基于PLC的给料分拣生产线自动控制设计
摘要：在工厂的生产过程中，因为经常要对生产线上的产品进行分拣，这次的课程设计模拟工件进行分拣并用传送装置进行传送。（1）当我们按下回零点启动按钮，机械手则回到原点，机械手的原点状态位：机械手处于传送带的上方，机械手爪处于松开状态。（2）按下启动按钮后系统开始工作，给料机构动作，送料至传送带，然后根据工件的性质进行分拣。一共有三个分拣槽，每个分拣槽后面各有一条传送带，把分拣出来的工件传送走到各个产线上。若机械手处于非原点状态，则按下启动按钮系统则不能运行。（3）按下停止按钮或急停开关动作时系统停止，停止指示灯亮。现如今的物流行业给人们提供极大的便利，就是如此大的物流压力才造就出自动化生产线，用机器代替劳动力，大大增加了劳动效率。降低人工的失误与成本。采用三菱PLC，系统得以稳定，提高了生产效率。
关键词 ：生产线 自动控制 PLC
Design of automatic Control for material sorting production Line based on PLC
Absrtact:In the production process of the factory, because the products on the production line are often sorted, this course design simulates the work piece sorting and conveys it with the conveyer. (1) when we press the bottom zero start button, the manipulator returns to the origin.Position of the manipulator origin: the manipulator is above the conveyor belt, and the manipulator claw is in the loosened state. (2) after pressing the start button, the system begins to work, the feeding mechanism acts, the material is fed to the conveyor belt, and then the work piece is sorted according to the nature of the work piece.There are three sorting slots, each behind a conveyor belt, the sorting of the work carried to the production line.If If the manipulator is in a non-origin state, then the start-up button system will not be able to run. 3) when the stop button is pressed or the stop-off switch is in action, the stop indicator light is onNowadays, the logistics industry provides people with great convenience. It is only under such great pressure that the automatic production line is produced, and the labor efficiency is greatly increased by replacing the labor force with machines.Reduce human error and cost.With Mitsubishi PLC, the system is stable and the production efficiency is improved.
Keywords: production line automatic control PLC
目录
第一章 概述 3
1.1自动分拣系统的介绍 3
1.2自动分拣与物料传输的意义 4
1.3 工业机器人的发展现状及发展前景 4
1.4 三菱系列可编程控制器的简介 5
1.5 三菱系列可编程控制器的特点 6
1.6 三菱系列可编程控制器的功能与应用 7
1.7 控制要求 8
第二章 硬件设计 9
2.1 给料分拣自动生产线的整体设计 9
2.2 电动机 10
2.2.1 电动机的选型 10
2.2.2 电动机的工作原理 11
2.3 PLC选型 12
2.3.1 PLC的输入模块 12
2.3.2 PLC的输出模块 13
2.4 传感器 14
2.4.1 传感器的选型 14
2.4.1 传感器的应用 14
2.5 电磁阀 15
2.6 主令电器 15
2.6.1 限位开关 16
2.6.2 控制按钮 16
2.6.3 机械手的简介应用 16
2.6.4 时间继电器 16
2.7 PLC的外部接线图 17
2.8 输入输出原件及控制功能 18
第三章 软件设计 18
3.1 三菱FX-3U编程软件的使用 18
3.2 给料分拣自动生产线的顺序流程 18
3.3 给料分拣自动生产线的状态转移图 19
3.4 给料分拣自动生产线的梯形图 20
3.5 程序设计其他内容 25
第四章 总结 26
参考文献 27
第一章 概述
1.1自动分拣系统的介绍
提到自动分拣，想必不用多说大家自然而然的会想到当今社会火爆的物流行业。可以说自动分拣系统是许多先进物流配送中心所必备的机械设备条件之一。自动分拣系统具有很高的分拣效率，自动分拣系统的出现，大大的提高了物流配送效率，时间与成本达到有效的控制。
大约在第二次世界大战之后，一些发达国家的物流中心就广泛采用的一种分拣方式，该系统已经成为一些发达国家物流配送中心不可或缺的一部分。我国近些年物流市场的兴起和技术的开展大约在1997年左右。在机场处理个人的行李，以及一些邮件。慢慢随着各个行业对物流需求的增长加，各个行业对物流的态度度出现不断提高。出现在，医药，图书，超市配送，工厂零件组装等，种种原因的出现，造成了物流分拣速度缓慢，效率低，错误率高等。这些恰恰是分拣系统能够广泛应用的地方，它不受气候，时间，人的体力等限制，可以连续工作运行，在单位时间里分拣的速度是人工所不能企及的，在这么高强度的作业下人工会出现极大的误差率，该系统只要我们输入正确的分拣信息，误差率极低。自动分拣系统的出现目的就是为了减少人员的使用，提高劳动效率，降低额外成本，目前该领域基本做到了无人化。?
