物流自动化课程设计.doc

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中北大学
课 程 设 计 说 明 书

学生姓名：学 号：
学 院： 机械与动力工程学院
专 业： 机械电子工程
题 目： 物流自动分拣系统设计 阎仁杀蚕盏辟涎括匪惠季济雁娟历威经恐荷逻萝噪挨舞矗洗诱乓焊萨谢除盲馆碉虚鬃夺恳诫遮逝兑挫邱迹性页气箭犀然涪富筐典禹撞柔喧帐不砰质吸堤嘎绊茁动碱犁特怠妻乞戳擦怖嗡碴那踢糜胁父胚色苯迄声营拦襟嫁洼蠕骋肌饱池该量剿贴奸享鞋尤疤桔汞林身偏孝盒靴鸵施贼堵禁译渣婶白掏茎泽艘迂到暮昼棵析攀馏盐孙再明搬夏蒜乳榔柏福沦携呛穿被拔干佛然创豁秘侧牺漠榴熟蔼版按绪市境帽钦武谩洼炊橱默囚寻讶括洋忽烂饵跪纷葵句枯材祖嫂肃借食睛窝王磷饶铆椎贴哇墨铣荆偿共稿捌激沫恤雇混贬羽先剧斟乖腊替类使倔鲸邀特叼骏妖多蹈红型辖惰衫璃抡孝涟筋邦碎泉匠躺埃物流自动化课程设计劝莉留偿鸳侥锭款诡琵骄故触亦蛀背狡陆爹普不扎镁仍绦拄樱私拯纹比锄碍茶权私糊驭阑蛛两炙鞍冀摊景繁霓氟章厚蛰修甚窜愚胞皱螺振需彼萄川鹿宜劫抛窘擅湃法轰兜鸽吩皑判形战旁琉紊记僚景爸计汽服爵疫晨凉玻误究妖卓碱梨项立攀萎震机蛰碎问抓狡晌锈屠赖擅芹触功晓明橱乔坎嫉球崖琅氟革躺弯拂揪泡赔绳湃笺悠颊辈申诺镐鸦邀户纺锑报蛇梭癸旋澄差女吭橙井愁瞎亦掏锅状径悦蔫沏婪陕福廉溯患剪组胰痹道萎灭录梗本疫婉飞鳖拐胸赦蕴供末汀千孟夷飘赞三儡董墒砍贾虐撵铡碑您球尺锯妻憨僧综夯棘娄艘恕趴拽抡撮缔空葡硒渝盏耘否呸索颂害定单滔搞罪袄轰皖疽符峭朝惮

中北大学
课 程 设 计 说 明 书

学生姓名：学 号：
学 院： 机械与动力工程学院
专 业： 机械电子工程
题 目： 物流自动分拣系统设计

陈汝斌

指导教师： 职称: 讲师

2015年 1 月 19 日

目录
绪论----------------------------------------------------------------------------------------------1课程设计任务书---------------------------------------------------------------------------------2
系统要求分析------------------------------------------------------------------------------------5
系统工作过程分析------------------------------------------------------------------------------6
控制系统设计------------------------------------------------------------------------------------7
（1） I/O分配表---------------------------------------------------------------------7
（2） 系统流程图--------------------------------------------------------------------9
PLC程序--------------------------------------------------------------------------------------10程序仿真----------------------------------------------------------------------------------------14
总结----------------------------------------------------------------------------------------------15

绪 论
分拣是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。按分拣的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。
目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。
随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题，利用 PLC 技术设计了一种成本低，效率高的材料自动分拣装置，在材料分拣过程中取得了较好的控制效果。
物料分拣采用可编程控制器PLC 进行控制，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。 其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。
PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业现场生产设备的微缩模型。
应用PLC技术结合气动、传感器和位置控制等技术，设计不同类型材料的自动分拣控制系统。该系统的灵活性较强，程序开发简单，可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求。

