PLC的郵件分揀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目錄緒論1一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求和思路11.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求11.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路2二、 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)22.1 IO分配22.2 PLC硬件接線圖3三、 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)33.1 郵件入箱控制軟件設(shè)計(jì)流程33.2 單一郵件分揀機(jī)的PLC控制梯形圖4四、心得與體會(huì)8五、參考文獻(xiàn)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(shù)含量不斷增加，技術(shù)裝備水平也在不斷提高，郵件處理已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，并且朝著自動(dòng)化的方向邁進(jìn)。其中，利用機(jī)器自動(dòng)分揀郵件是一個(gè)重要的課題。國(guó)內(nèi)的研究工作起源于 20 世紀(jì) 70 年代中期。20多年來(lái)，科技人員不斷跟蹤國(guó)際分揀技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，推陳出新。截止 1998 年底，全國(guó)共有

2、 106套郵件自動(dòng)分揀設(shè)備投入運(yùn)行，1998 年完成的重大科研成果，它不是簡(jiǎn)單地將理信機(jī)和 OVCS分揀系統(tǒng)拼成一臺(tái)設(shè)備，而是一次讀取圖像，完成理信和分揀，且具有語(yǔ)音提示、格口顯示、分層停機(jī)、標(biāo)簽制作等功能，處理效率為 32 000 件/h。該機(jī)的研制成功標(biāo)志著我國(guó)郵件分揀設(shè)備的制造技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)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(jì)算機(jī)，30年來(lái)，可編程控制器（PLC）從無(wú)到有實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到儲(chǔ)存的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡(jiǎn)單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制，過(guò)程控制，及集散控制

3、等各種任務(wù)的跨越。她具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)，體積小，重量輕，能耗低等一系列的優(yōu)點(diǎn)一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求和思路1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求XCXDXEXF用撥碼開(kāi)關(guān)輸入，當(dāng)XCXDXEXF取值不是1、2、3、4（0001、0010、0011、0100、0101）時(shí)，L1閃亮表示出錯(cuò)，按停止按鈕無(wú)效。必須取XCXDXEXF為1、2、3、4（0001、0010、0011、0100、0101）后，再按停止按鈕，復(fù)位一下，再按起動(dòng)按鈕，則L2亮表示可以進(jìn)郵件，同時(shí)M5亮，S1產(chǎn)生1s的脈沖閃亮。在這基礎(chǔ)上當(dāng)XCXDXEXF取值0001時(shí)，表示郵編第一個(gè)數(shù)字為1，當(dāng)按下S2表示檢測(cè)到

4、了，脈沖開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)五個(gè)脈沖后M2亮2s，表示開(kāi)頭為1的郵編進(jìn)北京的郵箱，同時(shí)M5、L2、S1滅2s。當(dāng)XCXDXEXF取值0010時(shí)，表示郵編第一個(gè)數(shù)字為2，當(dāng)按下S2表示檢測(cè)到了，脈沖開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)十個(gè)脈沖后M2亮2s，表示開(kāi)頭為2的郵編進(jìn)上海的郵箱，同時(shí)M5、L2、S1滅2s。當(dāng)XCXDXEXF取值0011時(shí)，表示郵編第一個(gè)數(shù)字為3，當(dāng)按下S2表示檢測(cè)到了，脈沖開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)十五個(gè)脈沖后M3亮2s，表示開(kāi)頭為3的郵編進(jìn)天津的郵箱，同時(shí)M5、L2、S1滅2s。當(dāng)XCXDXEXF取值0100時(shí)，表示郵編第一個(gè)數(shù)字為4，當(dāng)按下S2表示檢測(cè)到了，脈沖開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)二十個(gè)脈沖后M4亮2s，表示開(kāi)頭為4的

5、郵編進(jìn)武漢的郵箱，同時(shí)M5、L2、S1滅2s。當(dāng)XCXDXEXF取值0101時(shí)，表示郵編第一個(gè)數(shù)字為5，當(dāng)按下S2表示檢測(cè)到了，脈沖開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)二十五個(gè)脈沖后，M5、L2、S1滅2s，表示開(kāi)頭為5的郵編進(jìn)廣州的郵箱。單一郵件分揀機(jī)的硬件示意圖如圖1所示。圖1 單一郵件分揀機(jī)的硬件示意圖 1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路郵件檢測(cè)開(kāi)關(guān)S1，S2采用接近開(kāi)關(guān)，與啟動(dòng)按鈕、復(fù)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(kāi)關(guān)S1，S2在郵件被分揀到郵箱內(nèi)以后會(huì)自動(dòng)復(fù)位。撥碼器采用BCD碼，至少需要一個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)單元來(lái)存儲(chǔ)撥入的郵政編碼。電動(dòng)機(jī)M1M4的郵件分揀推桿在郵件被分揀到郵箱內(nèi)以后，將會(huì)自動(dòng)彈回原

