1、河北化工医药职业技术学院毕业论文1垃圾分拣机系统设计第1章前言最初的分拣系统是完全基于人力的作业系统。通过人工搜索、搬运来完成货物的提取。这种分拣系统的作业效率低下，无法满足现代化物流配送对速度和准确性的高要求。随着科学技术的飞速发展，分拣系统中开始运用各种各样的自动化机械设备。计算机控制技术和信息技术成为信息传递和处理的重要手段。机械化、自动化、智能化成为现代分拣系统的主要特点与发展趋势。自动分拣系统是二战后在美国、日本以及欧洲广泛采用的一种分拣系统。一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口四部分组成，它们通过计算机网络联结在一起，配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个完整的分拣系统。
2、随着计算机技术的飞速发展，可编程控制器应运而生。并且功能也越来越强大。在应用上，PLC有着其他设备无以比拟的优越性，它可靠性高，抗干扰能力高；适用性强，应用灵活；编程方便，易于使用；功能强大，扩展能力强；控制系统设计、安装、调试方便；维修方便，维修工作量少；体积小，质量轻，易于实现机电一体化。垃圾分拣机系统设计2第2章垃圾分拣机的设计背景现代社会已将物流的高科技自动分拣桃、自动化立体仓库、信息处理及通讯自动化等广泛应用于各个流通领域。可以肯定，随着物流大环境的逐步改善，科学技术日新月异的进步，特别是感测技术激光扫描、电子标签及计算机控制技术等的引入使用，自动分拣系统在我国发展空间巨大。垃圾分拣
3、经济是从源头上对垃圾进行分类，便于垃圾进行分类处理，废纸、金属、玻璃、塑料等垃圾可以回收利用，用于制造新的产品；碳含量高的垃圾则可以送到垃圾焚烧厂发电；不能回收而且热值不高的垃圾则需要填埋（本垃圾分拣机主要对可回收垃圾进行分拣、处理、再生利用）。该系统的作业过程可以简单描述如下在生活中，每天都会有成千上万的垃圾产生，而垃圾的分类处理也变成至关重要的问题。垃圾分拣机，用以解决生活垃圾不能从源头进行机械分拣的问题，它正好可以在短时间内将垃圾中不同种类、不同材料的垃圾分拣出来，然后将垃圾分类处理，或销毁或再生利用。这样不仅可以充分的利用生活垃圾，实现可持续性发展，而且减轻了工作人员的负担，提高了工作
4、效率，为社会提供了服务。有了垃圾分拣机，就可让人们不必为垃圾进行分类的问题烦恼。河北化工医药职业技术学院毕业论文3第3章垃圾分拣装置结构及总体设计31分拣系统的组成分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。1控制装置。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、输送装置进行相应的作业。2分类装置。分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣指令，当具有相同分拣信号的商品经过该装置时，该装置动作，使其改变输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分拣道口。3输送装置。输送装置的主要组成部分是传送带或输送机，其主要作用是使待分拣物料通过控制装置、分类装置，并沿
5、固定线路运送物料。4分拣道口。分拣道口是已分拣物料脱离主输送机或主传送带进入相应的箱内区域的通道。32垃圾分拣机的工作过程它采用台式结构，内置电源，有电动机、传感器、回收箱等部件。选用不同类型的传感器对垃圾进行检测，识别它的材料，对它进行分拣。系统上电后，可编程序控制器首先控制启动输送带，下料传感器检测料槽有无物料，若无料，输送带运转一个周期后自动停止等待下料；当料槽有料时，下料传感器输出信号给PLC，PLC控制输送带继续运转，同时电动机处于电动状态。当垃圾上传送带时，到某一传感器时，传图31垃圾分拣机工作过程示意图垃圾分拣机系统设计4感器对其进行检测，如果检测出是对应材料的垃圾，则同时发送信
6、号给相应的，将垃圾推入相应回收箱内；如果不是，则继续前行直到到达相应的传感器，并被推入回收箱为止，则为完成。当系统设定为分拣某种材料的物料时，由程序记忆各传感器的状态，完成分拣任务。33系统的设计要求系统的设计要求主要包括功能要求和控制要求，进行设计之前，首先应分析控制对象的要求。331功能要求垃圾分拣装置应实现基本功能如下（1）分拣出金属材料的垃圾（2）分拣出塑料材料的垃圾（3）分拣出玻璃材料的垃圾（4）分拣出纸质材料的垃圾332控制要求系统利用各种传感器对待测垃圾进行检测并分类。当待测物体经下料装置送入传送带后，依次接受各种传感器检测。如果被某种传感器测中，通过相应的电动机将其推入相应的垃
7、圾回收箱内；否则，继续前行。河北化工医药职业技术学院毕业论文5其制要求有如下几个方面（1）系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲（2）电机运行，带动传输带传送垃圾运行（3）有物料时，下料电机动作，将垃圾送出（4）当电涡流传感器检测到金属时，电动机1动作，推入金属回收箱（5）当电容传感器检测到塑料时，电动机2动作，推入塑料回收箱（6）当光敏传感器检测到玻璃时，电动机3动作，推入玻璃回收箱（7）当电容传感器检测到废纸时，电动机4动作，推入废纸回收箱（8）电动机运行应有动作限位保护（9）下料槽内无下料时，延时后自动停机第4章控制系统的硬件设计PLC控制系统的硬件设计，主要是根据被控制对象对PLC控