随着生产力的不断发展，自动分拣系统是生产工业领域里的一个研究热点，该系统主要由机械手爪和三菱（FX）PLC软件编程构成。本次课程设计基于电动机驱动机械手转动为原理，并且结合了三菱（FX）系列PLC编程软件控制进行一系列的研究，最终提出实现控制要求的一套完整的方案。目前在完成这个课题还存在一些难点与疑问：（1）机械手抓的动作行为：如何通过电动机实现对机械手爪的控制，上升，下降，抓取，松开等一系列动作。如何控制机械手爪准确抓取工件并且准确放到相应的位置上（2）首相要搞清楚控制要求，然后对每一个点进行各个击破，画出相应的流程图，接线图，分配相应的元器件，搞清楚每个元器件相对应的功能，然后编写完整的程序。（3）对编写出来的程序进行调试，
然后进行整改与完善。
1.2 自动分拣与物料传输的意义
自动分拣：
（1）能够不断的，持续的，大量的进行分拣
（2）基本实现无人化，大大降低劳动力
（3）分拣具有极高的准确率
物料传输：
（1）快速的，大量的到达输送指定位置
（2）提高生产效率
1.3 工业机器人的发展现状及发展前景
现如今，工业机器人的发展与我们国家工业技术的发展息息相关，机器人的技术代表了国家技术的硬实力。我们要对机器人的应用技术不断给予支持，鼓励。这是我国从“中国制造”迈向“中国智造”的非常重要的一步，也是走向制造业强国的重要一步，我们还需不断进行创新和研究，中国新工业时代已经来临，机器人技术飞速发展。我们需要做好准备，抓住机遇。机器人发展的速度令人叹服，它集成了人工智能，柔性制造，机械制造于一体。工业机器人是现如今智能化较高的自动化设备，有很高的技术含量，现在的社会发展迅速，信息发达，通讯完善，数据共享，处于这样的信息化时代，机器人的出现将会极大的促进社会的进步与发展。人们的生活也越来越依靠机器人，采用工业机器人不仅可以提高产品的质量与产量，而且对人员的安全保障也起到至关重要的作用，同时也可以改善劳动环境，减轻人员的劳动强度，不断创造产值，增加劳动效率，降低工厂的生产成本与材料的消耗。工业机器人对我们日后的生活将产生深远的影响。
经过几十年来的发展，工业机器人在越来越多的领域得到应用，尤其在汽车行业中，工厂的应用生产制造中，例如：机械的喷漆，材料的加工，生产线的装配，还有一些毛坯的打磨。在一些危险的行业中也经常用到工业机器人，机器人排雷，2008年曾在汶川地震中智能机器人得到有效的应用，机器人利用传感设备寻找废墟中的生命体，大大减少了抢救人员的伤亡，同时也增加了求援效率，
所以说，机器人已经逐步取代了人工作业。
现代的人们越来越关心自己的身体健康，节能环保已经成为人们生活的理念，机械制造也是一样，一些新型的产品寿命越来越长，系统结构也越发简单方便。值得一提的是，机电一体化的蓬勃发展，控制系统已经向个人终端的开放型控制器的方向发展。随着智能传感器的趋于成熟，可编程控制器的自动化控制是未来发展的热门行业，自动控制系统也由从前的“开关控制”发展为“反馈控制”因而大大的提高了系统的精度，使之更加精密细微。
根据近几年机器人发展的趋势来看，工业机器人正朝着智能机器人的方向发展，它的开放化，网络化，数字化，实用化，以及柔性化，智能化，越来越受人们的推崇。随着便宜劳动力时代的结束，机器人将带动一大批产业的发展，服务业，制造业，医疗行业，航空行业等，可以预计机器人将迎来一个伟大的时代，让我们拭目以待。
1.4 三菱系列可编程控制器的简介
可编程控制器简称PLC，是由早期的逻辑控制器发展而来的。它主要的作用是进行顺序控制与逻辑控制。PLC的核心是微处理器，他是机电一体化技术与控制技术相结合的产物。在改变工艺流程或者产品的制作方式有更改时，我们为您不需要进行硬件处理，因为PLC采用了专门的硬件设计，我们只需要改变存储中的控制程序即可。PLC虽然各有各的不同但是万变不离其宗，换汤不换药而已，他们在整体的结构上还是大致相同的，有一定的共通性。
参考文献
[1]三菱FX系列PLC/阳胜峰编著--北京：中国电力出版社，2005.1
[2]PLC应用技术/郭琼主编。-2版。-北京：机械工业出版社，2014.3
[3]工厂电气控制设备/张晓娟主编。-2版-北京：电子工业出版社，2012.6
[4]现代传感器技术及应用/秦志强，谭立新，刘遥生编著。-北京：电子工业出版社，2010.5
[5]过程控制技术/王爱广，黎洪坤主编。-2版。-北京：化学工业出版社。2012.6（2017.2重印）
[3]电气及自动化专业设计宝典/刘空主编-西安：西安电子科技大学出版社，2008.3
[4]机电传动控制（第五版）冯清秀 邓星钟 等编著--武汉：中华科技大学出版社，2011.6
