目录1、绪论 (1)1.1 材料输送分拣系统的意义 (1)2、系统的设计内容及要求 (2)3、皮带输送机的硬件配置 (3)3.1 PLC简介 (3)3.2 材料输送分拣系统的I/O分配 (3)3.3 材料输送分拣系统的外部接线 (5)4、材料输送分拣系统软件设计 (6)4.1编程软件介绍 (6)4.3程序的分析 (7)4.4系统调试 (10)5、皮带输送机监控界面的设计 (10)5.1 组态软件的概述 (10)5.2 定义数据词典 (11)5.3 用户界面的制作 (12)5.4命令语言的编写 (14)6、程序调试 (16)7、实验体会 (16)参考文献 (16)附录Ⅰ程序梯形图 (17)材料输送分拣系统许嘉馨沈阳航空航天大学北方科技学院摘要：随着我国工业的急速发展，自动化产业中材料分拣系统系统日趋重要。

它在产品质量检测和运输过程中，常常重要根据产品的形状、重量以及质量将其进行分类。

这样的分类方法主要有手工分拣和自动分拣两种，自动分拣中，还有诸如光电扫描、图像识别、机械筛网、利用传感器检测物块，然后传感器根据接收的信号和用户的设定，监控相应气动阀，通过工控软件组态王与PLC实时通信完成产品的自动分拣，从而实现对自动分拣系统的监控。

关键词：分拣系统；PLC；组态软件；1、绪论1.1 材料输送分拣系统的意义我国分拣设备的研发和应用起步较晚，与国外相比约晚20 年左右。

前期主要受历史因素影响，相当长的时期内只停留在研究和中试阶段，改革开放以来，通过国外产品引进及与国外专业厂商技术合作与交流，引入了国外先进技术和理念，国内对分拣设备的研制越来越成熟，应用也越来越多。

早期主要应用于在邮政行业，生产和流通领域运用的并不是太多。

近几年输送分拣系统由于它能有效地解决生产分拣过程人工作业运行成本高、效率低等弊病，所以应用越来越广泛。

传统的自动分拣系统，由于当时的技术水平不高，分拣的种类不多和分拣精度不高，再加上PLC技术、位置控制技术、气动技术都不够完善。

所以应用到实际生产效果不是很明显。

传统的材料分拣都是通过人工来进行分拣的，这样一来不但增加了人员的成本，而且分练速度和精确度都得不到保障。

生产过程的条件可能会很恶劣，生产工不可能都能在该环境作业，所以物料分拣系统能发挥其功效，材料自动分拣系统能连续、大批量地分拣货物，由于采用流水线自动作业方式，并不受气候、环境、时间、人的体力等的限制，可以连续运行。

THFCL-1型材料分拣实物教学模型，是涵盖了PLC技术，位置控制技术、气动技术有机结合成一体的教学仪器。

随着PLC技术、位置控制技术、气动技术的发展，机械化程度的逐步提高，分工也越来越细，材料分拣实物教学模型能够应用到该领域，对于生产过程中需要重复分拣某些特征明显物料有重要的现实意义。

并通过通信电缆实现与上位机的通信，上位机采用组态软件设计监控系统。

从而可减少成本和提高劳动生产率。

1.2 材料输送分拣系统的概述传统的自动分拣系统，由于当时的技术水平不高，分拣的种类不多和分拣精度不高，再加上PLC技术、位置控制技术、气动技术都不够完善。

所以应用到实际生产效果不是很明显。

传统的材料分拣都是通过人工来进行分拣的，这样一来不但增加了人员的成本，而且分练速度和精确度都得不到保障。

生产过程的条件可能会很恶劣，生产工不可能都能在该环境作业，所以物料分拣系统能发挥其功效，材料自动分拣系统能连续、大批量地分拣货物，由于采用流水线自动作业方式，并不受气候、环境、时间、人的体力等的限制，可以连续运行。

THFCL-1型材料分拣实物教学模型，是涵盖了PLC技术、位置控制技术、气动技术的发展，机械化程度的逐步提高，分工也越来越细，材料分拣实物教学模型能够应用到该领域，对于生产过程中需要重复分拣某些特征明显物料有重要的现实意义。

并通过通信电缆实现与上位机的通信，上位机采用组态软件设计监控系统。

在PLC控制下的下位机经过数据线的连接把分拣系统的每个步骤及时的反馈给上位机，上位机能在第一时间把下位机的现状反映在电脑屏幕上，从而能方便工作人员对整个系统的操作，能大大的提高工作效率。

