快遞分揀裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PAGEPAGEIV快遞分揀裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要快遞分揀電氣控制系統(tǒng)是完成配送、配送中心分揀、分揀和分配操作的現(xiàn)代化設(shè)備。是進(jìn)行分揀配送業(yè)務(wù)的有力技術(shù)保障。目前，國(guó)內(nèi)外幾乎所有的大型郵局都配備有快遞分揀電氣控制系統(tǒng)。機(jī)械分揀也稱為輸送機(jī)分揀。它以機(jī)械為主要輸送工具?？爝f分揀作業(yè)仍然依賴于手工作業(yè)?？爝f分揀作業(yè)人員根據(jù)快遞上的標(biāo)簽、顏色標(biāo)簽、編號(hào)和其他分揀標(biāo)記，對(duì)符合提單要求的快遞進(jìn)行分揀。選擇它并把它放在一個(gè)簡(jiǎn)單的傳送帶或現(xiàn)場(chǎng)。本文主要介紹PLC在快遞分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用。利用可編程序控制器（PLC）設(shè)計(jì)了一種低成本、高效率的快遞自動(dòng)分選裝置。以西門子PLC為主控制器，結(jié)合氣動(dòng)裝置、傳感技術(shù)、位置控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快遞現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)分揀控制。該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、控制方便?？筛鶕?jù)不同的對(duì)象對(duì)系統(tǒng)稍作修改，以滿足要求。關(guān)鍵詞：西門子PLC；快遞分揀裝置；傳感器

AbstractExpresssortingelectricalcontrolsystemisamodernequipmenttocompletedistribution,distributioncentersorting,sortinganddistributionoperation.Itisapowerfultechnicalguaranteeforsortinganddistributionbusiness.Atpresent,almostalllargepostofficesathomeandabroadareequippedwithexpresssortingelectricalcontrolsystem.Mechanicalsortingisalsocalledconveyorsorting.Itusesmachineryasthemainconveyingtool.Expresssortingstillreliesonmanualwork.Thissortingmethodismostlyusedinchainconveyor,conveyorbelt,drumconveyorandotherconveyors.Itsprincipleistousetheconveyorsetonthegroundforexpressdelivery.Expresssortingoperatorssortingexpressdeliveryaccordingtothelabels,colorlabels,numbersandothersortinglabelsontheexpressdelivery,tomeettherequirementsofthebilloflading.Selectitandplaceitonasimpleconveyorbeltorsite.ThispapermainlyintroducestheapplicationofPLCinexpresssortingsystem.Anautomaticsortingdeviceforexpressdeliverywithlowcostandhighefficiencyisdesignedbyusingprogrammablelogiccontroller(PLC).WithSiemensPLCasthemaincontroller,combinedwithpneumaticdevice,sensingtechnologyandpositioncontroltechnology,theautomaticsortingcontrolofexpressdeliverysiteisrealized.Thesystemhashighdegreeofautomation,stableoperation,highaccuracyandconvenientcontrol.Thesystemcanbemodifiedslightlyaccordingtodifferentobjectstomeettherequirements.Keywords:SiemensPLC;Expresssortingdevice;Sensor

