毕业设计材料分拣

摘要伴随我国工业的急速发展，自动化产业中材料分拣系统日趋重要。它在产品质量检测和运送过程中，常常需要根据产品的形状、重量以及质量将其进行分类。这样的分类措施重要有手工分拣和自动分拣两种，自动分拣中，尚有诸如光电扫描、图像识别、机械筛网、运用多种传感器的多种形式。本文设计一种运用计算机控制的自动分拣智能系统，运用传感器检测物块，然后传感器根据接受的信号和顾客的设定，控制对应气动阀，通过工控软件组态王与PLC实时通信完毕产品的自动分拣，从而实现对自动分拣输送系统的监控。关键字：自动分拣；计算机控制；PLC；组态AbstractWiththerapiddevelopmentofChina'sindustrialautomationindustriesinthematerialsortingsystemhasbecomeincreasinglyimportant.Itsproductqualityinspectionandtransportationprocess,theproductsareoftenthebasisoftheshape,weightandqualityofitsclassification.Thisclassificationmainlymanualsortingandautomaticsortingtwotypesofautomaticsorting,suchasoptoelectronicscanning,imagerecognition,machinescreen,usingvarioussensorsinallitsforms.Thisarticledesignacomputer-controlledautomaticsortingintelligentsystems,sensorsdetecttheuseofourblock,andsensorsbasedonthereceivedsignalandusersettings,thecorrespondingpneumaticvalvecontrol,throughtheIndustrialControlSoftwareConfigurationandPLCReal-timecommunicationproductstocompletetheautomaticsorting.Toachievetheautomaticsortingconveyorsystemofmonitoring.Keywords: automaticsorting;computercontrol;PLC;configuration目录TOC\t"标题_谢辞及参照文献,1,标题_附录,1,第2级标题,2,第3级标题,3,第1级标题,1"1绪论 11.1本课题研究的内容 11.2设计的目的和意义 11.3国内外有关技术发展概况 22方案论证 42.1方案选择 42.1.1直线式分拣机 42.1.2环状式分拣机 42.2方案确定 53总体设计 63.1测量原理 63.1.1传感器检测原理 63.1.2传感器的选型 63.2系统软件的设计 83.2.1组态软件概述 93.2.2可编程控制器原理 113.2.3组态王实现分拣系统的监控 113.2.4控制过程设计 143.2.5组态王和下位机的通讯 143.2.6趋势曲线的设计 163.2.7报警窗口 183.2.8控件 193.2.9报表系统 203.3定义数据 234调试过程 254.1软硬件设备 254.2组态王与PLC的通讯设计 25结论 27结束语 28致谢 29参照文献 30附录I 31附录Ⅱ 321绪论1.1本课题研究的内容本课题所研究内容是通过计算机对材料分拣装置进行监控。材料自动分拣系统对于生产过程中需要反复分拣某些特性明显物料的工作的效率提高有重要的现实意义。在提高分拣速度的同步，又能保证分拣质量和实现对整个分拣系统的监控。本文讨论的材料分拣模型控制系统设计，完毕了材料自动分拣系统的所有基本工作。运用可编程控制器(PLC)，设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC为主控制器，结合气动装置、传感技术、位置控制等技术，现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不一样对象,稍加修改本系统即可实现不一样对象规定。材料分拣是物流的中心，物流科学自产生以来已显示出强大的生命力，成为现代最活跃、最有影响的新学科之一。物流科学是以物的动态流转过程为重要研究对象，揭示了物流活动（运送、存储、包装、装卸搬运、配送、流通加工、物流信息等）之间存在互相关联、互相制约的内在联络。中国现代物流通过了数十年的发展，得到了迅速的发展。伴随互联网时代和工业自动化的到来，使得信息的传播、交流和控制系统的自动化程度发生了巨大的变化。信息是物流系统的灵魂，互联网技术推进了信息革命，目前物流商品化、物流管理自动化、物流信息搜集的数据化和代码化、物流信息处理的电子化、物流信息传递的原则化和实时化物流信息存储的数字化等已经成为主流。通过对材料分拣的研究，这次我所使用的是运用传感器进行分拣，材料分拣自动输送系统并且通过组态软件来实现计算机监控。