PLC的郵件分揀控制系統(tǒng)設計

1、目錄緒論1一、系統(tǒng)設計的要求和思路11.1 系統(tǒng)設計要求11.2系統(tǒng)設計思路2二、 系統(tǒng)硬件設計22.1 IO分配22.2 PLC硬件接線圖3三、 系統(tǒng)軟件設計33.1 郵件入箱控制軟件設計流程33.2 單一郵件分揀機的PLC控制梯形圖4四、心得與體會8五、參考文獻812緒論 近年郵政事業(yè)得到了空前發(fā)展。郵政通信網(wǎng)的技術含量不斷增加，技術裝備水平也在不斷提高，郵件處理已基本實現(xiàn)機械化，并且朝著自動化的方向邁進。其中，利用機器自動分揀郵件是一個重要的課題。國內(nèi)的研究工作起源于 20 世紀 70 年代中期。20多年來，科技人員不斷跟蹤國際分揀技術的發(fā)展狀況，推陳出新。截止 1998 年底，全國共有

2、 106套郵件自動分揀設備投入運行，1998 年完成的重大科研成果，它不是簡單地將理信機和 OVCS分揀系統(tǒng)拼成一臺設備，而是一次讀取圖像，完成理信和分揀，且具有語音提示、格口顯示、分層停機、標簽制作等功能，處理效率為 32 000 件/h。該機的研制成功標志著我國郵件分揀設備的制造技術已達到國際先進水平。郵件分揀系統(tǒng)系統(tǒng)改變了人工分揀的工作方式分揀，極大提高了效率。作為通用工業(yè)控制計算機，30年來，可編程控制器（PLC）從無到有實現(xiàn)了工業(yè)控制領域接線邏輯到儲存的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應用領域從小到大，實現(xiàn)了單體設備簡單控制到勝任運動控制，過程控制，及集散控制

3、等各種任務的跨越。她具有可靠性高，抗干擾能力強，配套齊全，功能完善，適用性強，體積小，重量輕，能耗低等一系列的優(yōu)點一、系統(tǒng)設計的要求和思路1.1 系統(tǒng)設計要求XCXDXEXF用撥碼開關輸入，當XCXDXEXF取值不是1、2、3、4（0001、0010、0011、0100、0101）時，L1閃亮表示出錯，按停止按鈕無效。必須取XCXDXEXF為1、2、3、4（0001、0010、0011、0100、0101）后，再按停止按鈕，復位一下，再按起動按鈕，則L2亮表示可以進郵件，同時M5亮，S1產(chǎn)生1s的脈沖閃亮。在這基礎上當XCXDXEXF取值0001時，表示郵編第一個數(shù)字為1，當按下S2表示檢測到

4、了，脈沖開始計數(shù)，經(jīng)五個脈沖后M2亮2s，表示開頭為1的郵編進北京的郵箱，同時M5、L2、S1滅2s。當XCXDXEXF取值0010時，表示郵編第一個數(shù)字為2，當按下S2表示檢測到了，脈沖開始計數(shù)，經(jīng)十個脈沖后M2亮2s，表示開頭為2的郵編進上海的郵箱，同時M5、L2、S1滅2s。當XCXDXEXF取值0011時，表示郵編第一個數(shù)字為3，當按下S2表示檢測到了，脈沖開始計數(shù)，經(jīng)十五個脈沖后M3亮2s，表示開頭為3的郵編進天津的郵箱，同時M5、L2、S1滅2s。當XCXDXEXF取值0100時，表示郵編第一個數(shù)字為4，當按下S2表示檢測到了，脈沖開始計數(shù)，經(jīng)二十個脈沖后M4亮2s，表示開頭為4的

5、郵編進武漢的郵箱，同時M5、L2、S1滅2s。當XCXDXEXF取值0101時，表示郵編第一個數(shù)字為5，當按下S2表示檢測到了，脈沖開始計數(shù)，經(jīng)二十五個脈沖后，M5、L2、S1滅2s，表示開頭為5的郵編進廣州的郵箱。單一郵件分揀機的硬件示意圖如圖1所示。圖1 單一郵件分揀機的硬件示意圖 1.2系統(tǒng)設計思路郵件檢測開關S1，S2采用接近開關，與啟動按鈕、復位按鈕和停止按鈕共同作為PLC的輸入分配IO地址，并且接近開關S1，S2在郵件被分揀到郵箱內(nèi)以后會自動復位。撥碼器采用BCD碼，至少需要一個字節(jié)的存儲單元來存儲撥入的郵政編碼。電動機M1M4的郵件分揀推桿在郵件被分揀到郵箱內(nèi)以后，將會自動彈回原

