垃圾自动分拣机构PLC控制.docx

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1、垃圾自动分拣机构PLC控制第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。随着计算

2、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。对本系统完成其设计之后，进行了整体调试。在硬件部分，调试其各部分安装的 位置及角度，使其材料物块的运行与传感器安装的角度适合。将硬件各部分的动作幅 度进行调试之后，进行了软硬件综合调试，实现材料分拣系统中上料、传送与分拣的 全过程。第2章垃圾分拣自动分拣的设计背景1.1 1分检系统的基本介绍自动分拣系统

3、（AUtOmatiCSortingSyStem）是先进配送中心所必需的设施条件之 一。它具有很高的分拣效率，通常每小时可分拣商品6000-12000箱，可以说，自动分 拣机是提高物流配送效率的一项关健因素。它是二次大战后在美国、日本的物流中心 中广泛采用的种自动分拣系统，该系统目前已经成为发达国家大中型物流中心不可缺 少的一部分。自动分拣机是自动分拣系统的一个主要设备。它本身需要建设短则40-50米，长 则150-200米的机械传输线，还有配套的机电一体化控制系统、计算机网络及通信系 统等，这一系统不仅占地面积大（动辄20000平方米以上），而且还要建34层楼高的 立体仓库和各种自动化的搬运设

4、施（如叉车）与之相匹配，这项巨额的先期投入通常需 要花10-20年才能收回。该系统的作业过程可以简单描述如下：物流中心每天接收成百上千家供应商或货 主通过各种运输工具送来的成千上万种商品，在最短的时间内将这些商品卸下并按商 品品利K货主、储位或发送地点进行快速准确的分类，将这些商品运送到指定地点（如 指定的货架、加工区域、出货站台等），同时，当供应商或货主通知物流中心按配送指 示发货时，自动分拣系统在最短的时间内从庞大的高层货存架存储系统中准确找到要 出库的商品所在位置，并按所需数量出库，将从不同储位上取出的不同数量的商品按 配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送。自动

5、分拣系统般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。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、按商品品 种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不 同方式，如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检 测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去根据对这些分拣信号判断，来决定某 一种商品该进入哪一个分拣道口。分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣指示，当具有相同分拣信号的商品经 过该装 置时，该装置动作，使改变在输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分 拣道口。分类 装置的种类很多，一般有推出式、浮出式

6、、倾斜式和分支式几种，不同 的装置对分拣货物的 包装材料、包装重量、包装物底面的平滑程度等有不完全相同的要求。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商品贯通过控制装 置、分类装置，并输送装置的两侧，一般要连接若干分拣道口,使分好类的商 品滑下主输送 机（或主传送带）以便进行后续作业。分拣道口是己分拣商品脱离主输送机（或主传送带）进入集货区域的通道，一般由钢带、 皮带、滚筒等组成滑道，使商品从主输送装置滑向集货站台，在那里由工作 人员将该道口的 所有商品集中后或是入库储存，或是组配装车并进行配送作业。以上四部分装置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

7、成 一个完整的自动分拣系统。1.2 分拣系统的意义二次大战以后，自动分拣系统逐渐开始在西方发达国家投入使用，成为发达国家先进和 物流中心，配送中心或流通中心所必需的设施条件之一。（1）能连续、大批量地分拣货物由于采用大生产中使用的流水线自动作业方式，自 动分拣系统不受气候、时间、人的体力等的限制，可以连续运行，同时由于自 动分拣系统单 位时间分拣件数多，它可以连续运行IOO个小时以上,每小时可分拣7000件包装商品，如用人 工分拣则每小时只能分拣150件左右，同时分拣人员也不能在这种劳动强度下连续工作8小 时。（2）分拣误差率极低自动分拣系统的分拣误差率大小主要取决于所输入分拣信息的准 确性大

8、小，这又取决于分拣信息的输入机制，如果采用人工键盘或语音识别方式输入，则误 差率在3%以上，如采用条形码扫描输入，除非条形码的印刷本身有差错，否则不会出错。因 此，目前自动分拣系统主要采用条形码技术来识别货物。（3）分拣作业基本实无人化 国外建立自动分拣系统的目的之一就是为了减少 人员的 使用，减轻工员的劳动强度，提高人员的使用效率，因此自动分拣系统能最大限度地减少人 员的使用，基本做到无人化。分拣作业本身并不需要使用人员，人员的 使用仅局限于送货车 辆抵达自动分拣线的进货端时，由人工接货，由人工控制分拣系 统的运行，分拣线末端由人 工将分拣出来的货物进行集载、装车，自动分拣系统的经营、管理与