目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1研究背景 11.2研究意義 21.3研究現(xiàn)狀 31.3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 31.3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 3第2章相關(guān)概述 52.1分揀系統(tǒng) 52.1.1分揀系統(tǒng)的基本組成 52.1.2快遞分揀電氣控制系統(tǒng)的基本功能 62.1.3快遞分揀電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 62.2PLC簡(jiǎn)介 7第3章快遞分揀裝置總體設(shè)計(jì) 83.1快遞快遞分揀裝置工作過(guò)程概述 83.2系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo) 93.3系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 93.3.1功能要求 93.3.2系統(tǒng)的控制要求 9第4章控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 104.1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 104.2系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 104.2.1確定I/O點(diǎn)數(shù) 104.2.2PLC的選擇 114.2.3PLC的輸入輸出端子分配 114.2.4PLC輸入輸出接線端子圖 124.3檢測(cè)元件與執(zhí)行裝置的選擇 134.3.1旋轉(zhuǎn)編碼器 134.3.2電感傳感器 144.3.3電容傳感器 154.3.4顏色傳感器 174.3.5光電傳感器 184.3.6步進(jìn)電機(jī) 18第5章控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 195.1控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì) 195.2控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 20結(jié)論 25參考文獻(xiàn) 26致謝 28PAGE23第1章緒論本課題的目的在于根據(jù)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，利用所學(xué)課程《電氣控制與plc應(yīng)用》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》等，查找相關(guān)論文及資料設(shè)計(jì)對(duì)于分揀系統(tǒng)的應(yīng)用前景，主要著眼于分揀系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)越性，應(yīng)用領(lǐng)域的適用性以及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益、成本等方而來(lái)考慮。分揀作業(yè)基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人化，自動(dòng)分揀系統(tǒng)的目的之一就是為了減少人員的使用,減輕員工的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高人員的使用效率。我國(guó)開(kāi)始進(jìn)入現(xiàn)代化的自動(dòng)控制工業(yè)化,在勢(shì)趨必行且越來(lái)越普遍的自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)的背景下,如何高效的進(jìn)行物料分揀是一個(gè)重要問(wèn)題。配送中心的大部分的功能都是運(yùn)輸倉(cāng)庫(kù)和中轉(zhuǎn)站，其中的操作基本上全部依靠人為，傳統(tǒng)的配送中心運(yùn)用的信息技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)非常地少，過(guò)多地依賴人為操作致使物流分揀的成本尤其高，效率卻較低.要降低物流成本,提高分揀效率,首要任務(wù)是研究出一個(gè)合理,穩(wěn)定,有效,低成本且能大范圍普及的物料分揀系統(tǒng)。1.1研究背景隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,只要是涉及到生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)男袠I(yè)都離不開(kāi)分揀系統(tǒng)。在整個(gè)物流過(guò)程中，其核心是倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)，分揀系統(tǒng)的目的是降低物流的成本，以此提高整個(gè)物流過(guò)程中的整體效益，提高總體的服務(wù)水準(zhǔn)，使物流變得簡(jiǎn)單易行合理。一個(gè)好的分揀配送系統(tǒng)可以極大地優(yōu)化整個(gè)物流過(guò)程，并能連續(xù)、大批量地對(duì)貨物進(jìn)行分揀。由于大型生產(chǎn)中采用的管道自動(dòng)運(yùn)行方式，自動(dòng)分揀系統(tǒng)不受氣候、時(shí)間、人體體力等因素的限制，能夠連續(xù)運(yùn)行。