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1、本科畢業(yè)設(shè)計文獻綜述 基于PLC的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 學(xué) 生：朱安樂 學(xué) 號：04 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班 級：A0916 指導(dǎo)教師：張曉 機械與材料工程學(xué)院 二O一二年十二月 文獻綜述 前言 本篇畢業(yè)設(shè)計（論文）題目是《基于PLC的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計》。目前由于貨物分揀系統(tǒng)中,浪費了巨大的人力物力, 而且嚴重影響了物流的流動速度。 隨著競爭的加劇, 人們對物流的流動速度要求越來越高, 這樣的貨物分揀系統(tǒng)已經(jīng)遠遠不能滿足現(xiàn)代 化物流

2、管理的需要。 現(xiàn)代化的貨物分揀系統(tǒng), 一個先進的貨物分揀系統(tǒng), 對于系統(tǒng)集成 商、倉儲業(yè)、運輸業(yè)、后勤管理業(yè)等都是至關(guān)重要的。建立一個先進的貨物分揀系統(tǒng), 結(jié)合有效的吞吐量,不但可以節(jié)省成本, 而且可以大大提高工作效率, 顯著降低工人的勞動強度。使用這樣的貨物分揀系統(tǒng), 完全屏棄了使用書面文件完成貨物分揀的傳統(tǒng)方法, 采用高效、準(zhǔn)確的電子數(shù)據(jù)的形式, 提高效率, 節(jié)省勞動力。使用這樣的貨物分揀系統(tǒng), 不但可以快速完成簡單的存儲提取, 而且可以方便地根據(jù)貨物的尺寸、提貨的速度要求、裝卸要求等實現(xiàn)復(fù)雜貨物的存儲與提取。 結(jié)合必要的倉庫管理軟件, 可以真正 實現(xiàn)倉庫的現(xiàn)代化管理, 充分實現(xiàn)倉庫空間的

3、合理利用, 顯著提高企業(yè)的物流速度, 為企 業(yè)創(chuàng)造、保持市場競爭優(yōu)勢創(chuàng)造條件 。 正文 物料分揀采用可編程控制器PLC進行控制，能連續(xù)大批量地分揀貨物，分揀誤差率低且勞動強度大大降低，可顯著提高勞動生產(chǎn)率，分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無縫連接，實現(xiàn)對物料信息流的分配和管理。 隨著工業(yè)自動化的普及和發(fā)展，可編程控制器的需求量逐年增大，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。 一、研究的目的和意義 伴隨社會的不斷發(fā)展, 市場競爭的日益激烈, 每個生產(chǎn)企業(yè)都急切地需要改善生產(chǎn)技 術(shù),提高生產(chǎn)效率, 特別在需要進行材料分揀的企業(yè), 以往一直采用人工分揀的方法, 導(dǎo)致生產(chǎn)效率低, 生產(chǎn)成本高, 企業(yè)的競

4、爭能力相當(dāng)差, 材料的自動分揀已成為企業(yè)的唯一選 擇[1]。動分揀系統(tǒng)一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口四個部分組成?？刂蒲b置的作用是識別、接收和處理分揀信號，依照分揀信號的要求指示分類裝置、輸送裝置來進行對應(yīng)的作業(yè)。分類裝置的用處是根據(jù)控制裝置發(fā)出的分揀指令，當(dāng)具有相同分揀信號的物品經(jīng)過該裝置時，該裝置發(fā)生動作，使其更改輸送裝置上的運行方向進入其它輸送機或進入分揀道口。輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機，它的主要用途是使待分揀物品通過控制裝置、分類裝置，并沿著固定線路來運送物品。分揀道口是已分揀物品脫離主輸送機 (或主傳送帶)進入集貨區(qū)域的通道?？删幊绦蚩刂破魇乾F(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的

5、三大支柱之一，具有極為廣泛的應(yīng)用范圍。目前，市場上銷售的設(shè)備提供的實驗?zāi)芰ο鄬^弱，同時還存在安全隱患，一方面危及人身安全， 另一方面還危及設(shè)備安全。因此，擬設(shè)計開發(fā)一種實驗平臺，使其可以最大可能地提高設(shè)備利用率，改善實驗效果，提高實驗層次。用可編程控制器來實現(xiàn)材料分選裝置的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計方法，實驗證明該系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟，可以有效地對金屬材料與非金屬以及其顏色的分選。分析了現(xiàn)代化工廠材料分選在控制與管理的現(xiàn)狀，結(jié)合工廠的實際狀況闡述了材料分選控制系統(tǒng)的工 作原理，給出了一種簡單實用的工廠材料分揀裝置控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計方案?？删幊绦蚩刂破髟诠I(yè)自動化中的地位極為重要，廣泛的

6、應(yīng)用于各個行業(yè)。 二、分揀機發(fā)展趨勢 我國自動分揀機的應(yīng)用大約始于1980 年代,近期的市場興起和技術(shù)發(fā)展始于1997 年。自動分揀的概念先在機場行李處理和郵政處理中心得到應(yīng)用,然后普及到其他行業(yè)。隨著業(yè)界對現(xiàn)代化物流的實際需求的增長,各行業(yè)對高速精確的分揀系統(tǒng)的要求正在不斷地提高。這一需求最明顯地表現(xiàn)在煙草、醫(yī)藥、圖書及超市配送領(lǐng)域，并有望在將來向化妝品及工業(yè)零配件等領(lǐng)域擴展。這些領(lǐng)域的一個共同特點是產(chǎn)品的種類繁多、附加值高、配送門店數(shù)量多、準(zhǔn)確性要求高和人工處理效率低等特點。國外自動分揀系統(tǒng)以美國、日本及歐洲為代表的發(fā)達國家為例，在分揀系統(tǒng)的應(yīng)用上呈現(xiàn)出自動化程度越來越高的特點。自

