基于PLC食品分拣与包装控制系统设计

基于PLC食品分拣与包装控制系统设计

摘要：食品分拣与包装控制以可编程控制器PLC为核心进行控制，利用了限位开关等各类型传感器，依据三自由度的气动机械手、视觉相机、气缸和传送带，下料时传送时情况检测和包装时控制要求。结合气动元件的优势，实现了食品分拣与包装。在工业上食品加工厂进行大批快速分拣食品，而且分拣的效率比较高，速度相对的比较高、失误率比较低且极大地降低了劳动力，提高了劳动生产力，实现了对食品分拣的管理与分配。

关键词:PLC;分拣装置;包装控制;传感器；组态

第一章引言 2

1.1课题研究的目的与意义 2

1.2国内外分拣系统的研究现状与应用概况 2

1.2.1国外分拣系统的发展与现状 3

1.2.3 国内分拣系统的发展与现状 4

1.3本论文的安排 5

第二章分拣系统总体结构设计 6

2.1食品分拣与包装控制的概述 6

2.1.1 本课题主要研究内容 6

2.1.2 要解决的问题 6

2.2食品分拣与包装控制结构工作过程 8

第三章食品分拣与包装控制系统的硬件设计 10

3.1系统的硬件选型 10

3.1.1 PLC的选型 10

3.1.2 监控系统选型 11

3.1.3相机选型 13

3.1.4 检测元件和执行机构选择 14

3.1.6 元器件清单 20

3.2.确定I/O分布 21

3.2.1 PLC输入/输出端子分配 21

3.3 系统硬件电路图设计 22

3.3.1 系统主电路图 22

3.3.2 PLC外部接线图设计 23

3.2.3 PLC电气柜设计 24

3.4 PLC通讯电路 25

3.4.1 PLC与计算机通讯 25

3.4.2 PLC与电气设备通信 26

第四章食品分拣与包装控制系统的软件设计 28

4.1食品分拣与包装控制系统设计流程 28

4.2控制系统程序设计 30

4.3系统组态监控的设计 32

4.3.1触摸屏与计算机连接 33

4.3.2 MCGS组态软件的介绍 33

4.3.4.食品分拣与包装系统的监控设计 34

第五章系统调试 36

5.1 食品分拣系统硬件调试 36

5.2 食品分拣系统软件调试 36

5.3 整体调试 37

第六章总结与展望 38

6.1 总结 38

6.2 展望 38

致谢 39

参考文献 40

毕业设计附录目录 41

第一章引言

1.1课题研究的目的与意义

社会不断进步，分拣系统的装置也越来越成熟，分拣系统的设配也越来越完善，这样大大的提高了劳动力，节省了资金。本文阐述了食品分拣与包装控制系统的主要组成部分以及工作原理，并且详细的介绍了食品分拣控制过程，利用MCGS组态对食品分拣的工作进行监控，大大地降低了出错率，节约成本。

在前期，因为PLC的生产技术不是特别的成熟完善，分拣系统还需要靠手动才能来完成任务，然而这样对食品分拣系统来说是比较困难比较复杂的，因为它成本比较高、周期性才，而且还必须要有专业人来操作设备，这样极大的较低了生产力。但是经过一段时间后，科技的迅猛发展，分拣系统也在不断的完善，PLC能够和计算机连接在一起，这样将PLC充分地运用到食品分拣系统中，食品分拣与包装控制在不断进步与完善改进。到迄今为止，食品分拣都是利用自动化来控制操作的，真正地实现了无人操作设备的状态，自动化技术有了极大的进步。新系统的设备比较简单、操作便捷，适应性比较强、速度快、维修比较方便，极大地受工厂欢迎。

1.2国内外分拣系统的研究现状与应用概况

依据国内外的食品分拣与包装控制的应用情况分析，国外技术先进，设备齐全，采用高水平的自动化食品分拣，在以前我国的自动化水平还达不到，技术不发达，所以在工业领域中应用较少。

社会的不断进步，分拣系统的装置也越来越成熟，分拣系统的配置也越来越完善，这样大大的提高了劳动力，节省了资金。本文阐述了一个基于PLC的食品分拣与包装控制系统的设计，分拣系统的主要组成部分以及工作原理，并且详细的介绍了食品分拣控制过程，利用MCGS组态对食品分拣的工作进行监控，大大地降低了出错率，节约成本。