目前，自動(dòng)分揀系統(tǒng)主要采用條碼技術(shù)對(duì)貨物進(jìn)行識(shí)別，降低了快速分揀的誤碼率，提高了快速分揀的速度，極大地解放了勞動(dòng)力。現(xiàn)代社會(huì)生活與物流工作密不可分。隨著人民生活水平的不斷提高和社會(huì)的快速進(jìn)步，物流工作變得越來(lái)越復(fù)雜?？爝f分揀系統(tǒng)最初是人力操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)人工提取和處理來(lái)分類和運(yùn)輸快遞。該系統(tǒng)分揀效率不高，出錯(cuò)率高，不能滿足當(dāng)前快遞分揀速度和精度的要求。因此，為了改變這種狀況，為了實(shí)現(xiàn)快遞分揀操作的智能化，提高快遞分揀速度，減少冗余人力，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要，基于自動(dòng)化的快遞自動(dòng)分揀新方案應(yīng)運(yùn)而生。TIC控制系統(tǒng)。由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種類型的自動(dòng)機(jī)械設(shè)備在分選系統(tǒng)中開(kāi)始啟用。信息傳輸和處理已成為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)時(shí)代出現(xiàn)的主要方式?？爝f分揀系統(tǒng)的最重要的設(shè)計(jì)要求是始終掌握機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化自動(dòng)化設(shè)計(jì)的方向和規(guī)范。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，可編程序控制器（PLC）已開(kāi)始進(jìn)入歷史階段，其功能也在幾十年內(nèi)日益多樣化。可編程序控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試、安裝快捷、體積小等特點(diǎn)，易于滿足機(jī)電一體化的要求。在工業(yè)控制自動(dòng)化系統(tǒng)中，與其他功能類似的硬件相比，可編程序控制器的地位開(kāi)始逐步提高。它越來(lái)越受到設(shè)計(jì)者的青睞，并逐漸成為最重要、應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制裝置。PLC應(yīng)用的廣度已逐漸成為一個(gè)國(guó)家的評(píng)價(jià)。家用工業(yè)自動(dòng)化水平是其中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。物流局的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備是集多種技術(shù)于一體的新型設(shè)備。它綜合了機(jī)械與電機(jī)技術(shù)、傳感器與通信網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)在線各工作單元的協(xié)作，傳感器檢測(cè)單元與在線信息處理、驅(qū)動(dòng)和控制的執(zhí)行都通過(guò)微處理單元（CPU）進(jìn)行協(xié)調(diào)。有秩序地工作。1.2研究意義就目前看來(lái)，只有通過(guò)使用我們先進(jìn)的生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)和自動(dòng)化的設(shè)備來(lái)提高我們的工廠和車間的能力，我們才能不斷適應(yīng)現(xiàn)在變化越來(lái)越快的市場(chǎng)需求，才能使我們國(guó)家向著更強(qiáng)過(guò)邁進(jìn)。經(jīng)濟(jì)效益差、自動(dòng)化程度低是我國(guó)工業(yè)制造業(yè)在不少領(lǐng)域仍然存在的弊端。和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們的企業(yè)效能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及，盡管我國(guó)是國(guó)際上機(jī)床擁有量和數(shù)控從業(yè)員最多的國(guó)家，問(wèn)題比較集中在兩方面：①產(chǎn)品產(chǎn)出率的嚴(yán)重不足。②相同的產(chǎn)出其損耗和時(shí)間成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)越過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)普通采用的單機(jī)生產(chǎn)方式嚴(yán)重滯后，不能適應(yīng)社會(huì)潮流的發(fā)展，我們要通過(guò)參與世界的激烈的競(jìng)爭(zhēng)來(lái)提高自身的水平，就必須采用中小批量的生產(chǎn)方式，將生產(chǎn)的過(guò)程自動(dòng)化、批量化以及柔性化。本設(shè)計(jì)來(lái)源于物流局工作現(xiàn)場(chǎng)，又可以服務(wù)于企業(yè)，還可供現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的前期試驗(yàn)。