材料分拣机控制系统设计.docx

摘要：本论文介绍了樱桃西红柿分拣机的工作机理及其简单的工艺流程，主要针对其控制系统做详细说明。本文对该分拣机进行了总体方案设计，采用PC与PLC相结合的技术实现了樱桃西红柿的自动分选。根据实际生产需求以及设计生产效率，合理选择各动力及控制元件。并且编制控制程序。关键词：自动分拣机；控制系统；可编程逻辑控制器；PC;继电器。Abstract：Withtherapiddevelopmentofthemicroelectrictechniqueandcomputertechnology,PLC(namelyprogrammablecontroller)getswidelyapplicationveryintheindustrycontrolledfield.PLCisonekindonthebasisoftechnologyofdigitalcomputer,electroniccontroldevicedesignedtouseundertheenvironmentofindustryspecially,adoptitbymemorythatcanprogrammer,itislastuserordernottousedfor,throughfigureorintroductionsofsimulationexport,finishsuchfunctionsconfirmedasaseriesoflogic,order,timing,counting,operation,etc.,tocontrolallkindsofintegratedequipmentofelectromechanicsandproductionprocess.Keywords：Automaticsortingsystem；Controlsystem;ProgrammableIogicalcontroller；PC；SolidStateRely.目录1、前言错误!未定义书签。2、总体功能介绍32.1排队局部3电机选择32.1.2电子无级速度控制器选择42.2输送局部42. 2.1电机的选择错误!未定义书签。电机工作情况错误!未定义书签。2. 3视觉系统43、电控设计错误!未定义书签。2.1 输入局部52.2 输出局部63. 3控制面板6输送、排队继电器7按钮开关7信号灯74、系统PLC选择错误!未定义书签。4. IPLC简介8的起源与开展84. 1.2PLC控制系统与其他工业控制系统的比较9控制系统的硬件组成10控制系统的软件组成124.2PLC选择135、总结错误!未定义书签。6、参考文献14第一章前言樱桃西红柿又名葡萄番茄、圣女果、珍珠番茄，在国外又有“小金果”、“爱情果”之称。它既是蔬菜又是水果，色泽艳丽、形态优美，并且味道适口、营养丰富，除了含有番茄的所有营养成分之外，其维生素含量比普通番茄高。被联合国粮农组织列为优先推广的“四大水果”之一。圣女果是一种热带作物，鲜红碧透，味清甜，无核，口感好，营养价值极高。伴随着人们生活水平的提高，其消费量逐渐增加。圣女果一般20g,果实横径2右O在不断增长求刺激下,我国的柿产业正快速开已经形成一定规伴随着国际市场大,作为一种高档桃番茄将会有一开展。单重10 厘米左的市场需 樱桃西红 展，目前 模。并且 的需求增 蔬菜的樱 个长足的桃西红柿的出产效率，并且使樱桃番茄规格划分更加准确,效率更高，需要设计一种自动的等级分为了提高樱拣机。自动分拣机是将混在一起而去向不同的物品，按设定要求自动进行分发配送的设备，它主要由输送装置、分拣机构、控制装置等组成。当分拣物到达分拣口时，通过推拉机构、拨块、倾倒、输送等方式，使分拣物滑动或传输到分拣口，可实现多品种、小批量、多批次、短周期的物品分拣和配送作业。自动分拣机的种类很多，但较为先进的主要有三种：滑靴式分拣机、翻盘/翻板式分拣机、交叉带式分拣机。