工作业近期的市场兴起和技术发展始于1990年代。一开始使用于机场行李处理和邮政处理，然后逐渐普及到其他行业。

近二十年来，特别是物流行业，随着经济发展，商品趋于短小轻薄。分拣作业已成为工作的重要环节。我国目前自动化程度不高，处于人工分拣阶段。自动分拣的优点是能连续、大批量的分拣货物，分拣误差率低，分拣作业基本实现无人化。虽然国内自动分拣系统使用还很少，但有关部门和企业正在做出努力。自动分拣机是一个很成熟的产品，已成为当代物流技术发展的重要标志。

2 可编程序控制器

2.1 PLC的发展历史

在可编程序控制器诞生之前，是以继电器、接触器为主体的控制系统广泛应用于工业

生产。1968年，为适应生产需要，美国通用汽车公司提出一种新型工业控制器。1969年，美国数字设备公司研制出世界上第一台可编程逻辑控制器，目的是取代继电器，这打开了新的控制技术发展的大门。紧接着美国MODICON公司也开发出同门的控制器。1971年，日本从美国引进这项技术，也研制出日本第一台可编程序控制器。1973年，西欧一些国家也相继开发出他们的可编程序控制器。我国则在1977年成功研制出以1个微处理器MC14500为核心的可编程序控制器，并用于工业生产。

PLC大约经历四个阶段：

(1)初级阶段：第一代PLC取代继电器，主要功能是逻辑运算和计时、计数功能。CPU由中小规模数字集成电路构成。第一代只采用了梯形图语言作为编程方式，尽管有些枯燥，但却形成了工厂的编程标准。

(2)扩展阶段：从20世纪70年代到70年代末期，PLC的扩展功能包括数据的传送、数据的比较和运算、模拟量的运算等功能。

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(3)通讯阶段：20世纪70年代末期到80年代中期，PLC的产品与计算机相连，但是各个厂家联系不密切，独自经营，所以PLC迅速扩散到其他行业。

(4)开放阶段：20世纪80年代中期开始， PLC在开放功能上取得较大发展。主要在通信系统的开放，使各厂商的产品可以通信。此外，PLC开始采用标准化软件系统，增加高级语言编程，并完成了编程语言的标准化工作。这一阶段的产品主要有西门子公司的S7系列，AB公司的PLC-5,SLC500、德维森的V80和PPC11，加拿大ONLINE CONTROL公司与合控电气公司所开发的OPENPLC等。

PLC在以后的发展方向可以概括为： (1)发展简易、经济的小型、微型PLC； (2)致力于提高功能性价比；

(3)能研制出功能强大、系统庞大、技术完善的PLC。

2.2 PLC的定义和特点

2.2.1 PLC的定义

可编程序控制器简称PLC，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。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 2.2.2 PLC的特点

（1）可靠性高、抗干扰能力强； （2）编程简单、易于掌握； （3）功能强、通用性好；

（4）设计、安装容易、维护工作量少； （5）体积小、重量轻、功耗低。

2.3 PLC的基本结构和基本原理

2.3.1 PLC

的基本结构

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图1 PLC的基本组成

如图1，PLC的基本组成： （1）中央处理单元； （2）存储器； （3）输入/输出接口； （4）电源及外部设备。 2.3.2 PLC的工作原理

当PLC运行后，工作过程分为三个阶段：输入采样、用户程序执行和输出刷新。完成三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

3 物料分拣系统的工作过程和设备选择

3.1 物料分拣系统的工作过程

1、按下启动按钮X0，物料台检测到有物料，则变频器驱动电机，使圆盘转动，再由圆盘通道和机械手把物料送到物料分拣带上检测，以上动作实现了上料的过程。

2、把物料送到检测台。如果在4秒钟内检测不到物料，红灯闪烁，否则绿灯闪烁，机械手、电动机和变频器不动作，整个系统停止。当检测到物料时，物料提升到上限时，机械手臂先伸出，手爪夹紧物料后，手臂提升，再缩回，然后右旋，手臂伸出，下降，松开物料，手臂再提升，缩回，再回到左旋初始位置。

3、分拣台上光电传感器检测到物料时，启动传送带；当电感传感器检测到金属物质的物料时，活塞1伸出推动物料进入料槽再缩回；当到电容传感器检测到非金属的物料时，活塞2伸出推动物料进入料槽再缩回。当物料台再次检测到物料时，循环以上动作。

4、物料传输是通过机械手和三相异步电动机及变频器来实现，机械手可通过伸出，下降，夹紧物料，提升，缩回等动作将物料从物料台送到传输带上，而三相异步电动机启动传送带的动作及变频器改变传输带的速度。

5、在传输带上，光电传感器是启动传输带运行的信号，用电容传感器和电感传感器

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来分拣传输带上的物料，电感传感器可检测金属物质的物料，电容传感器可检测非金属的物料。这是实现分拣的动作。

3.2物料分拣系统的设备选择

3.2.1 三菱PLC的选型

表1 I/O分配表

输入部分

输出部分 功能 地址 功能 地址 启动按钮 X0 物料驱动电动机

Y0 物料检测 X13 红灯 Y17 物料提升上限 X11 绿灯 Y16 物料提升下限 X12 物料提升 Y1 手臂伸出限位 X5 手臂伸出 Y2 手臂缩回限位 X6 手臂缩回 Y3 手爪提升上限 X7 手爪提升 Y5 手爪下降下限 X10 手爪下降 Y4 手爪磁性开关 X2 手爪(电磁阀) Y15 手臂左旋限位 X3 手臂左旋 Y6 手臂右旋限位 X4 手臂右旋 Y7 光电传感器 X22 推料一伸出 Y11 电感传感器

X20

推料一缩回

Y10