工業(yè)級(jí)的器件和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，其方法具有很好的推廣性，對(duì)物流局一線工程人員的技能訓(xùn)練具有重要意義。1.3研究現(xiàn)狀1.3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外分揀系統(tǒng)研究從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，由于軍工業(yè)的需要，自動(dòng)生產(chǎn)線得到很大程度的研究與發(fā)展。尤其是戰(zhàn)爭(zhēng)之后，西方工業(yè)就已經(jīng)廣泛的采用自動(dòng)分揀機(jī)。如日本的醫(yī)療行業(yè)、化妝品制造行業(yè)、連鎖商業(yè)等全自動(dòng)分揀機(jī)更是普遍應(yīng)用。在美國(guó)，自動(dòng)檢測(cè)、分揀、傳送生產(chǎn)線更是帶動(dòng)工業(yè)的增長(zhǎng)。在歐洲、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)家，他們的分揀技術(shù)也高度發(fā)達(dá)。德國(guó)西門子在物流設(shè)備系統(tǒng)中不斷引進(jìn)各種類型的自動(dòng)分揀設(shè)備，并發(fā)揮著非常重要的作用。二十一世紀(jì)后,國(guó)外的分揀系統(tǒng)發(fā)展迅速,Aughan,Mark將分揀系統(tǒng)歸納為五個(gè)子系統(tǒng)合并前聚集、訂單挑選、感應(yīng)、合并、搬運(yùn)分揀,從而將訂單獲得與不同傳送帶有機(jī)地的結(jié)合起來(lái)成一個(gè)高效的分揀系統(tǒng)研究了現(xiàn)有的關(guān)于評(píng)估分揀固定各種形狀貨物分揀系統(tǒng)的分揀時(shí)間的解析公式，從配送中心里物料搬運(yùn)的角度研究了分揀系統(tǒng)傳送帶的構(gòu)建,及如何搭配傳送帶,構(gòu)建一個(gè)良好的分揀搬運(yùn)系統(tǒng)。目前,國(guó)際上較先進(jìn)的自動(dòng)分揀機(jī)有自動(dòng)分揀機(jī)、小型中速自動(dòng)分揀機(jī)、推塊式高速自動(dòng)分揀機(jī)、高速水平自動(dòng)分揀機(jī)、數(shù)字式揀位系統(tǒng)和全自動(dòng)分揀機(jī)等。1.3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的分揀系統(tǒng)和技術(shù)還相對(duì)落后。隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的建立和現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展，一個(gè)相對(duì)完整的體系尚未形成。但隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入,我國(guó)現(xiàn)代物流也將逐步進(jìn)入發(fā)展階段。我國(guó)的自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備技術(shù)在九十年代得到迅速發(fā)展，從引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備技術(shù)，到自主研發(fā)、生產(chǎn)，但產(chǎn)品偏向于中端、大型企業(yè)，而中、小型企業(yè)因產(chǎn)品靈活性、多樣性及成本等原因，需要簡(jiǎn)易型設(shè)備。人工作業(yè)的情況仍比較普遍,電子標(biāo)簽、RF技術(shù)等輔助揀選系統(tǒng)的生產(chǎn)和使用還不多,自動(dòng)揀選系統(tǒng)更是寥寥無(wú)幾?？偟膩?lái)說(shuō),我國(guó)分揀系統(tǒng)的應(yīng)用呈現(xiàn)出集約化程度低、自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)用范圍不廣泛的特點(diǎn)。系統(tǒng)對(duì)商品包裝有很高的要求。為了使大多數(shù)商品能夠自動(dòng)分揀，需要根據(jù)分揀商品的統(tǒng)一包裝特點(diǎn)，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化包裝，定制分揀機(jī)等二次措施。但對(duì)于所有商品的供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，執(zhí)行國(guó)家包裝標(biāo)準(zhǔn)局是非常困難的。定制的分揀機(jī)將增加硬件成本，而且它們?cè)教厥?，它們的通用性就越差。隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷提高，自動(dòng)分揀系統(tǒng)在很多行業(yè)領(lǐng)域都有了成功的應(yīng)用。