7、動分揀系統(tǒng)已成為發(fā)達國家大中型物流中心、配送中心或流通中心不可缺少的一部分。自動分揀系統(tǒng)（ Automated Sorting System ）是二戰(zhàn)后在美國、日本以及歐洲的大中型物流中心廣泛采用的一種分揀系統(tǒng)，參照郵局分揀信件自動化的經(jīng)驗配置而成。 一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口四部分組成，它們通過計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)在一起，配合人工控制及相應(yīng)的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個完整的分揀系統(tǒng)。其主要特點有三: 能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率極低，分揀作業(yè)基本實現(xiàn)無人化。自動分揀系統(tǒng)中人員的使用僅局限于進貨時的接貨、系統(tǒng)的控制、系統(tǒng)的經(jīng)營、管理與維護等，這恰好適應(yīng)了國外企業(yè)對減少人員使用、減

8、輕員工勞動強度、提高人員使用效率的要求，因此受到了他們的廣泛重視。 三、PLC 的國內(nèi)外狀況 1968 年，美國通用汽車公司為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的工業(yè)需求，試圖招標(biāo)研 制一種能盡量減少因汽車型號變動而重新設(shè)計汽車裝配線上各種繼電器控制線路的方法。 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制成功了世界上第一臺可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC。1971年，日本從美國引進P L C技術(shù)并加以消化，成功研制日本首臺PLC。 我國對 PLC 的研制和應(yīng)用起步比較晚，但是發(fā)展速度很快。最早應(yīng)用大約始于 1980 年 代，近期市場興

9、起和技術(shù)發(fā)展始于 1997 年。我國可編程控制器的引進、應(yīng)用、研制、生產(chǎn) 是伴隨著改革開放開始的。 最初是在引進設(shè)備中大量使用了可編程控制器。 接下來在各種企 業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了 PLC 的應(yīng)用。 目前， 我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的 CF 系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的 DKK 及 D 系列、大連 組合機床研究所生產(chǎn)的 S 系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的 YZ 系列等多種產(chǎn)品已具備了一定 的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也 是我國比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠家 。 目前，PLC 技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于石油、化工

10、冶金、輕工、機械、電力等各行業(yè)，以實現(xiàn) 邏輯、步進、數(shù)字、機器人、模擬量等的自動控制。繼美國以后，日本、德國、法國等工業(yè) 發(fā)達國家也相繼研制出自己的 PLC，并發(fā)展了各自的PLC技術(shù) 。目前，世界上眾多的 PLC 制造廠家中比較著名的大公司有美國的 AB 公司、哥德公司、德州儀器公司、通用電氣公司、 德國西門子公司、日本三菱、東芝、富士和立石公司等。另外，僅在美國登記的 PLC 公司就有 80 多家，產(chǎn)品達 300 多種。PLC 正以無比可擬強大優(yōu)勢逐漸取代傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)成為工業(yè)控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的基礎(chǔ)自動化設(shè)備?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC 在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地

11、。Plc 在材料分揀過程中有許多優(yōu)點比如自動化程度高，可控性好，具有較強的抗干擾能力；其商業(yè)價值體現(xiàn)在 （1）提高了效益節(jié)省了人力和資金支出 （2）采用PLC控制技術(shù)，因此大幅度減少了因人工操作失誤而引起的錯取等事故 （3）大幅度提高了工效 四、分揀系統(tǒng)的應(yīng)用前景 對于分揀系統(tǒng)的應(yīng)用前景，主要著眼于分揀系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)越性，應(yīng)用領(lǐng)域的適用性以及系統(tǒng)的經(jīng)濟效益、成本等方面來考慮。1、分揀系統(tǒng)能靈活的與其他物流設(shè)備實現(xiàn)無縫連接，如自動化倉庫、各種存儲站、自動集放鏈、各種運載工具、機器人等。實現(xiàn)對物料實物流的分配、對物料信息流的分配和管理。2、采用分揀系統(tǒng)，人工分揀、堆置物料的勞動強度

12、大大降低，操作人員無須為跟蹤物料而進行大量的報表工作、登單工作，因而 顯著提高勞動生產(chǎn)率。另外，非直接勞動力如物料倉庫人員、發(fā)料員 以及運貨員工作量的減少甚至取消又進一步直接降低了作業(yè)成本。3、由于分揀系統(tǒng)運行平穩(wěn)、安全性高，同時，人工揀取物料的作業(yè)量降低，對物品的損壞減少，為顧客假造了更多的價值，為公司贏得了更多的信譽和商機。4、由于分揀系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝，具有系統(tǒng)布局靈活，維護、檢修方便等特點使得它可以方便的放置使用場所，受場地 原因影響不大。 結(jié)論 21世紀PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計和制造上會有運算速度更快、存儲容

13、量更大、智能更強的品種出現(xiàn)從產(chǎn)品規(guī)模上看會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展從產(chǎn)品的配套性上看產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。我國對PLC技術(shù)的研究和應(yīng)用與美、日、德、法等工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大差距但潛在市場廣闊。 參考文獻 [1] 王煜東，傳感器及應(yīng)用[M]，機械工業(yè)出版社，2008年 [2] 梁森，自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)[M] ，北京機械工業(yè)出版社，2011年 [3] 周美蘭,忘岳宇, PL

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