6、位。郵碼設置通過外部撥碼開關來實現(xiàn)，三個撥碼開關表示數(shù)據(jù)0-7，在PLC程序設計部分選用了MOVE指令來簡化程序。郵件分揀是一個比較固定的、環(huán)境條件較好的工藝過程，要實現(xiàn)的功能也相對簡單，無需A/D和D/A轉換、加減運算。另外，控制程序也比較固定，不需要在線編程，選用整體式PLC就可以滿足工藝的要求了。綜合前面的工藝要求與I/O點數(shù)可知，在機型上可選用西門子公司生產(chǎn)的CPU型號為226型的微型可編程控制器。二、 系統(tǒng)硬件設計根據(jù)該郵件分揀機的控制要求，該系統(tǒng)有4臺電機，2個指示燈，2個接近開關，5個郵箱，3個按鈕，1個BCD撥碼器，1個傳動裝置。該郵件分揀系統(tǒng)采用PLC控制需要有6個輸入點，7

7、個輸出點，選用西門子S7-200系列PLC，基本單元選用CPU226模塊DC24輸入/繼電器10輸出。2.1 IO分配在設計過程中選用西門子S7-200系列PLC，基本單元選用CPU226模塊DC24輸入/繼電器10輸出，擴展單元選用EM223DC8輸入/繼電器8輸出能滿足控制要求。在確定了控制對象的控制要求和選擇好PLC的機型后，即可以進行安全監(jiān)控系統(tǒng)的流程設計，考慮到編程簡單、檢查方便和接線容易等因素，根據(jù)實際過程，編制了輸入、輸出點的地址編號，見表1 輸入、輸出點分配。表1 輸入、輸出點分配輸入量輸出量啟動按鈕I0.0紅燈（L1）Q0.0復位按鈕I0.1綠燈（L2）Q0.1停止按鈕I0.

8、2傳送帶M5Q0.2接近開關1（S1）0I0.3電動機1（M1）Q0.3檢測開關2（S2）I0.4電動機2（M2）Q0.4電動機3（M3）Q0.5電動機4（M4）Q0.6BCD撥碼器I2.0I2.32.2 PLC硬件接線圖根據(jù)任務分析及I/O分配，繪制PLC硬件接線圖，如圖2 PLC硬件接線圖所示，以保證硬件接線操作正確。圖2 PLC硬件接線圖三、 系統(tǒng)軟件設計在系統(tǒng)軟件設計過程中，首先根據(jù)系統(tǒng)控制要求和工藝流程設計出系統(tǒng)順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖設計出梯形圖。3.1 郵件入箱控制軟件設計流程設計流程：郵件檢測；編碼信息檢測；編碼信息轉化為脈沖信號；郵件入箱；出錯控制。PLC控制部分流程圖

9、如圖3所示：圖3 PLC控制部分流程圖3.2 單一郵件分揀機的PLC控制梯形圖單一郵件分揀機的PLC控制梯形圖如圖4所示。 圖4 PLC控制梯形圖四、心得與體會通過這次的專業(yè)方向課程設計，使我對我們電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)方向又有了更進一步的認識，在此過程中，我學會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。從理論到實踐，從應用設計到仿真調(diào)試，歷時多天，失敗多次，在失敗中不斷總結經(jīng)驗，在此過程中鞏固了以前所學過的知識，理解由課本理論知識上升到實物和實踐模擬，在模擬中，對STEP7系統(tǒng)仿真軟件，以及Visio繪圖軟件有了進一步的應用和了解，學到了很多在課本上沒有學到過的內(nèi)容。相信這對即將進入工作崗位的我會有莫大的幫助。郵政工作和人們的生活是息息相關的。隨著人們生活水平的提高，社會的不斷發(fā)展，郵政工作也越來越多樣復雜。但傳統(tǒng)郵件的分揀大多采用手工操作，這樣的后果是不但效率低，工作量十分的繁重而且誤差率級高。為了改善這種狀況，實現(xiàn)郵件處理的高度自動化，提高郵件的處理速度，減少大量的人力，以適應現(xiàn)代化的發(fā)展，從而由PLC控制的郵件分揀十分必要的。郵件分揀系統(tǒng)改變了人工分揀的工作方式，實現(xiàn)了自動分揀，極大地提高了工作效率。未來幾年，隨著全國郵政綜合計算機網(wǎng)的建成和中心局體制的加速實施，我國郵政在機械化和