在前期，因为PLC的生产技术不是特别的成熟完善，分拣系统还需要靠手动，才能完成任务，然而这样对食品分拣系统来说是比较困难比较复杂的，因为它成本比较高、周期性才，而且还必须要有专业人来操作设备，这样极大的较低了生产力。但是经过一段时间后，科技的迅猛发展，分拣系统也在不断的完善，PLC能够和计算机连接在一起，这样将PLC充分地运用到食品分拣系统中，食品分拣与包装控制在不断进步与完善改进。到迄今为止，PLC技术已经很成熟，食品分拣都是利用自动化来控制操作的，真正地实现了无人操作设备的状态，自动化技术有了极大的进步。新系统的设备比较简单、操作便捷，适应性比较强、速度快、维修比较方便，极大地受工厂欢迎。

PLC可编程控制器在前期时是一个比较难懂的继电器和接触器，系统的面积很大、生产成本较高、周期性特长操作比较复杂难懂。然而食品分拣与包装控制的接线比较简单，控制性，安装比较简单，利用PLC来控制食品分拣，采用传感器、视觉相机、机械手和组态分别对系统进行检测监控，极大地降低了失误率，减少劳动力。

1.2.1国外分拣系统的发展与现状

在一些发达的国家中，工业中食品分拣他们利用自动化比较多，自动分拣已成为技术前沿，是工业中不可剥离的一部分。

自动分拣系统是以美国、日本为中心的用到广泛使用全自动化程度较高，先进的元器件，参照物流分拣信件自动化全新配置。在这一些当中，涵盖了四个部分控制装置、检测装置、分拣装置和输送装置，这些装置能与PC机相互通讯传递通讯信息。其主要特点是：

（1）高效率，成本低，劳动力低；

（2）失误率较低，速度快、操作简单；

（3）基本上都实现了机器操作。

（4）自动化技术的成熟、配置齐全、技术成熟。

自动化分拣之前仅是局限于某些行业，例如分拣人员的使用就是在货物到的时候接货物，对货物进行分配管理、系统的分拣、系统的维护及管理等。但是现在科技的不断发展，社会不断进步，分拣系统的成熟，现在机器分拣代替了以往的人员分拣，因此分拣系统得以广泛使用。

1.2.3 国内分拣系统的发展与现状

国内外政策的不断改变，依据国内现有的现状，并随着科学技术的变化，自动分拣的技术不断的成熟，分解系统基本实现了无人操作化。主要特点：

（1）自动化系统

（2）设备应用范围不广

（3）集约化程度较低

国内外政策的不断改变，自动分拣的技术不断的成熟。分解系统基本实现了无人操作化，降低了效率。分拣系统灵活地运用与生产设备的相互作用实现其优越性。采用人工分拣、自动分拣系统这样降低了生产成本，提高效率。由于食品分拣系统的运行比较平稳，失误率较低，安全性比较高，所以在一些食品加工厂或者物流公司、器械公司、自动化仓库等运用得比较广泛的。因为食品分拣系统采用标准模块化进行的分拣，这样使得分拣系统的布局较于灵活和维修比较便利。

1.3本论文的安排

本论文共分为五章。论文的第一章主要介绍了食品分拣与包装控制系统的研究目和意义以及一些国内外方便的应用领域，分析了食品分拣的前景状况；第二章主要是设计了本次食品系统与包装控制的总体设计，分析系统的控制要求以及分拣装置过程；第三章设计了食品分拣硬件设计方案，分析了PLC的选型、输入输出端子、执行机构和检测机构和PLC与MCGS的连接。并设计了PLC外部接线图。第四章设计了食品分拣软件方案，设计系统的流程图，在对每个流程分析，同时根据PLC原理设计了某些功能块的梯形图和程序，为了对食品分拣工作监控，本次论文采用了MCGS组态进行分拣监控；第五章是系统的调试；论文总结。

参考文献

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9. 罗涛, 徐淑英. 食品分拣与包装控制系统设计与实现. 企业技术开发,2008（09）:19 ~20

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