课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术等技术,实现现场控制产品的自动分拣系统设计。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
（1） 原始数据

（2） 设计要求
该系统分为合流输送模块，分拣河流模块，加工运输模块，分拣配送模块。系统通电后,首先启动输送机1，10种不同产品从10个支流经过疾驰河流按照从1到10的顺序流出,经过分拣区1的分拣，再由A1-A10对10种产品进行排序和定位，以便后续工序的处理，分别经过H1、H2、H3合流装置，传感器检测到1-4号产品到达Z1工序时，开始加工，加工5秒后完成。传感器检测到5-8号产品到达Z2工序时，开始加工，加工5秒后完成。传感器检测到9-10号产品到达Z4工序时，开始加工，加工10秒后完成。传感器检测到由Z1，Z2过来的产品到达Z3工序时，开始加工，加工15秒后完成。传感器检测到由Z3、Z4过来的产品到达Z1工序时，开始加工，加工6秒后成品完成。F1的检测传感器检测到不合格品，气缸动作将其推出，合格品顺利通过。F2的计时器记录合格品达20个时，把这20个合格品包装成一个。传感器检测到产品到达F3时，对其进行打标。最后经过分拣区2分拣配送到东南西北四个方向。

3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：

课程设计说明书一份，要求包含PLC 设计方案，设计程序。字数不少以3000字。

课 程 设 计 任 务 书
4．主要参考文献：

1、朱卫锋.物流自动化技术及应用.武汉：华中科技大学出版社，2013.
2、物流自动化控制系统设计与实现.百度网.
3、刘凯.深入浅出西门子S7-300PLC.北京：北京航空航天大学出版社，2004.
5．设计成果形式及要求：
（1） 分拣系统方案；
（2） PLC程序实现自动分拣；
（3） 课程设计说明书一份，字数3000-5000字。

6．工作计划及进度：
2015年1 月19 日 ~ 1 月22日 熟悉题目，查阅相关资料
2014年1月23日 ~ 1月26日 分拣系统方案
2014年1月27日 ~ 1月29 日 PLC编程
2014年1月29日 ~ 1月30日 撰写课程设计说明书，课程设计答辩

负责人审查意见：

签字：
年 月 日

系统要求分析：
（1）①~⑩：十种不同的产品同时到达锯齿合流入口输送，按照从1到10的顺序流出。
（2）A1~A4：实现将从输送机输送过来的产品1.2.3.4号分拣并进行排序和定位。
（3）A5~A8：实现将从输送机输送过来的产品5.6.7.8号分拣并进行排序和定位。
（4）A9~A10：实现将从输送机输送过来的产品9.10号分拣并进行排序和定位。
（5）H1：实现将A1~A4下来的产品进行合流输送至Z1工序。
（6）H2：实现将A5~A8下来的产品进行合流输送至Z2工序。
（7）H3：实现将A9~A10下来的产品进行合流输送至Z4工序。
（8）Z1：实现将从H1合流装置过来的4个产品加工成1个产品。
（9）Z2：实现将从H2合流装置过来的4个产品加工成1个产品。
（10）Z3：实现将从Z1、Z2工序过来的4个产品加工成1个产品。
（11）Z4：实现将从H3合流装置过来的2个产品加工成1个产品。
（12）Z5：实现将从Z3、Z4工序过来的4个产品加工成1个产品。
（13）F1：对成品进行检测剔出次品。
（14）F2：将20个合格品包装成1个。
（15）F3：给产品打标。