8、制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备，选择合适的PLC类型，并分配I/O点。41系统的硬件结构411分拣机的动作过程按下启动按钮后，电动机M5运行，绿灯L2亮，传送带运转，表示可以进垃圾。S1S6为检测垃圾的接近开关，当接近开关S1为ON时表示垃圾分拣机检测到有垃圾到来。从编码器输入物料的材料编码，分别以1、2，3、4、5代表金属、塑料、玻璃、纸质、其它5种材料的材料编码，即正常的编码值为1、2、3、4、5。若非此5个数，则红L1闪烁表示出错，电动机M5停止，需按下启动按钮后才能重新运行。若是此5个数中的任意一个，则红灯L1亮，绿灯L2灭，电动机M5持续运行。当接近开关S2为ON
9、时，表明垃圾到达第一个回收处，如果垃圾材料编码与此处编码相同，则电动机M5停止，电动机M1启动并推动推杆，将此垃圾分拣到该回收箱内，接近开关S2变为OFF，M1的推杆自动收回，分拣完毕后红灯L1熄灭，绿灯L2亮表示可以继续进垃圾；如果材料编码与此处编码不同，则电动机M5继续保持运行，当接近开关S3为ON时表明垃圾到达第二个邮箱处再进行比较判断，依次类推，当接近开关S4和接近开关S5为ON时表明垃圾到达第三个和第四个回收箱处；如果材料编码与前四处编码均不同，则表明编码为5，垃圾将经过接近开关S6处自动进入第5个回收箱，然后红灯L1熄灭，绿灯L2亮可以继续进垃圾。垃圾分拣机系统设计642机型的选择
10、及输入输出的确定421机型的选择垃圾分拣是一个比较固定的过程，要实现的功能也相对简单，无需A/D和D/A转换、加减运算。另外，控制程序也比较固定，不需要在线编程，选用整体式PLC就可以满足工艺的要求了。综合前面的工艺要求与I/O点数可知，在机型上可选用西门子公司生产的CPU型号为226型的微型可编程控制器。422IO分配在设计过程中选用西门子S7200系列PLC，基本单元选用CPU226模块DC24输入/继电器10输出，扩展单元选用EM223DC8输入/继电器8输出能满足控制要求。在确定了控制对象的控制要求和选择好PLC的机型后，即可以进行安全监控系统的流程设计，考虑到编程简单、检查方便和接线
11、容易等因素，根据实际过程，编制了输入、输出点的地址编号。图41系统硬件设计示意图河北化工医药职业技术学院毕业论文7编程控制器系统I/O点数估算。系统I/O分配见下表表1输入、输出点分配输入量输出量启动按钮I00红灯（L1）Q00复位按钮I01绿灯（L2）Q01停止I02传送带M5Q02接近开关1（S1）I03电动机1（M1）Q03接近开关2（S2）I04电动机2（M2）Q04接近开关3（S3）I05电动机3（M3）Q05接近开关4（S4）I06电动机4（M4）Q06接近开关5（S5）I07接近开关6（S6）I10编码器I20I23由表可知共需I/O点数为13个输入，7个输出垃圾分拣机系统设计8
12、图42为分拣机与PLC的硬件连接图在系统软件设计过程中，首先根据系统控制要求和工艺流程设计出系统顺序功能图，然后根据顺序功能图设计出梯形图。河北化工医药职业技术学院毕业论文9第5章系统软件设计51垃圾入箱控制软件设计流程设计流程垃圾检测；编码信息检测；编码信息转化为脉冲信号；垃圾入箱；出错控制。PLC控制部分流程图如图所示图51软件设计流程图垃圾分拣机系统设计1052单一垃圾分拣机的PLC控制梯形图单一垃圾分拣机的PLC控制梯形图如下图所示。河北化工医药职业技术学院毕业论文11垃圾分拣机系统设计12河北化工医药职业技术学院毕业论文13垃圾分拣机系统设计14河北化工医药职业技术学院毕业论文15结
13、论分拣机采用可编程控制器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。同时，只要根据不同的分拣对象，对本系统稍加修改即可实现求。本系统采用的可编程控制器，只要结合不同的传感器，比如根据材料的属性、尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器，就可对不同的物料进行分拣，具有广泛的应用前景。通过此次设计，了解学习了PLC在大小球分选系统的工作原理及使用方法。其中电路及软件实现
14、是此次设计的主要部分。作为一个好的控制系统必须把各种控制都考虑在内之外，还要考虑安全控制，一个安全的系统才是真正的好系统致谢历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要感谢我的论文指导老师，他们对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和
15、朋友，在我写论文的过程中给予我了很多有用的素材，还在论文的撰写和排版的过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正垃圾分拣机系统设计16参考文献1孙平可编程控制器原理及应用M北京高等教育出版社,19992张桂香电气控制与PLC应用M化学工业出版社,20063张运波工厂电气控制技术M化学工业出版社,20014余雷声电气控制与PLC应用M化学工业出版,20015王兆义小型可编程控制器实用技术M化学工业出版社,20026张泽荣可编程控制器原理及应用M化学工业出版社,20027田瑞庭可编程控制器应用技术M化学工业出版社,19948李景学可编程序控制器应用系统设计及方法M化学工业出版社2001