9、维护。如美国一公司配送中心面积为10万平方米左右，每天可分拣近40万件商品，仅使用400 名左右员工，自动分拣线做到了无人化作业。对于分拣系统的应用前景，主要着眼于分拣系统的可靠性，优越性，应用领域的 适用性 以及系统的经济效益、成本等方而来考虑。但因分拣系统其要求使用者必须具备一定的技术经济条件，因此，在发达国家，物流中心、 配送中心或流通中心不用自动分拣系统的情况也很普遍。对于自动分拣系统因其自身存在的 一些问题，在一定程度上限制了其应用的领域及其范围。在引进和 建设自动分拣系统时一定 要考虑以下条件：自动分拣系统的一次性投资巨大，其本身需要建设短则4050米，长则150-200米的机 械

10、传输线，还有配套的机电一体化控制系统、计算机网络及通信系统等，这一系统不仅占地 面积大，动辄2万平方米以上，而且一般自动分拣系统都建在自动主体 仓库中，这样就要建 34层楼高的立体仓库，库内需要配备各种自动化的搬运设施，这丝亳不亚于建立一个现代化 工厂所需要的硬件投资。这种巨额的先期投入要花1020年才能收回，如果没有可靠的货源 作保证，则有可能系统大都由大型生产企业或大型专业物流公司投资，小企业无力进行此项 投资。1.3 垃圾自动分拣机构的意义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

11、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

12、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。第3章分检系统中的硬件3.1 PLC的分类目前，在我国PLC的分类还没有一个统一的标准。根据性能和应用范围可将其进行如下 分类。1、按性能分类根据PLC的I/O点数、用户程序存储器容量和控制功能的不同，可将其分为小型、中型 和大型二类。小型PLC又称低档PLe,它的I/O点数小于128点，用户程序存储器容量小于4K字， 功能简单，以开关量控制为主，可实现条件控制、顺序控制

13、、定时记数控制。适用于单机或 小规模生产过程。中型PLC 乂称中档PLC,它的I/O点数在128512点之间，用户程序存储 器容量为4K8K字，功能比较丰富、兼有开关量和模拟量的控制能力，具有浮点数运算、 数制转换、中断控制、通信联网和PlD调节等功能。适用于小型连续生产过程的复杂逻辑控 制和闭环过程控制。大型PLC又称高档PLC,它的I/O点数在512点以上，用户程序存储器容量达到8K字 以上，控制功能完善，在中档机的基础上，扩大和增加了函数运算、数据库、监视、记录、 打印及中断控制、智能控制、远程控制的功能。适用于大规模的过程控制、集散式控制系统 和工厂自动化网络。2、按结构分类根据PLC

14、的构成形式，可将PLe分为整体式和机架式（模块式）两大类。整体式PLC 是将CPU、存储单元、输入输出模块和电源部件集中配置在一个机箱内。这种PLC输入输出 点数少、体积小，价格低，便于装入设备内部。小型PLC通常采用这种结构。机架式PLC 将各单元做成独立的模块，使用时将这些模块分别插入机架底板的插座上。可根据生产实际 的控制要求建立模块，构成不同的控制系统。这种PLC输入输出点数多，配置灵活方便，易 于扩展。大中型PLC通常采用这种结构。3、按应用范围分类根据应用范围的不同，可将PLC分为通用型和专用型两类。通用型PLC作为标 准工业 控制装置可在各个领域使用，而专用型PLC是为了某类控制

15、要求专门设计的PLC,如数控机床 专用型、锅炉设备专用型、报警监视专用型等。由于应用的专一性，使其控制质量大大提高。3.2 PLC种类及型号选择PLC种类较多，主要有西门子、三菱、OMRON、FANAC.东芝等，但能配套生 产,大、中、小、微型均有配套且目前用得最广泛的的主要是西门子、三菱、OMRON的PLCo根据系 统中的控制要求PLC点数：实际输入点15点，实际输出点8点，综合对比三菱FX系列（包 FXOSFXlSs FXONFXlN, FX2N等）、西门子系列、OMRON系列中DO点数为 32点各型号的PLC的价格、性能、实用场合等各方面，本系统可选择PLC型号为：FX2N- 32MR,

16、合计总数32点 16点输入，DC24V, 16点继电器输出：尺寸（mm） : 220x87x90,其 性能、价格都优于其他PLCoFX2N系列是FX系列PLC家族中最先进的系列，它能最大范围地包容了标准特 点，程 式执行更快，全面补充通讯功能，适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功 能模块，它可以为工厂自动化控制应用提供最大的灵活性和控制能力。FX2N系列是FX系列 PLC家族中最先进的系列。由于FX2N系列具备如下特点：最 大范围的包容了标准特点、程 式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊 功能模块，它可以为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。该型号PLC有16个输入节点，16个输出节点，能够满足系统要求并留有一定的余量。3.3 传感器的简介国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转 换成可用信号