6、位。郵碼設(shè)置通過(guò)外部撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，三個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)表示數(shù)據(jù)0-7，在PLC程序設(shè)計(jì)部分選用了MOVE指令來(lái)簡(jiǎn)化程序。郵件分揀是一個(gè)比較固定的、環(huán)境條件較好的工藝過(guò)程，要實(shí)現(xiàn)的功能也相對(duì)簡(jiǎn)單，無(wú)需A/D和D/A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)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(mǎn)足工藝的要求了。綜合前面的工藝要求與I/O點(diǎn)數(shù)可知，在機(jī)型上可選用西門(mén)子公司生產(chǎn)的CPU型號(hào)為226型的微型可編程控制器。二、 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)根據(jù)該郵件分揀機(jī)的控制要求，該系統(tǒng)有4臺(tái)電機(jī)，2個(gè)指示燈，2個(gè)接近開(kāi)關(guān)，5個(gè)郵箱，3個(gè)按鈕，1個(gè)BCD撥碼器，1個(gè)傳動(dòng)裝置。該郵件分揀系統(tǒng)采用PLC控制需要有6個(gè)輸入點(diǎn)，7

7、個(gè)輸出點(diǎn)，選用西門(mén)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(shè)計(jì)過(guò)程中選用西門(mén)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(kuò)展單元選用EM223DC8輸入/繼電器8輸出能滿(mǎn)足控制要求。在確定了控制對(duì)象的控制要求和選擇好PLC的機(jī)型后，即可以進(jìn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)，考慮到編程簡(jiǎn)單、檢查方便和接線容易等因素，根據(jù)實(shí)際過(guò)程，編制了輸入、輸出點(diǎn)的地址編號(hào)，見(jiàn)表1 輸入、輸出點(diǎn)分配。表1 輸入、輸出點(diǎn)分配輸入量輸出量啟動(dòng)按鈕I0.0紅燈（L1）Q0.0復(fù)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(kāi)關(guān)1（S1）0I0.3電動(dòng)機(jī)1（M1）Q0.3檢測(cè)開(kāi)關(guān)2（S2）I0.4電動(dòng)機(jī)2（M2）Q0.4電動(dòng)機(jī)3（M3）Q0.5電動(dòng)機(jī)4（M4）Q0.6BCD撥碼器I2.0I2.32.2 PLC硬件接線圖根據(jù)任務(wù)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(shè)計(jì)在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先根據(jù)系統(tǒng)控制要求和工藝流程設(shè)計(jì)出系統(tǒng)順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)出梯形圖。3.1 郵件入箱控制軟件設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程：郵件檢測(cè)；編碼信息檢測(cè)；編碼信息轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)；郵件入箱；出錯(cuò)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(jī)的PLC控制梯形圖單一郵件分揀機(jī)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(huì)通過(guò)這次的專(zhuān)業(yè)方向課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)我們電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)方向又有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，在此過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)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(shí)踐，從應(yīng)用設(shè)計(jì)到仿真調(diào)試，歷時(shí)多天，失敗多次，在失敗中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在此過(guò)程中鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，理解由課本理論知識(shí)上升到實(shí)物和實(shí)踐模擬，在模擬中，對(duì)STEP7系統(tǒng)仿真軟件，以及Visio繪圖軟件有了進(jìn)一步的應(yīng)用和了解，學(xué)到了很多在課本上沒(méi)有學(xué)到過(guò)的內(nèi)容。相信這對(duì)即將進(jìn)入工作崗位的我會(huì)有莫大的幫助。郵政工作和人們的生活是息息相關(guān)的。隨著人們生活水平的提高，社會(huì)的不斷發(fā)展，郵政工作也越來(lái)越多樣復(fù)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(jí)高。為了改善這種狀況，實(shí)現(xiàn)郵件處理的高度自動(dòng)化，提高郵件的處理速度，減少大量的人力，以適應(yīng)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(shí)現(xiàn)了自動(dòng)分揀，極大地提高了工作效率。未來(lái)幾年，隨著全國(guó)郵政綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)的建成和中心局體制的加速實(shí)施，我國(guó)郵政在機(jī)械化和