生产线自动分拣系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

生产线是以一定类型的零件组为对象组织的一种多品种生产组织形式。它拥有为完成这几种同类零件的加工任务所必需的机器设备，这些设备和工作地是按生产线上多数零件或者主要零件的工艺路线和工序劳动量比例来排列和配置的。生产线不象流水线那样严格按节拍进行生产，不能大量采用专用高效设备和工具，不能保证工艺过程的高度连续性，但是它有较大的灵活性，能适应多品种生产的需要。生产线的种类，按范围大小分为产品生产线和零部件生产线，按节奏快慢分为流水生产线和非流水生产线，按自动化程度，分为自动化生产线和非自动化生产线。生产线的主要产品或多数产品的工艺路线和工序劳动量比例，决定了一条生产线上拥有为完成某几种产品的加工任务所必需的机器设备，机器设备的排列和工作地的布置等。生产线具有较大的灵活性，能适应多品种生产的需要；在不能采用流水生产的条件下，组织生产线是一种比较先进的生产组织形式；在产品品种规格较为复杂，零部件数目较多，每种产品产量不多，机器设备不足的企业里，采用生产线能取得良好的经济效益。

由于我国的工业起步较晚，在生产线的自动化操作和使用方面仍然具有很大的改善与提高的空间，以前的工厂与车间特别是需要大量量产中小企业，自动化分拣的意识和能力有有所不足，往往都是人工检测货物来手动分拣运送，这样不仅劳动成本高，而且费时费力。随着现代生产制造企业规模的不断扩大，我国正在由制造大国向制造强国过渡，为了提高生产效率，对生产设备自动化水平正在不断攀升，自动化分拣技术也因此应运而生。我国生产线公司以高质量、低价位、优服务吸引了广大新老客户。但是在我国生产线工业快速发展的背后，触目惊心的是大量技术含量高的成套设备仍依靠进口，每年大量的外汇用于进口成套的高端设备。如塑料薄膜双向拉伸设备，一条生产线就近1亿元，从上世纪70年代开始引进，到目前为止，国内相继进口此类生产线110条。除此之外，还有产品业大量使用的无菌薯片生产线食品包装盒、灌装设备几乎都为瑞典利乐公司一家提供。业内专家认为，我国生产线食品包装机械对国外高端技术的过度依赖，已经严重制约了我国生产线工业持续、稳定发展。

随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产率，尤其是在需要进行材料分拣的企业，以往生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已经成为企业的唯一出路。吴召同的基于plc的山药拣选系统采用称重传感器和光电传感器对山药进行称重和测长，检测到每根山药的规格和参数，并将检测到的数据输入控制系统，再根据控制系统预先设定的数据对每一个山药进行分拣，并通过对生产线上的开关装置的操控来对山药进行分类、分流，实现了大批量自动分拣山药。但是在山药的深加工生产线上，往往需要对山药进行自动去皮，在本文中设计的自动清洗去皮机有时对山药去皮不彻底，造成个别部分的山药表皮无法去除干净。会因山药形状的不规则或者存在死角等。孙石的基于plc和变频器控制的糖果生产线系统实物模型系统主要体现在检测、分拣等功能，生产线具有较好的可操作性，可视性，简单、易学，便于管理和调整，实现优化该生产线的目的；但是设计的控制方式虽能满足车间生产需要，但在实际生产中，不利于远程监管，达不到较好的控制效果，这需要在今后的工作中进一步改进。戴俊的基于plc控制的物料自动检测与分拣系系统分别以三菱fx2n系列plc为控制器件，通过plc控制以及传感器技术的应用把各个独立的模块连接成一个整机，构成了智能控制的分拣系统，在设计的后期通过加入触摸屏技术的应用实现对各功能模块的的运行状态进行现场组态。但是气动控制系统气源具有可压缩性，对系统控制精度有一定影响。

现有的自来水和矿泉水加工生产中，分拣瓶装水的过程复杂，且容易混乱，使得后期包装容易出错，导致包装产品数量不足，且在分拣包装过程中，推送不灵活针对瓶的规定有较大的要求，导致灵活性不足。plc具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、升级便捷、搞干扰能力强等优点，在工业生产过程自动控制领域应用广泛，是改造传统生产工艺和设备的重要途径。本课题从plc角度设计自动检测与分拣系统，以瓶装矿泉水生产线为操作目标现场，模拟怎样在生产流水线现场利用以plc为核心的器件进行自动检测和分拣，设计一种基于plc的瓶装矿泉水生产线系统模型。

2. 研究内容和预期目标

通过研究既定对象的生产线自动分拣系统的工作原理，分析其工作原理，设计可以提供对象辨别、分拣操作、性能评估等功能的、并有完备功能、界面友好的可靠、稳定的生产线自动分拣系统。并完成以下目标：1.分析瓶装矿泉水自动检测及分拣系统的工作特点及要求；

2.设计硬件原理图；

3.编写软件流程图及程序代码；

3. 研究的方法与步骤

本课题拟采用软硬件相结合组成实际控制系统。主要分为以下几个部分：电路设计，程序编写。然后完成电路原理图的绘制和硬件电路图的设计，最后完成plc软件的编程及其硬件功能的调试。

其设计的主要步骤：

(1) 先查阅文献了解如今已建成的生产线自动分拣系统的模型，plc的相关的一些书籍和材料， 整理出自己论文所需要的一些重要的文献资料，分析生产线自动检测与分拣系统的工作特点及要求。

(2) 提出设计整体思路，设计出电路原理图、程序控制流程图。

4. 参考文献

[1]周柏青,李方园.plc控制系统设计与应用:西门子s7-200/1200.北京:中国电力出版社,2015.[2]佟巳刚.单片机c51应用编程与实践.北京:高等教育出版社,2017.[3]王猛,杨欢.plc编程与应用技术(第2版).北京:北京理工大学出版社,2017.[4]张克涵,梁庆卫.plc原理与工程应用技术.北京:国防工业出版社,2016.[5]王华忠.工业控制系统及应用:plc与组态软件.北京:机械工业出版社,2016.

[6]王宇,任思璟,李忠勤.plc电气控制与组态设计[m].北京:电子工业出版社,2010

[7]郭爱芳，王恒迪.传感器原理及应用［m］.西安：西安电子科技大学出社,2007.281-290.

5. 计划与进度安排

（1）2022-2-25～2022-3-17（3周） 查阅相关背景及技术资料，制订具体计划，撰写开题报告。

（2）2022-3-18～2022-4-07（3周） 提出实现方案，熟悉控制模块硬件资源及编程技巧。

（3）2022-4-08～2022-4-28（3周） 设计电路原理图，提出程序框图，编制控制程序。