在该自动分拣机的帮助下，樱桃番茄的分级不再是单纯依靠采摘人员的大致分类，而是可以在更严格的分级标准下，快速准确的分出等级，对产品的质量有更明确的保证，增加劳动生产率，提高产品的市场竞争力。利用该自动分拣系统，可以省去专人进行樱桃番茄的等级划分，减少工人的劳动强度,节约劳动本钱，并且可以实现连续的生产，很大程度的提高生产效率，取得更大的利益。第二章总体功能介绍对于自动分拣系统，首先必须实现以下根本条件：1、分拣误差率极低。因此要求系统拥有很高的稳定性，以及对产品信息采集要有较高的准确性。2、能够持续工作。同样要求控制系统有极高的稳定性。3、自动化生产。建立自动分拣系统的目的之一就是为了减少人员的使用，减轻人员的劳动强度，提高人员的使用效率，根本实现无人化作业。现将樱桃番茄按照其尺寸及色泽分为规格一和规格二两种。产品经送料系统送入排队系统，在此等待，并依次经过光耦。光耦在传送系统配合下,采集每个樱桃番茄的信息，并且将该信息送入PC机的采集卡。PC机将光耦采集的信息进行分析，并根据预装的程序判断该产品属于规格一或者规格二。判断完成后，根据结果向每种规格所对应的继电器发出信号。并转换成指令送入PLC。PLC根据程序设计，在收到产品的规格指令后，经过一定时间延迟，翻开规格一或者规格二出料口的电磁阀，产品在空气压缩机的气压作用下出料，将不同规格的产品经不同出料口送出分拣机，分拣任务完成。考虑到产品的特殊性，产品在分拣机的各局部中不能有强烈的碰撞等，因此产品在进出料时由空气压缩机提供气压使产品移动。以下是为实现自动分拣机的上述功能的各种控制要求。送料、出料局部，由一台空气压缩机提供气压，电磁阀控制，共需要三个电磁阀。产品的输送及依次排队由电机提供动力。这里需要两个继电器对电机进行控制。产品规格信息由视觉系统采集后送给PC进行分析，并将分级结果转换为指令送入控制系统。系统的主要控制功能将由PLC实现。系统设计4个控制开关：总行、送料、输送、手/自动转换。下面对分拣机各功能模块进行设计说明：2.1排队局部产品经进料口送入分拣机后，需要使其可以依次经过光耦进入输送局部，而排队局部就是实现这一功能的。功能的具体实现如下列图：2.1.1电机选择排队输送机构采取电机带设计生产效率及小番茄重电机轴上功率P=O.06KWo并电机效率高，运转平稳、振量轻,应选用90YYJT90型齿电子调速电动机，额定功率频率50Hz,电压200V,输出l-500rmin（任意选择）°选用浙江佳雪微特电机集团90YYJT90-3o该产品具有高噪声等优点，并且拥有良好工艺，整体适应性良好，属率齿轮减速、电子调速电机,高的性价比。排队电机的安装线路图：2.1.2电子无级速度控制在现代工业系统中，电动机的驱动设备，目前在电动机器选择是主要 拖动系统中已大量采用晶闸管（即可控硅）装置向电动机供电的KZD拖动系统，取代了笨重的发电动一电动机的F-D系统，并且伴随着电子技术的开展，促使电机调速逐步从模拟化向数字化转变。选择浙江微特电机生产的SC-A电子无级速度控制器。该产品采用PD比例调节器，电流负反响技术，实现恒力矩无级调速，具有运转平稳，起动迅速，控制精度高等特点。并且该产品结构简单，能与主电路同步，能平稳移相且有足够的移相范围，控制角调整量可达100OO步，能够实现电机的无级平滑控制，脉冲前沿陡且有足够的幅值，脉宽可设定，稳定性与抗干扰性能好。以下为其接线图：2. 2输送局部此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系扣扣：九七一九二零八零零另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过辩论2. 3视觉系统视觉系统主要包括光耦、采集卡、摄像灯、摄像头等，主要完成对产品信息的采集功能。下面是视觉系统安装线路：视觉摄像头需要24V直流电源。