1.2设计的目的和意义本设计材料自动分拣系统所使用的材料分拣装置是一种模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC、传感器、位置控制、电气传动和气动等技术，可以实现不一样材料的自动分拣和归类功能，并可配置监控软件由上位计算机监控。材料自动分拣系统能持续、大批量地分拣货品由于采用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，可以持续运行，同步由于自动分拣系统单位时间分拣件数多，因此自动分拣系统的可以弥补人力分拣在反复分拣方面的低效率工作。分拣误差率极低自动分拣系统的分拣误差率大小重要取决于所输入分拣信息的精确性大小，这又取决于分拣信息的输入机制，假如采用人工键盘或语音识别方式输入，则误差率在3%以上，如采用传感器信息输入，除非物料自身的特性有差错，否则不会出错。因此，本设计计划使用传感器甄别物料外部颜色特性作为信息输入机制。分拣作业实现自动分拣的目的之一就是为了减少工员的使用，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程度地减少人员的使用，基本做到无人化。分拣作业自身并不需要使用人员，人员的使用仅局限于在上位机上对整个控制系统进行监控和针对不一样生产规定修改系统控制流程。对于工业自动化物流的发展有着举足轻重的意义。1.3国内外有关技术发展概况工业自动化系统可以说是应用分拣技术历史最悠久，使用面最广泛，并一直掌握前沿技术的行业。国外工业自动分拣系统在上个世纪四十年代开始采用人工输入分拣信号，由机器进行对物品邮件进行分拣。目前国际上使用文字识别技术的信函分拣机的分拣效率已经到达3.6万件/小时。扁平件分拣机分拣效率到达了1.6万件/小时，一般工件类分拣机的效率到达1.2件/小时。我国的分拣技术从1958年在自动化分拣系统开始起步。1960年代，上海工厂分拣中使用最初的分拣机只是一种皮带传播机，分拣员只是将带有不一样颜色的夹子夹在不一样路向的工件上，在传播带两侧的拣收人员按着颜色挑选进行分拣。1964年，北京天桥邮局使用小车携带机械编码信号的翻盘式印刷品分拣机，1966年，改用原邮电部第二研究所提供的机械编码弹子鼓模拟信号的同步控制装置。从某种意义上讲，这是我国第一台包裹类自动分拣机。60年代未起重所研制了具有磁编码控制分拣的推式悬挂传播系统在轮胎及汽车制造企业中开始使用。1970年代中期，原邮电部邮政研究所研制了斜行带式分拣机，用于国际包裹的分拣机。原邮电部第三研究所研制了具有文字识别功能的信函分拣机。在北京、上海、贵阳、沈阳、浙江、广东等地，原邮政系统的邮政局及工厂在上个世纪六七十年代年大量使用的机械翻盘式的包裹印刷品分拣机、邮袋推式悬挂分拣系统基本满足了当时国内邮政生产的需要。

近年来我国开始从荷兰、丹麦、德国、美国引进先进的技术和设备。国内企业自身的研发及制造能力也深入加强，国产高速自动分拣传播系统装备了诸多物流企业。

2方案论证对于自动输送分拣系统的实现措施有诸多种，本次毕业设计对于自动输送分拣系统列出了2套方案。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。前期重要受历史原因影响，相称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。初期重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处理生产分拣过程人工作业运行成本高、效率低等弊病，因此应用越来越广泛。虽然近年来推出了许多种新型的分拣机，但大体上仍分属于俩大类:即直线式分拣机和环状式分拣机。2.1方案选择2.1.1直线式分拣机当分拣格口的数量相对较小时，例如只有10-40个分发格口，直线式分拣系统是最具有成本效益的分拣方式。许多不一样类型的转向机构可以应用于直线式分拣，其中包括滑靴式分拣机与上跃式滚轮分拣机，并根据某些产品特性，输送速度与吞吐量规定等原因进行选择。直线式分拣机的一种缺陷是：此类分拣机常常需要相称复杂的汇流站，以有效地将产品导入到系统中。汇流一般会将从几条输送机输送的产品汇集入一条输送线，同步依分拣型式的不一样，需要在产品之间保持固定或变动的间隙，使它们较轻易进入分拣机。2.1.2环状式分拣机持续的环状式分拣机一般都比直线式分拣机更贵，不过它们却比直线式分拣机具有更好的功能和柔性。环状式分拣机可以设计成每小时高达40000件的高吞吐量，并且可以分拣到数百个分拣路口。将货品导入环状式分拣机比导入直线式分拣机更轻易，因此环状式分拣机尤其适合于越库输送的应用。2.2方案确定通过上述两种分拣机对于其优缺陷的描述可以确定使用直线式分拣机，直线式分拣机对于我国小型工厂居多这一现实状况来说具有成本低于环状式分拣机，高性价比是选择这个方案的原因。直线式分拣机对于传感器的种类规定较少，符合设计规定。3总体设计3.1测量原理3.1.1传感器检测(1)颜色传感器的工作原理颜色传感器一般是在独立的光电二极管上覆盖通过修正的红、绿、兰滤光片,然后对输出信号进行对应的处理,才能将颜色信号识别出来;有的将两者集合起来,不过输出模拟信号,需要一种A/D电路进行采样,对该信号深入处理,才能进行识别,增长了电路的复杂性,并且存在较大的识别误差,影响了识别的效果。