第2章相關(guān)概述2.1分揀系統(tǒng)2.1.1分揀系統(tǒng)的基本組成快遞分揀線的控制功能要求：（1）系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同材質(zhì)、不同顏色工件的判斷，并能夠根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)分揀。（2）非正確放置的工件將被判斷為不合格品，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別并作棄置處理。（3）所有經(jīng)分揀或者棄置工件的具體數(shù)量能夠通過(guò)PLC進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，最終由觸摸屏顯示。（4）輸送皮帶的頻率可通過(guò)觸摸屏實(shí)時(shí)調(diào)整并能夠顯示當(dāng)前運(yùn)行頻率。（5）系統(tǒng)要求有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩Ｗo(hù)機(jī)制，配備相關(guān)的緊急和復(fù)位操作，在缺料和非原點(diǎn)位置時(shí)不允許啟動(dòng)。系統(tǒng)的基本組成：本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示：圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（1）控制裝置的功能是識(shí)別和接收分揀信號(hào)，并快速處理大量的分揀信息和指令，準(zhǔn)確識(shí)別每件快遞。根據(jù)分揀信號(hào)的要求，運(yùn)輸系統(tǒng)和快遞分揀裝置由系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)控制，快遞按快遞種類、交貨地點(diǎn)或貨主類型進(jìn)口。自動(dòng)分揀，及時(shí)、準(zhǔn)確、協(xié)調(diào)地完成分揀作業(yè)，并將作業(yè)信息和數(shù)據(jù)反饋給主控監(jiān)控系統(tǒng)。分類輸入系統(tǒng)可以有多種方式，根據(jù)自身需要選擇不同的輸入方式，如重量檢測(cè)、顏色掃描、條碼掃描、鍵盤輸入、語(yǔ)音識(shí)別、高度檢測(cè)和形狀識(shí)別等。根據(jù)這些分選信號(hào)的判斷，可以決定某類快遞應(yīng)該進(jìn)入哪個(gè)分選入口。（2）快速分揀裝置的功能是根據(jù)控制裝置發(fā)出的分揀指令，當(dāng)具有相同分揀信號(hào)的貨物通過(guò)快速分揀裝置時(shí)，改變輸送帶的運(yùn)行方向，進(jìn)入其他輸送機(jī)或分揀入口。分類設(shè)備有很多種，如發(fā)射、浮標(biāo)、傾斜和分支。不同的設(shè)備對(duì)包裝材料、包裝重量和包裝底面平整度有不同的要求。（3）輸送機(jī)的主要部件是輸送帶或輸送機(jī)。其主要功能是通過(guò)控制裝置和分類裝置對(duì)魚進(jìn)行分類，并連接輸送裝置的兩側(cè)。通常，連接幾個(gè)分揀端口，以便分揀的快遞滑下主傳送帶（或主傳送帶）以便隨后操作。（4）分揀入口是被分揀快遞離開(kāi)主輸送機(jī)（或主輸送帶）進(jìn)入收集區(qū)域的通道。一般來(lái)說(shuō)，它由鋼帶、皮帶、滾筒等組成，使快遞從主輸送機(jī)滑到收集平臺(tái)，入口處的所有快遞由工作人員集中、儲(chǔ)存或組裝。2.1.2快遞分揀電氣控制系統(tǒng)的基本功能（1）系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材質(zhì)、不同顏色的工件的判斷，并可根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行分類。（2）對(duì)放置不正確的工件進(jìn)行不合格判定，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別并處理。（3）PLC可對(duì)被分揀或丟棄工件的具體數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，觸摸屏顯示傳送帶的頻率可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，并可顯示當(dāng)前的運(yùn)行頻率。該系統(tǒng)要求有嚴(yán)格的安全保護(hù)機(jī)制，配備相應(yīng)的緊急和重置操作，并且不允許在沒(méi)有材料和非原點(diǎn)位置時(shí)啟動(dòng)。2.1.3快遞分揀電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)快遞分揀系統(tǒng)是一套靈活的開(kāi)發(fā)設(shè)備，可由多個(gè)工作站組成。根據(jù)分揀的實(shí)際需要，可以增加和減少每個(gè)工作站的類型和數(shù)量。模塊化設(shè)計(jì)使其安裝和拆卸非常方便。除安裝拆卸方便外，快遞分揀電氣控制系統(tǒng)還集成了多種關(guān)鍵技術(shù)，如機(jī)械制造技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、變頻技術(shù)、觸摸屏應(yīng)用和PLC技術(shù)。學(xué)。