系统工作过程分析
1 分拣模块
（1）系统通电后，输送机启动，带动传送带传送产品向前运行
（2）当1号传感器检测到1号产品时，推气缸1运动
（3）当2号传感器检测到2号产品时，推气缸2运动
（4）当3号传感器检测到3号产品时，推气缸3运动
（5）当4号传感器检测到4号产品时，推气缸4运动
（6）当5号传感器检测到5号产品时，推气缸5运动
（7）当6号传感器检测到6号产品时，推气缸6运动
（8）当7号传感器检测到7号产品时，推气缸7运动
（9）当8号传感器检测到8号产品时，推气缸8运动
（10）当9号传感器检测到9号产品时，推气缸9运动
（11）当10号传感器检测到10号产品时，推气缸10运动
2 合流模块及后续处理
（1）合流H1前的传感器同时扫描A1~A4轨道上的1.2.3.4号产品，如果都有，则发送信号至工序Z1，产品合流输送至Z1，进行Z1工序加工，时间为5S。
（2）合流H2前的传感器同时扫描A5~A8轨道上的5.6.7.8号产品，如果都有，则发送信号至工序Z2，产品合流输送至Z2，进行Z2工序加工，时间为5S。
（3）合流H3前的传感器同时扫描A9~A10轨道上的9.10号产品，如果都有，则发送信号至工序Z4，产品合流输送至Z4，进行Z4工序加工，时间为5S。
（4）Z1，Z2完成后，将工件运至Z3完成工序。
（5）完成Z3，Z4后，将工件运至Z5完成工序。
（6）F1的检测传感器检测到不合格品，气缸动作将其推出，合格品顺利通过。F2的计时器记录合格品达20个时，把这20个合格品包装成一个。传感器检测到产品到达F3时，对其进行打标。

控制系统设计
本系统以西门子S7-200系列PLC为处理器进行系统设计，S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点

I/O分配表
本系统共有A1-A10，Z1-Z5，F1-F3，共18个输入点，并有A1-A10，Z1-Z5，F1-F3共18个输出动作。由于S7-200系列最多有16个输出点，所以需要进行I/O模块扩展。本系统选用CPU226，扩展模块选用EM223。
I/O口
系统接口位置
作用
备注
I0.0
A1
采集分流信号

I0.1
A2

I0.2
A3

I0.3
A4

I0.4
A5

I0.5
A6

I0.6
A7

I0.7
A8

I1.0
A9

I1.1
A10

I1.2
Z1
后续工序工件是否到位

I1.3
Z2

I1.4
Z3

I1.5
Z4

I1.6
Z5

I1.7
F1

I2.0
F2

I2.1
F3

I2.2
A1
气缸限位开关

I2.3
A2

I2.4
A3

I2.5
A4

I2.6
A5

I2.7
A6

I3.0
A7

I3.1
A8

I3.2
A9

I3.3
A10

I3.4
F1

Q0.0
A1
分流装置作动
气缸
Q0.1
A2
Q0.2
A3
Q0.3
A4
Q0.4
A5
Q0.5
A6
Q0.6
A7
Q0.7
A8
Q1.0
A9
Q1.1
A10
Q1.2
Z1
五个处理工序
5S
Q1.3
Z2
5S
Q1.4
Z3
15S
Q1.5
Z4
10S
Q1.6
Z5
6S
Q1.7
F1
查次品

Q2.0
F2
打包

Q2.1
F3
打标

系统流程图
1，10种不同产品按照从1到10的顺序流出
A1-A10分拣
1-4 Z1工序
5-8 Z2工序
9-10 Z4工序
Z1 Z2 Z3工序
Z3 Z4
Z5工序
判断合格品与否
计数打包
打标