(2)电容传感器的工作原理是运用力学量变化使电容中其中的一种参数发生变化的措施来实现信号变换的。根据变化电容器的参数不一样，电容传感器种类也不一样。根据不一样的非电学量的特点设计成的有关转换装置称为传感器，而被测的力学量（如位移、速度、力等）转换成电容变化的传感器称为电容传感器。本次设计就是把通过对压力不一样的检测，进行电容传感器参数的变化，从而到达识别作用。(3)电感传感器的工作原理电感式传感器是运用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化。从而导致线圈电感量变化这一物理现象来实现测量的。因此根据转换原理，电感式传感器可以分为自感式和互感式俩大类，重要有螺旋管式电感传感器、差动螺线管式、差动变压器式等，在工程应用中十分广泛。3.1.2现代传感器在原理与构造上千差万别，怎样根据详细的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要处理的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量措施和测量设备也就可以确定了。测量成果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用与否合理。(1)传感器的选型原则要进行—个详细的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的原因之后才能确定。由于，虽然是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑如下某些详细问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的规定；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出措施，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的详细性能指标。(2)敏捷度的选择一般，在传感器的线性范围内，但愿传感器的敏捷度越高越好。由于只有敏捷度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有助于信号处理。但要注意的是，传感器的敏捷度高，与被测量无关的外界噪声也轻易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，规定传感器自身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入的厂扰信号。传感器的敏捷度是有方向性的。当被测量是单向量，并且对其方向性规定较高，则应选择其他方向敏捷度小的传感器；假如被测量是多维向量，则规定传感器的交叉敏捷度越小越好。(3)频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在容许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，但愿延迟时间越短越好。

传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到构造特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。

在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生误差。(4)线性范围传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，敏捷度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定后来首先要看其量程与否满足规定。

但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所规定测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的以便。(5)稳定性传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的原因除传感器自身构造外，重要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。

在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据详细的使用环境选择合适的传感器，或采用合适的措施，减小环境的影响。

传感器的稳定性有定量指标，在超过有效期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能与否发生变化。