2、系统的设计内容及要求本文主要完成材料输送分拣系统在启动后，传感器接收到有信号时，推料气缸将工件推出至输送线上。

若完成上叙工序后，传感器检测出无工件，则发出报警信号，再次加入工件后系统继续下一步操作。

工件在输送带上分别经第一、第二、第三传感器时，感器把检测到的信号传给PLC用来判别工件的属性，同时向系统发送工件属性结果信号，物料被传送带输送终点时，传送带停止工作，向系统发送工件到达输送带终点信号，如此循环。

3、皮带输送机的硬件配置3.1 PLC简介在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。

目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。

为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介，以期对各位网友有所帮助。

PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。

个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller （PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。

PLC的定义有许多种。

国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。

在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

3.2 材料输送分拣系统的I/O分配本系统需要9个输入点和6个输出点。

根据PLC的特点和系统设计的需要，输入信号包括启动按钮、传感器接受信号、结束按钮等等。

输出信号包括推料气缸推料、夹起工件、发出报警信号等等。

其I/O分配如表1所示。

表1 元件地址I/O分配3.3 材料输送分拣系统的外部接线PLC输入点与系统相连接，系统的启动、料仓传感器检测、工件推出信号分别与PLC 输入点I0.0～I0.2相连；系统检测到料仓内没有工件、再次加入工件分别与输入点I0.4～I0.5相连接，系统处于运行状态与输入点I0.3相连接。

PLC输出点与推料气缸、机械手、报警信号、上料工件推出信号、第一推料气缸、第二推料气缸、第三推料气缸相连接。

外部接线图如图3.4.1所示。

GND +24V GND +24VL0 S0 L1S1 L2S2 L3S3S4 L4S5 L5S6 L6S7K1图3.4.1 PLC外部接线图4、材料输送分拣系统软件设计4.1编程软件介绍STEP 7编程软件用于西门子系列工控产品包括SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的WinAC的编程、监控和参数设置，是SIMATIC工业软件的重要组成部分。

Step7 Basic ——针对于西门子最新的S7-1200系列的编程软件，其中可以包含S7-1200专用的触摸屏进行组态，同时也可以对1200专用的伺服进行设定。

Step7——S7-300/400的编程软件，编程方式仅局限于LAD，STL，FBD。

Step7 ProFessiona l——内部包含有Step7，并含有Graph,HiGraph,SCL以及模拟器PLCSIM。

Step7 Lite——受限制的Step7版本，仅可以使用该版本组态本地机架，不可组态网络。

Step7 Micro——西门子S7-200的编程软件。

S7-200，S7-300，S7-1200只能使用其对应的编程软件进行编程。

STEP 7具有以下功能：硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。

STEP 7的所有功能均有大量的在线帮助，用鼠标打开或选中某一对象，按F1可以得到该对象的相关帮助。

在STEP 7中，用项目来管理一个自动化系统的硬件和软件。

STEP 7用SIMATIC管理器对项目进行集中管理，它可以方便地浏览SIMATIC S7、M7、C7和WinAC的数据。

实现STEP 7各种功能所需的SIMATIC软件工具都集成在STEP 7中。

4.2材料输送分拣系统程序设计系统开始，传感器接收到有信号时，推料气缸将工件推出至输送线上。

机械手夹起工件至输送带上。

若完成上叙工序后，传感器检测出无工件，则发出报警信号，再次加入工件后系统继续下一步操作。

工件在输送带上分别经第一、第二、第三传感器时，感器把检测到的信号传给PLC用来判别工件的属性，同时向系统发送工件属性结果信号，物料被传送带输送终点时，传送带停止工作，向系统发送工件到达输送带终点信号。

程序流程图如图4.2.1所示。

图4.2.1材料输送分拣系统流程图4.3程序的分析系统启动K0后，料仓传感器S0检测到有工件，延时2秒。

推料气缸L0亮将工件退出至皮带输送线，并向系统发出工件推出信号L1亮，当搬运机械手L2亮夹起工件。

若系统仍处于运行状态，则进行下一次推出工件操作。

若供料库内没有工件S1。

应向系统发出报警信号L3亮，放入工件S2后，报警信号消失。

系统启动后接收到的上料单元工件推出信号S3后，皮带开始输送工件。

工件分别经第一S4、第二S5、第三传感器S6时，传感器把检测到的信号传给PLC 用来判别工件的属性，同时向系统发送工件属性结果信号，L4、L5、L6灯亮。

物料被传送带输送终点时，传送带停止工作，向系统发送工件到达输送带终点信号，如此循环。

4.4系统调试（1）根据实验要求编写PLC程序，并且输入PLC中，进行检查和核对，确保程序无误。