該系統(tǒng)能顯示企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，使企業(yè)的產(chǎn)品控制過(guò)程具有自己的顯示平臺(tái)，直觀的企業(yè)生產(chǎn)，能為企業(yè)的技術(shù)反思和后續(xù)技術(shù)改進(jìn)提供良好的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。其主要特點(diǎn)概括如下：（1）系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用氣動(dòng)技術(shù)，具有清潔、節(jié)能、高效的優(yōu)點(diǎn)。（2）分離單元，拆裝靈活，安裝靈活。（3）采用西門子小型PLC實(shí)現(xiàn)程序控制，以最小的經(jīng)濟(jì)投入獲得最大的實(shí)際效益。（4）觸摸屏和物理按鈕的結(jié)合，使系統(tǒng)的控制更加方便快捷，界面更加友好。2.2PLC簡(jiǎn)介可編程邏輯控制器（PLC）是一種用于內(nèi)部存儲(chǔ)程序的可編程存儲(chǔ)器。它用于執(zhí)行面向用戶的指令，如邏輯操作、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)操作，并控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程、數(shù)字或模擬輸入/輸出?？删幊炭刂破鞯碾娫丛谡麄€(gè)系統(tǒng)中起著重要的作用。沒(méi)有一個(gè)好的、可靠的供電系統(tǒng)，就不可能正常工作。因此，可編程序控制器的制造商也非常重視電源的設(shè)計(jì)和制造。一般來(lái)說(shuō)，交流電壓的波動(dòng)在±10%（±15%）范圍內(nèi)。PLC可以直接連接到AC網(wǎng)絡(luò)，而不采取其他措施。

第3章快遞分揀裝置總體設(shè)計(jì)3.1快遞快遞分揀裝置工作過(guò)程概述如圖3.1所示為本快遞分揀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3.1快遞分揀裝置結(jié)構(gòu)示意圖快遞分揀裝置包含的部件有：氣體壓縮機(jī)、二聯(lián)體過(guò)濾器、電磁閥組、汽缸、傳輸帶、各種傳感器等。將顏色傳感器、下料傳感器、電感傳感器、電容傳感器備用傳感器安裝在不同的網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)。系統(tǒng)通電后，可編程控制器首先控制啟動(dòng)輸送帶，進(jìn)給傳感器SN檢測(cè)進(jìn)給槽中是否有快遞。如果沒(méi)有快遞，輸送帶在操作一段時(shí)間后自動(dòng)停止等待進(jìn)料。當(dāng)給料槽加載時(shí)，給料傳感器將信號(hào)輸出到PLC，PLC控制輸送帶繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)控制氣動(dòng)閥?？烧{(diào)整切割時(shí)間間隔。材料傳感器SA是一種電感式傳感器。當(dāng)檢測(cè)材料為鐵質(zhì)材料時(shí)，反饋信號(hào)發(fā)送給PLC，通過(guò)PLC控制的氣動(dòng)閥1的作用選擇材料。材料傳感器SB是電容式傳感器。當(dāng)檢測(cè)材料為鋁材時(shí)，將反饋信號(hào)發(fā)送給PLC，通過(guò)PLC控制的氣動(dòng)閥2的作用選擇材料。傳感器SC是一種顏色傳感器。當(dāng)材料的顏色被檢測(cè)為被檢測(cè)的顏色時(shí)，PLC通過(guò)三個(gè)動(dòng)作控制氣動(dòng)閥來(lái)選擇材料。材料傳感器SD是備用傳感器。當(dāng)系統(tǒng)被設(shè)置為對(duì)某一顏色的金屬或非金屬材料進(jìn)行分類時(shí)，通過(guò)程序存儲(chǔ)每個(gè)傳感器的狀態(tài)，完成分類任務(wù)。3.2系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)輸入電壓：AC200～240V（帶保護(hù)地三芯插座）消耗功率：250W環(huán)境溫度范圍：-5～40℃氣源：大于0.2MPa切小于0.85Mpa3.3系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求主要包括功能要求和控制要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，首先應(yīng)分析控制對(duì)象的要求。3.3.1功能要求快遞快遞分揀裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)基本功能如下（1）分揀出金屬和非金屬（2）分揀某一顏色塊（3）分揀出金屬中某一顏色塊（4）分揀出非金屬中某一顏色塊（5）分揀出金屬中某一顏色塊和非金屬中某一顏色塊3.3.2系統(tǒng)的控制要求該系統(tǒng)使用各種傳感器對(duì)被測(cè)材料進(jìn)行檢測(cè)和分類。當(dāng)被測(cè)物體被切割裝置送入輸送帶時(shí)，依次由各種傳感器進(jìn)行檢測(cè)。如果由某個(gè)傳感器測(cè)量，則由相應(yīng)的氣動(dòng)裝置將其推入料倉(cāng)；否則，繼續(xù)前進(jìn)。