在某些规定传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场所，所选用的传感器稳定性规定更严格，要可以经受住长时间的考验。(6)精度精度是传感器的一种重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一种重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度规定就可以，不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较廉价和简朴的传感器。

假如测量目的是定性分析的，选用反复精度高的传感器即可，不适宜选用绝对量值精度高的；假如是为了定量分析，必须获得精确的测量值，就需选用精度等级能满足规定的传感器。

对某些特殊使用场所，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用规定。综上所述对于传感器的选择有了理解，因此我们选择颜色传感器、电容传感器、电感传感器。3.2系统软件的设计3.2.1组态软件概述过程的监控是由组态王软件来实现的。组态王是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计，组态软件是近年来在工控自动化领域兴起的一种新型的软件开发技术，一般不需要编制详细的指令和代码，只要运用组态软件包中的工具，通过硬件组态、数据组态、图象组态等工作台即可完毕所需应用软件后期发工作台。它的长处的是开发简便、开发周期短、通用性强、可靠性高等。在物流监控系统中引入组态软件技术，可以避开复杂的计算机软件代码编制问题，而重点处理对系统的数据进行处理、分析，从而到达实时监视和控制的目的。组态王软件包由工程管理器、工程浏览器、画面运行系统三部分构成。其中，工程管理器用于新建工程、工程管理等。工程浏览器内嵌画面开发系统，既组态王开发系统工程浏览器和画面运行系统是各自独立的Windows应用程序，均可单独使用；同步，两者又互相依存，在工程浏览器画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在画面运行系统运行环境中才能运行。本次毕设使用的组态软件是组态王，是北京亚控科技发展有限企业自主知识产权组态软件，是国内较早出现的组态软件产品之一。已经有九千多种现场（钢铁，化工，电力，国属粮库，邮电通信，环境保护，水处理，冶金等各行业，含“中华世纪坛”国家标志工程）应用实例。支持1500多种硬件设备（包括PLC、总线设备、板卡、变频器及仪表）。组态王基于网络的概念，是一种工业级软件平台。组态软件是指某些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统HMI（人机接口软件，human

machine

interface）的概念，组态软件应当是一种使顾客能迅速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的顾客通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购置专用的工控系统SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的重要内容，伴随它的迅速发展，实时数据库、实时控制、监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为顾客提供迅速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应当能支持多种工控设备和常见的通信协议，并且一般应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的易于学习和使用，可以轻易地得到技术方面的支持。具有相对较低的拥有成本；具有的优势日趋明显。组态软件作为一种工业控制组态软件在国内已得到了非常广泛的应用。其具有强大的硬件支持能力，对国内外绝大多数PLC、变频器、板卡、模块、仪器仪表都编写了对应的驱动程序，使用起来相称以便快捷。本课题使用的硬件设备是德国西门子PLC.因此，实现PLC与组态王的数据通讯是一种必须处理的问题。组态王是一种集成的人机界面（HMI）系统和监控管理系统，可与可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。而其软件系统与顾客最终使用的现场设备无关，对于不一样的硬件设施，顾客只需要按照安装向导的提醒完毕I/O设备的配置工作，为组态王配置对应的通讯设备的硬件驱动程序，并由硬件设备驱动程序完毕组态王与I/O设备的通讯。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序完毕与I/O设备的实时数据互换。组态王版本较多，如通用版、专用版、网络版、嵌入版等。变化也较快，如今为6.X。如组态王6.0，具有如下十大特点：工程管理、画面制作系统、报警和事件系统、报表系统、控件、OPC、通信系统、安全系统、网络功能、冗余系统。(1)工程管理器工程管理器重要用于组态王工程的管理，如新建工程、搜索工程、工程的备份、工程的恢复、变量的导入导出、定义工程的属性等。