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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。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要求。
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。本文主要介绍了 PLC 控制系统的硬件和软件设计，以及一些
调试方法。
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第 1 章 材料分拣装置结构及总体设计
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。本章主要介绍分拣装置的工艺过程及控制要求。
要想进行 PLC 控制系统的设计，首先必须对控制对象进行调查，搞清楚控制对象的工艺过程、工作特点，明确控制要求以及各阶段的特点和各阶段之间的转换条件。
1.1 材料分拣装置工作过程概述
如图 1-1 所示为本分拣装置的结构示意图。
图 1-1 材料分拣装置结构示意图
它采用台式结构，内置电源，有步进电机、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气
动减压器、滤清器、气压指示等部件，可与各类气源相连接。选用颜识别传感
器及对不同材料敏感的电容式和电感式传感器，分别固定在网板上，且允许重新
安装传感器排列位置或选择网板不同区域安装。
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 SN 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，同时控制气动阀 5 进行精品文档
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下料，每次下料时间间隔可以进行调整。物料传感器 SA 为电感传感器，当检测
出物料为铁质物料时， 反馈信号送 PLC，由 PLC 控制气动阀 1 动作选出该物料；
物料传感器 SB 为电容传感器，当检测出物料为铝质物料时， 反馈信号送 PLC, PLC
控制气动阀 2 动作选出该物料； 物料传感器 SC 为颜传感器， 当检测出物料的
颜为待检测颜时， PLC 控制气动阀 3 动作选出该物料。物料传
感器 SD 为备用传感器。 当系统设定为分拣某种颜的金属或非金属物料时， 由程
序记忆各传感器的状态，完成分拣任务。
1.2 系统的技术指标
输入电压： AC200～ 240V（带保护地三芯插座）
消耗功率： 250W
环境温度范围： -5～ 40℃
气源：大于 0.2MPa切小于 0.85Mpa
1.3 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。
1.3.1 功能要求
材料分拣装置应实现基本功能如下
（1）分拣出金属和非金属
（2）分拣某一颜块
（3）分拣出金属中某一颜块
（4）分拣出非金属中某一颜块
（5）分拣出金属中某一颜块和非金属中某一颜块
1.3.2 系统的控制要求
系统利用各种传感器对待测材料进行检测并分类。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，通过相应的气
动装置将其推入料箱；否则，继续前行。其控制要求有如下 9 个方面：
（1）系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲精品文档
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（2）电机运行，带动传输带传送物体向前运行
（3）有物料时，下料汽缸动作，将物料送出
（4）当电感传感器检测到铁物料时，推汽缸 1 动作
（5）当电容传感器检测到铝物料时，推汽缸 2 动作
（6）当颜传感器检测到材料为某一颜时，推汽缸 3 动作
（7）其他物料被送到 SD 位置时，推汽缸 4 动作
（8）汽缸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
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