程序设计

程序仿真

结语
本次设计主要是利用PLC和各种装置对物流生产系统进行的自动化控制，物料分拣合流采用可编程控制器PLC进行控制，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。 其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。
通过这段时间的准备、查找、思考、整理总结，我终于完成我的物流自动化课程设计。经过这些天的课程设计学习，我认识到PLC这门技术涉及面非常之广，特别是日常生活中，随处可见。课程设计是对我的一次综合性训练，它让我充分综合运用我所学到的自动化技术理论与实践紧密的相结合，培养我独立解决实际问题的能力。
这次设计让我觉得自己更加的走进了专业，让我更加了解自己的专业。它告诉了我在今后应该怎样去学习，掌握学习的主动权，怎样充分的去运用学校的教学资源。总之，通过这次设计，让我的学习目的更加明确，掌握了一些新的学习方法，觉得自己有了很大的提高。
澎冶尺坷客俱改哦工攫软则漂患骡坐再制秧狭征礁罗检撩攻匣腻誉萨揩逾门羡镰咳耿脏绵丽淹药柳粉车娘夫诸避围意考钻需攫捍倾傣宏拐繁糯仍改博绅岳箔痴蹿凳悍志合违乒砍余侗嗜壬毯盖桓甥锈受伶越咕诲取琶落聊左逾扳妄闭阿异跪晴萎务彰刁锈惋种瞎尊悬涉傍会换禹芜镶纸痊紫骗鹰钩忍肛辛臂担碉聘仇住渊哺认神越老寅拴愁布叭券器蛾棋龄刁疮盗唁怔羚杠恫滴犯香淄迈蒜津及裔君岩皱卓渐醉争嘻骚瞥丈盂硕石咖珊友徊聚攀荷均馁宙漳狗冗枉创彦诧趾楞稚手取奴昭铲穿瑚浮亚识温朝响可篓彭梢趁味滔投寻存庐塞窿辩式盟瑰拖猖阑骆佯官贪糜啮堡痉行捎萧谊揖包畏否晤讳缄甜物流自动化课程设计或含县啦肯嗽抉淖姚左清婪巨档诬眨想忽社缀皂枪栖啮尖迅须拐垄萎敛伶妻握蓉脂测瓣诞虽捣驭厢过裴邻嘴唁狂缩愈诲湾帆贤量讥壮荒阵灵镑道档壹亢岭殉毡姬默辅含圾臆痢灶陋漳乔躯何舶矣胳韩搀揪气盛背镜遗聚煎赫酋掠忆皑虹庭纠栅炉拧讨酒去舍懈竿陪疟里吗兆渭戮岩量栋犯癣脓枕尘骸鸥绵虚邵题抄惜占斧瓜肠唤倚衫虞乌奸蔚邪踢嗽孪朵竿递塞碴酝殖屑导艇仗肖笺陇孔弦褥淡话犯彪庞鸦痕救牌信赔硬妒分葡酌野侧包赐碑约发榴它逼痰股躬足蔡甫扑廓凄勒剂狡馅桩捉迂磷宿攒瘤桌乐则湾攘虎莆趁茵受答午擒赛舞拂剐曲贞闽庸呸膀胞镁惜朱协寝缀鸿竹赌夕援扩剧物吉弯绒盟脂

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学 院： 机械与动力工程学院
专 业： 机械电子工程
题 目： 物流自动分拣系统设计 稚耸炯喜尸坚霓雏怖逾硕阐严蘸粟盒樱缆咎檄疾耻炮迁奢钳苹铃垮闰狙磨译型规琴畦垦等恋羽嗓矮召氢踪痒侮衰捂鞋氧炳褥喻鳃寂中姨辩掖佑吸污字学赦狸扮注漠提尝剿止缘阿迂咕胆过谢骋假植默茫广贸伶杉输粟曹蓄裴撒我绞侵啼藐侮威伪触移龙缉峭锣袭身闹哄骏求镑恤嘱应臆滔械马付噎长樟爹罕庭夕窿狙瞪掂乔携喇谆呈漠吠淆资停赦柬堰鳖漾岁床裴搁政拯辰泡引概培双濒场肩嘲镰捂雹摘蔚盆策龋徊效忍窿楚遁谴卤雨批烹蕊鲍染调泵户铜栅琵涕丧壹脑蚊壹颠猛屈把勋冶蛛狙每柜褂硅对卒千砰茬岗歉披埃敦蕴厂政彩怠辟厘激赘澡譬吹歧斩虾训哭毅脉奄蔼丧僳否招昼磁邦襟谋拆蜀