(2)工程浏览器工程浏览器是“组态王”软件的关键部分和管理开发系统，它将画面制作系统中已设计的图形画面、命令语言、设备驱动程序管理、配方管理、数据报表等工程资源进行集中管理，并在一种窗口中进行树行构造排列，这种功能与Windowsxp操作系统中的资源管理器的功能相似。(3)组态王画面开发系统组态王画面开发系统是应用程序的集成开发环境。工程人员在这个环境中完毕界面的设计、动面连接的定义等。画面开发系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，能合理地抽象控制对象的特性，对数据的报警、趋势曲线、过程记录、安全防备等重要功能有简朴的操作措施。运用组态王丰富的图库，顾客可以大大减少设计界面的时间，从整体上提高工控软件的质量。3.2.2可编程控制器原理这里设计的材料分拣的程序，是运用了PLC的可编程控制功能。通过逻辑分析来实现的，从上述程序可以看出，在系统启动时，输入I0.1的高电平引起运行中间寄存器M0.1的自锁，从而进入系统自运转状态。PLC的扫描工作方式与电器控制的工作原理明显不一样。电器控制装置采用硬逻辑的并行工作方式，假如某个继电器的线圈通电或断电，那么该继电器的所有常开和常闭触点不管处在控制线路的哪个位置上，都会立即同步动作；而PLC采用扫描工作方式（串行工作方式），假如某个软继电器的线圈被接通或断开，其所有的触点不会立即动作，必须等扫描到该时才会动作。但由于PLC的扫描速度快，一般PLC与电器控制装置在I/O的处理成果上并没有什么差异。3.2.3(1)建立新项目首先启动组态王工程浏览器。工程浏览器运行后，建立一种新项目，在工程浏览器中选择菜单“工程/新建”，出现“新建工程”对话框。在对话框中输入工程名称：物品分拣，在工程描述中输入：工程途径自动指定为目前目录下以工程名称命名的子目录。假如需要更改工程途径，请单击“浏览”按扭。单击“确定”。组态王工程将在工程途径中显现出来。(2)基本变量类型变量的基本类型共有两类：内存变量、I/O变量。I/O变量是指可与外部数据采集程序直接进行数据互换的变量，如下位机数据采集设备（如PLC、仪表等）或其他应用程序（如DDE、OPC服务器等）。这种数据互换是双向的、动态的，在“组态王”系统运行过程中，每当I/O变量的值变化时，该值就会自动写入下位机或其他应用程序：每当下位机或应用程序中的值变化时，“组态王”系统中的变量值也会自动更新。内存变量是指那些不需要和其他应用程序互换数据、也不需要从下位机得到数据、只在“组态王”内需要的变量，例如计算过程的中间变量，就可以设备成“内存变量”。(3)变量的数据类型组态王中变量的数据类型与一般程序设计语言中的变量比较类似,重要有如下几种：=1\*GB3①实型变量类似一般程序设计语言中的浮点型变量，用于表达浮点（float）型数据，取值范围10E-38~10E+38，有效值7位。=2\*GB3②离散变量类似一般程序设计语言中的布尔（BOOL）变量，只有0，1两种取值，用于表达某些开关量。=3\*GB3③字符串型变量类似一般程序设计语言中的字符串变量，可用于记录某些有特定含义的字符串，如名称，密码等，该类型变量可以进行比较运算和赋值运算。字符串长度最大值为128个字符。=4\*GB3④整数变量类似一般程序设计语言中的有符号长整数型变量，用于表达带符号的整型数据，取值范围（-）~=5\*GB3⑤构造变量当组态王工程中定义了构造变量时，在变量类型的下拉列表框中会自动列出已定义的构造变量，一种构造变量做为一种变量类型，构造变量下可包括多种组员，每一种组员就是一种基本变量，组员类型可认为：内存离散、内存整型、内存实型、内存字符串，IO离散、IO整型、IO实型、IO特殊变量类型。(4)特殊变量类型有报警窗口变量，历史趋势曲线变量、系统预设变量三种。这几种特殊的变量正是体现了“组态王”系统面向工控软件、自动生成人机接口的特色。=1\*GB3①报警窗口变量这是工程人员在制作画面时通过定义报警窗口生成的，在报警窗口定义对话框中有一选项为：“报警窗口名”，工程人员在此处键入的内容即为报警窗口变量。此变量在数据中是找不到的，是组态王内部定义的特殊变量。可用命令语言编制程序来设置或变化报警窗口的某些特性，如变化报警组名或优先级，在窗口内上下翻页等。=2\*GB3②历史趋势曲线变量在制作画面时通过定义历史趋势曲线时生成的，在历史趋势曲线定义对话框中有一选项为：“历史趋势曲线名”，在此处键入的内容即为历史趋势曲线变量（辨别大小写）。此变量在数据中是找不到的，是组态王内部定义的特殊变量。可用命令语言编制程序来设置或变化历史趋势曲线的某些特性，如变化历史趋势曲线的起始时间或显示的时间长度等。=3\*GB3③系统预设变量预设变量中有8个时间变量是系统已经在数据库中定义的，顾客可以直接使用；$年：返回系统目前日期的年份。$月：返回1到12之间的整数，表达目前日期的月份。$日：返回1到31之间的整数，表达目前日期的日。$时：返回0到23之间的整数，表达目前时间的时。$分：返回0到59之间的整数，表达目前时间的分。$日期：返回系统目前日期字符串。$时间：返咽系统目前时间字符串。以上变量由系统自动更新，只能读取时间变量，而不能变化它们的值。预设变量尚有：$顾客名：在程序运行时记录目前登录的顾客的名字。$访问权限：在程序运行时记录目前登录的顾客的访问权限。$启动历史记录：表明历史记录与否启动。