视觉系统的摄像灯以及采集卡需要12V直流电源。作为产品等级划分的指令输出局部，采集卡及采集灯需要稳定的电源供给，以满足系统的稳定性要求，来保证产品规格划分的可靠性。考虑到控制系统的保护，所选交直流转换器要求很高的转换准确度。交直流转换有热电变换、电动系、静电系、电子系等方法。系统需要高稳定性，低误差，较高的灵敏度，因此选用热电变换。由所需电压及考虑使用环境和本钱，选用德力西公司生产的SA-350-24型号交直流转换器。SA-350-24转换器采用了拥有专利的薄膜量程电阻器，能够提供非比寻常的转换准确度，其总不确定度低达±2%,并且能够提供较宽的电压范围和宽频率范围。该转换器拥有良好的温度稳定性和快速的稳定时间，可以在更快的时间内进行测量。并且该产品在保证良好的性能之外，拥有比同规格产品要低的价格。具有较高的性价比，适合在我们的番茄分拣机上使用。以下为其功能参数：温度稳定度在使用环境中可达12个小时稳定时间预热时间上电15分钟，到达稳定温度性能工作：11°C至35oC;校准：18°C至28°C;储存：-40oC至50°C第三章电控设计本设计主要针对自动分拣机控制系统的设计，以下就对该局部设计进行详细的说明。2.1 输入局部产品信息由光耦采集，PC分析后，给出两种规格结果，并输入给PLC。由于采集卡给出信号为弱电输入，缺乏以作为指令信号输送给PLC,因此这里需要两个继电器进行调节。右图为产品规格信息的输入线路图：根据系统性能要求及本钱考虑，可以选择固态继电器。作为固态继电器，其拥有以下特点：(1)高寿命，高可靠：SSR没有机械零部件，有固体器件完成触点功能，由于没有运动的零部件，因此能在高冲击，高振动的环境下工作，由于组成固态继电器的元器件的固有特性，决定了固态继电器的寿命长，可靠性高。(2)灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好：固态继电器的输入电压范围较宽，驱动功率低，可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。(3)快速转换：固态继电器因为采用固体器件，所以切换速度可从几毫秒至几微妙。(4)电磁干扰小：固态继电器没有输入线圈，没有触点燃弧和回跳，因而减少了电磁干扰。大多数交流输出固态继电器是一个零电压开关，在零电压处导通，零电流处关断，减少了电流波形的突然中断，从而减少了开关瞬态效应。需要直流控直流继电器作为PLC指令的输入，负载电流为5A左右，因此选用2个美格尔公司的JGXTDlO型号固态继电器。美格尔公司生产的JGX型固态继电器，是采用先进的技术和器件制造的一种性能优良的新型无触点电子开关。其输入端仅要求很小的控制电流，能与各集成电路较好地兼容;而输出回路那么采用可控硅或大功率晶体管接通和断开负载电流。输入和输出之间采用光电耦合，通断没有可动接触部件，因此具有工作可靠、开关速度快、无噪音、寿命长、体积小、耐蚀防爆抗震等特点。2.2 输出局部系统的进料、出料局部由PLC发出指令，控制电磁阀完成。产品分两种规格，因此一共需要三个电磁阀。电磁阀安装在分拣机的进料、出料口，因此电磁阀的远距离控制，需要三个继电器实现。下面是电磁阀输出的线路图：樱桃番茄的重量一般为10g-20g,因此流量Cv:0.18即可满足需要。选用MAC公司的MAC35AACADDAA-IBA型号电磁阀,三个。MAC阀门公司是北美最大的电磁阀生产厂，专业生产气动电磁阀。MAC电磁阀因其独特的结构设计及卓越的性能品质，在北美有26%的市场占有率。MAC的电磁阀结合了阀门高速运动所需的所有设计理念及60年的阀门制造经验,公司将阀门的性能发挥到极限,可以满足任何速度及精确度上的严格要求,是在高速、精确的应用中唯一的选择,最重要的是原厂18个月不限次数品质保证，寿命特长，价格合理。其主要特点：1,平衡式阀门设计，反响时间不受压力变化影响；2,