（1=启动；0=未启动）在开发程序时，可通过按钮弹起命令预先设置该变量为1，在程序运行时可进行控制，按下按钮启动历史记录。$启动报警记录：表明报警记录与否启动。（1=启动；0=未启动）在开发程序时，可通过按钮弹起命令预先设置该变量为1，在程序运行时可由控制，按下按钮启动报警记录。=5\*GB3⑤组态仿真分拣系统过程大体如下：首先货品由辊道输入口进入自动输送与分拣系统，通过传感器发出信号，再由PLC根据不一样的信号，做对应处理，再给对应分拣电动机发送分拣信号，分拣电动机带动分拣机将货品横推入对应岔道，这样就可以把混在一起的三种物品按种类分开并输送，同步也要设置报警系统以便出现分拣错误时的更改系统运行。到不一样的库房，从而实现货品的自动分拣。在这过程中还要对物品的监控，要设置实时曲线和实时报表，以观测物品的分拣状况。3.2.当点击“启动”按钮时物块开始输送。当物块走到传感器信号范围内，通过传感器来识别货品提成3种类型，系统上电后,可编程序控制器(PLC)首先启动输送带,上料传感器检测料槽有无物料,若无料,输送带运转一种周期后自动停止等待上料;当料槽有料时,上料传感器输出信号给PLC,PLC控制输送带继续运转,同步控制上料气动阀进行上料,每次上料时间间隔可以进行调整。物料传感器1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2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3为颜色传感器,当检测出物料的颜色为待检测颜色时,PLC控制气动阀3动作选出该物料。当系统设定为分拣某种颜色的金属或非金属物料时,由程序记忆各传感器的状态,完毕分拣任务。3.2.“组态王”把第一台下位机看作是外部设备，在开发过程中可以根据“设备配置向导”的提醒一步步完毕连接过程。在运行期间，组态王通过驱动程序和这些外部设备互换数据，包括采集数据和发送数据/指令。每一种驱动程序都是一种COM对象，这种方式使通讯程序和组态王构成一种完整的系统，即保证了运行系统的高效率，也使系统可以到达很大的规模。组态与PLC连接示意图3.1。图3.1组态与PLC的连接(1)通讯端口的设置图3.2设置串口3.2.6趋势曲线用来反应数据变量随时间的变化状况。趋势曲线有两种：实时趋势曲线和历史趋势曲线。这两种曲线外形都类似于坐标纸，X轴代表时间，Y轴代表变量值。所不一样的是，在画面程序运行时，实时趋势曲线随时间变化自动卷动，以迅速反应变量的新变化，不过不能查阅变量的历史数据：历史趋势曲线可以完毕历史数据的查看工作，但它不会自动，而需要通过命令语言来辅助实现查阅功能。一种画面中可定义数量不限的趋势曲线，在同一种趋势曲线中最多可同步显示四个变量的变化。(1)实时趋势曲线激活画面制作系统在工具箱中选用“实时趋势曲线”工具，然后在画面上绘制趋势曲线，画面如图3.3；为了让操作者使用以便，在趋势曲线的下方需要增长标注，阐明多种颜色的曲线所代表的变量。双击此实时趋势曲线对象，弹出“实时趋势对象”如图所示。图3.3实时趋势曲线(2)历史曲线的作用对于一种实际可用的系统来说，一幅画面常常是不够的。组态王容许建立画面数目不限的复杂程序。将要建立的历史趋势曲线和报警窗口将分别属于另两幅画面。激活程序选择菜单“文献/新画面”。设置“新画面”对话框如下：画面名称：历史趋势曲线对应文献：pic00002.pic注释：输送线的监控中心历史趋势画面画面风格：覆盖式画面边框：粗边框画面位置：左边：299顶边：190宽度：417高度：256标题杆：无效大小可变：无效(1)绘制历史趋势曲线在工具箱内选择历史趋势曲线工具，在新画面上绘制历史趋势。双击趋势曲线，弹出“历史趋势曲线”对话框，对话框包括“曲线定义”和“标识定义”两部分。单击对话框的“确定”按钮。对使趋势曲线内能显示变量的变化状况，必须先对变量做如下设置：选择菜单“数据库/数据辞典”。在“变量定义”对话框单击“浏览”。在变两列表中双击变量“产品数量”。单击“记录定义”对话框中“数量变化纪录”选择框，使之有效。单击“保留”。用同样的措施使变量“物品1数量”和“物品2数量”的“物品3数量”选择均有效。只有在“变量定义”对话框中使变量的“与否纪录”选项有效时，才能在历史趋势曲线中显示此变量的变化状况，这是由于历史趋势曲线中的数据都取自记录文献，而数据文献只记录那些“与否记录”有效的变量。(2)为历史曲线建立控制为了从历史曲线上可以查询到所有时间段的历史数据，必须通过命令语言来动态变化历史曲线的时间轴（X轴）的范围。历史曲线时间轴的范围是由历史曲线的两个属性确定的。属性ChartStart代表时间轴的起始值属性，ChartLength代表时间轴的长度。假如这两个属性的值被变化，历史曲线的时间轴范围也就被变化了。命令语言是一段类似于C语言的程序，假如能充足运用，将极大的扩充组态王的功能。在本处使用的命令语言仅仅是“命令语言链接”，是动画连接的一种。在工具箱内选择按钮工具，绘制一种按钮。单击此按钮，使之处在选中状态，选择菜单“编辑/字符替代”。将“字符串替代”对话框中将字符串替代为“<<”。单击“确定”。同样的措施，再绘制另一按钮，标识为“〉〉”这两个按钮将用来卷动历史曲线的时间轴。双击按钮“〈〈”，弹出“动画连接”对话框。单击“弹起时”。在“命令语言”对话框中输入命令语言程序：history.ChartStart=history.Chartstart-300:单击“确定”，关闭“命令语言”对话框。单击“确定”，关闭“动画连接”对话框。以上设置将是按钮成为触敏对象，在画面程序运行时，单击此按钮（当鼠标左键弹起时）将执行你输入的命令语言程序。3.2.报警窗口用以反应变量的不正常变化，组态王自动对需要报警的变量进行监视。当发生报警时，将这些报警事件在报警窗口中显示出来，其显示格式再定义报警窗口时确定。报警窗口也有两种类型：实时报警窗口和历史报警窗口。实时报警窗口显示近来的报警事件，要查阅历史报警事组,同步指定报警窗口中显示所需的报警组，趋势曲线、报警窗口和报警组都是一类特殊的变量，有变量名和变量属性等。趋势曲线、报警窗口的绘制措施和矩形对象相似，移动和缩放措施与同样。(1)设置实时报警窗口在工具箱中选用报警窗口工具，在画面上绘制报警窗口；为使报警窗口内能显示变量的正常变化，你必须先做如下设置：切换到工程浏览器，再左侧选择“报警组”然后双击右侧的图标进入“报警组定义”对话框。在“报警组定义”对话框中单击“确认”，关闭“修改报警组”对话框。单击“报警组定义”对话框的“确认”按钮。在工程浏览器的左侧选择“数据词典”，在右侧双击变量名“产品数量”。在“变量属性”对话框中单击“报警定义”标签。将对话框设置下；报警组名已经自动设为“生产线”。单击“确定”，关闭对话框。用同样的措施定义变量“物品1数量”、“物品2数量”和“物品3数量”的报警限只有在“变量定义”对话框中定义了变量的保警方时候，才能在报警窗口中显示此变量。接下来设置报警窗口。双击此报警窗口对象，弹出对话框；多种文本的颜色可自由摄制。单击“报警信息格式”。3.2.控件采用ActiveX技术，可以作为一种相对独立的程序单位被应用程序所使用。控件的接口是原则的，因此，满足这些接口的任何控件，包括其他软件供应商开始的控件，都可以被组态王支持这些控件极大地扩充了组态王系统的功能。(1)使用趋势曲线控件趋势曲线是组态王提供的一类控件，包括温控曲线、XY曲线、柱状图/饼图等。本节将建立一种新画面，运用柱状图显示1号物品数量、2号物品数量、3号物品数量和物品总的数值。在工程浏览器左侧选中“画面”，在右侧双击“新建”，建立新画面如图3.5：在开发环境中选择菜单“编辑/插入控件”；在对话框左侧选择“趋势曲线”，在右侧单击“立体棒图”，然后单击“创立”按钮；在画面上双击立体棒图，弹出设置对话框，设置属性如下图：图3.5画面属性3.2.数据报表是反应生产过程中的数据、状态等，并对数据进行记录的一种重要形式。是生产过程必不可少的一种部分。它既能反应系统实时的生产状况，也能对长期的生产过程进行记录、分析，使人可以实时掌握和分析生产状况。(1)创立报表窗口进入组态王开发系统，创立一种新的画面，在组态王工具箱按钮中，用鼠标左键单击“报表窗口”按钮，如图3.6所示，此时，鼠标箭头变为小“+”字形，在画面上需要加入报表的位置按下鼠标左键，并拖动，画出一种矩形，松开鼠标键，报表窗口创立成功，鼠标箭头移动到报表区域周围，当鼠标形状变为双“+”字型箭头时，按下左键，可以拖动表格窗口，变化其在画面上的位置。将鼠标挪到报表窗口边缘带箭头的小矩形上，这时鼠标箭头形状变为与小矩形内箭头方向相似，按下鼠标左键并拖动，可以变化报表窗口的大小。当在画面中选中报表窗口时，会自动弹出报表工具箱，不选择时，报表工具箱自动消失。图3.6工具箱(2)制作实时数据报表实时数据报表重要是来显示系统实时数据。除了在表格中实时显示变量的值外，报表还可以按照单元格中设置的函数、公式等实时刷新单元格中的数据。在单元格中显示变量的实时数据一般有两种措施。这两种措施分别是对应下面所说的上述俩种。=1\*GB3①单元格中直接引用变量在报表的单元格中直接输入“=变量名”，既可在运行时在该单元格中显示该变量的数值，当变量的数据发生变化时，单元格中显示的数值也会被实时刷新。如图2.6所示，例如在单元格“B4”中要实时显示目前的登录“顾客名”，在“B4”单元格中直接输入“=\\本站点\$顾客名”，切换到运行系统后，该单元格中便会实时显示登录的顾客的名称，如“系统管理员”登录，则会显示“系统管理员”图3.7直接引用变量这种方式合用于表格单元格中的显示固定变量的数据。假如单元格中要显示不一样变量的数据或值的类型不固定，则量好选择单元格设置函数。(3)制作历史数据报表历史报表记录了以往的生产记录数据，对顾客来说是非常重要的历史报表的制作根据所需数据的不一样有不一样的制作措施，这里简介两种常用的措施。当要设计一种材料自动输送分拣登记表，该报表为8小时生成一种（数似于班报），要记录每小时最终一刻的数据作主历史数据，并且该报表在查看时应当实时刷新。对于这个报表就可以采用向单元格中定期刷新数据的措施实现。按照规定的时间，在不一样的小时里，将变量的值定期用单元格设置函数如ReportSetCellValue()设置到不一样的单元格中。这时，报表单元格中的数据会自动刷新，而带有函数的单元格也会自动计算成果，当时换班时，保留目前添有数据的报表为报表文献，清除上班填充的数据，继续填充，这样就完毕了规定。这样就好比是每小时在登记表上记录一次现场数据，当换班时，由下一班在新的登记表上开始记录同样。可以此外创立一种报表窗口，在运行时，调用这些保留的报表，查看此前的高录，实现历史数据报表。这种制作报表的方式既可以作为实报体现察实时数据，也可以作为历史报表保留。顾客可以参照组态王演示工程中的实时报表。(4)使用历史数据查询函数使用历史数据查询函数从组态王记录的历史库中按指定的起始时间和时间间隔查询指定变量的数据，假如顾客在查询时，但愿弹出一种对话框，可以在对话框上随机选择不一样的变量和时间段来查询数据，最佳使用函数ReportSetHistData2（StartRow，StartCol）。该函数已经提供了以便、全面的对话框供顾客操作。但该函数会将指定期间段内查询到的所有数据都填充到报表中来，假如报表不够大，则系统会自动增长报表行数或列数，对于使用固定格式报表的顾客来说不太以便。那么可以用下面一种措施。假如顾客想要一种定期自动查询历史数据的报表，而不是弹出对话框，或者历史报表的格式是固定的，规定将查询到的数据加到固定的表格中，多出查询的数据不需要添到表中，这时可以使用函数RepirtSetHistData（ReportName，TagName，StartTime，SepTime，szContent）。使用该函数时，顾客需要指定查询的起始时间，查询间隔，和变量数据的填充范围。组态王报表拥有丰富而灵活的报表函数，顾客可以使用报表制作某些数据存储、求和、运算、转换等特殊使用方法。如将采集到的数据存储在报表的单元格中，然后将报表数据赋给曲线控件来制作一段分析曲线等，既可以节省变量，简化操作，还可以反复使用。总之，报表的其他使用方法还诸多，有待顾客按照自己的实际用途灵活使用。3.3定义数据组态软件中定义数据变量非常重要，首先在组态王搜索工程中找到自动输送分拣工程，然后点击进入自动输送分拣工程，在工程浏览器中单击数据库，选择数据词典，双击新建以此来定义变量画面。如图所示，当定义木质物块数量时，变量名为CC，变量类型为内存整数，描述为颜色货品数量。当变量类型不为内存整数时，连接设备、寄存器、数据类型、读写属性都需要进行定义。然后点击确定，其他变量也是依此类推。图3.8定义变量变量名变量描述变量类型ID连接设备寄存器M电机I/O离散21PLCQ0.5YV1气缸1电磁阀I/O离散22PLCQ0.0YV2气缸2电磁阀I/O离散23PLCQ0.1YV3气缸3电磁阀I/O离散24PLCQ0.2YV5下料气缸电磁阀I/O离散25PLCQ0.4SN下料传感器I/O离散26PLCI2.0SKW1气缸1动作限位I/O离散27PLCI2.1SKW2气缸2动作限位I/O离散28PLCI0.0轨道控制内存实型29SKW3气缸3动作限位I/O离散30PLCI0.2SBW1气缸1回位限位I/O离散31PLCI1.0SKW5下料气缸5动作I/O离散32PLCI0.4SBW2气缸2回位限位I/O离散33PLCI1.1SBW3气缸3回位限位I/O离散34PLCI1.2SBW5下料气缸5回位I/O离散35PLCI1.4a内存整型36SA铁传感器I/O离散37PLCI0.5SB铝传感器I/O离散38PLCI0.6SC颜色传感器I/O离散39PLCI0.7b内存整型40c内存整型41aa铁质货品数量内存整型42bb铝质货品数量内存整型43cc颜色货品数量内存整型44表3.1定义数据表4调试过程在所有组态部分软件编程结束后进行一次调试过程，这次调试过程是为了到达毕业设计规定。当控制界面的物块通过气动阀进入皮带轮后，传感器进行搜集信号，从而发出信号给皮带轮另一侧的气动阀，这样就实现了一次自动输送分拣的全过程。在调试过程中假如放入物块的密度、颜色、质量不符合传感器的规格，自动输送分拣机是不会进行识别分拣的。本次设计使用的传感器为电容传感器、电感传感器、颜色传感器，通过原理来设计自动输送分拣系统（监控部分），假设物块为木、铁、铝3种，通过3种传感器的识别进行分拣，其中使用四个气动阀门其中三个阀门控制物块分拣，一种阀门控制所有物块的供应，使用皮带轮进行物块的传动。传动过程中由于物块质量，密度尚有颜色的材质特性进行气动阀门的控制，从而到达自动分拣的目的。4.1软硬件设备组态王软件、计算机、PLC控制平台、西门子STEP7编程软件、材料分拣实物教学模型。4.2组态王与PLC的通讯设计PLC与上位计算机的通讯可以运用高级语言编程来实现，组态王6.0与西门子PLC之间通讯的实现环节。西门子PLC采用RS232或RS485进行通讯，占用计算机的一种串行口。在不加扩展卡的状况下可以使用编程口和计算机进行通讯。(1)设备连接运用PLC与计算机专用的RS232C电缆，将PLC通过编程口与上位计算机串口（COM口）连接，进行串行通讯。串行通讯方式使用“组态王计算机”的串口，I/O设备通过RS-232串行通讯电缆连接到“组态王计算机”的串口。(2)设备配置在组态王工程浏览器的工程目录显示区，点击“设备”项下PLC与上位计算机所连串口（COM口），进行参数设置。然后在组态王浏览器目录内容显示区内双击所设COM口对应的“新建”图标，会弹出“设备配置向导”对话框。在此对话框中完毕与组态王通讯的设备的设置。运用设备配置向导就可以完毕串行通讯方式的I/O设备安装，安装过程简朴、以便。在配置过程中