其控制要求包括以下九個(gè)方面：（1）光電編碼器可以在系統(tǒng)供電時(shí)產(chǎn)生所需的脈沖。（2）電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)輸送帶向前移動(dòng)（3）當(dāng)有材料時(shí)，切割滾筒移動(dòng)以輸送材料。（4）當(dāng)電感傳感器檢測(cè)鐵質(zhì)材料時(shí)，推動(dòng)缸移動(dòng)一次。（5）當(dāng)電容傳感器檢測(cè)鋁材料時(shí)，推動(dòng)缸2移動(dòng)。（6）當(dāng)顏色傳感器檢測(cè)到材料是特定顏色時(shí)，推動(dòng)缸3移動(dòng)。（7）當(dāng)其他材料被發(fā)送到SD位置時(shí)，推動(dòng)氣缸4的作用。（8）氣缸操作應(yīng)受到動(dòng)作限制的保護(hù)。（9）卸料槽卸載后延遲卸載自動(dòng)停機(jī)。第4章控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖，如圖4.1所示。圖4.1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖4.2系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)即分析控制系統(tǒng)的要求，確定I/O點(diǎn)數(shù)，選擇PLC的型號(hào)，然后進(jìn)行I/O分配。4.2.1確定I/O點(diǎn)數(shù)根據(jù)分析控制系統(tǒng)的要求，輸入端需要有2個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)，6個(gè)傳感器信號(hào)，他們分別是：顏色傳感器、備用傳感器、電感傳感器、電容傳感器，以及檢測(cè)下料的傳感器和計(jì)數(shù)傳感器。相應(yīng)地，有5個(gè)汽缸運(yùn)動(dòng)位置信號(hào)，每個(gè)汽缸有動(dòng)作限位和回位限位，共計(jì)10個(gè)信號(hào)。輸出包括控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的接觸器，以及5個(gè)控制汽缸動(dòng)作的電磁閥。共需I/O點(diǎn)24個(gè)，其中18個(gè)輸入，6個(gè)輸出。4.2.2PLC的選擇根據(jù)上面所確定的I/O點(diǎn)數(shù)，且該快遞快遞分揀裝置的控制為開(kāi)關(guān)量控制。因此，選擇一般的小型機(jī)即可滿足控制要求。本系統(tǒng)選用西門子電機(jī)的S7-1200系列PLC。它有24個(gè)輸入點(diǎn)，16個(gè)輸出點(diǎn)，滿足本系統(tǒng)的要求。4.2.3PLC的輸入輸出端子分配根據(jù)所選擇的PLC型號(hào)，對(duì)本系統(tǒng)中PLC的輸入輸出端子進(jìn)行分配，如表4.1所示表4.1快遞快遞分揀裝置PLC輸入/輸出端子分配表西門子PLC（I/O）分揀系統(tǒng)接口（I/O）備注輸入部分I0.0UCP（計(jì)數(shù)傳感器）接旋轉(zhuǎn)編碼器I0.1SN（下料傳感器）判斷下料有無(wú)I0.2SA（電感傳感器）I0.3SB（電容傳感器）I0.4SC（顏色傳感器）I0.5SD（備用傳感器）I0.6SFW1（推氣缸1動(dòng)作限位）I0.7SEW2（推氣缸2動(dòng)作限位）I1.0SFW3（推氣缸3動(dòng)作限位）I1.1SFW4（推氣缸4動(dòng)作限位）I1.2SFW5（下料氣缸動(dòng)作限位）I1.3SBW1（推氣缸1回位限位）I1.4SBW2（推氣缸2回位限位）I1.5SBW3（推氣缸3回位限位）I1.6SBW4（推氣缸4回位限位）I1.7SBW5（下料氣缸回位限位）I2.0SB1（啟動(dòng)）I2.1SB2（停止）輸出部分Q0.0M（輸送帶電機(jī)驅(qū)動(dòng)器）Q0.1YV1（推氣缸1電磁閥）Q0.2YV2（推氣缸2電磁閥）Q0.3YV3（推氣缸3電磁閥）Q0.4YV4（推氣缸4電磁閥）Q0.5YV5（下料氣缸電磁閥）4.2.4PLC輸入輸出接線端子圖根據(jù)表1可以繪制出PLC的輸入輸出接線端子圖，如圖4.2所示。圖4.2PLC輸入輸出接線端子圖4.3檢測(cè)元件與執(zhí)行裝置的選擇主要是對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器和各個(gè)傳感器的選擇，并對(duì)其作簡(jiǎn)要介紹。4.3.1旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器是與步進(jìn)電機(jī)連接在一起，在本系統(tǒng)中可用來(lái)作為控制系統(tǒng)的計(jì)數(shù)器，并提供脈沖輸入。它轉(zhuǎn)化為位移量，可對(duì)傳輸帶上的快遞進(jìn)行位置控制。傳送至相應(yīng)的傳感器時(shí)，發(fā)出信號(hào)到PLC，以進(jìn)行分揀，也可用來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)選用E6A2CW5C旋轉(zhuǎn)編碼器，原理如圖4.3所示。光電碼盤光電碼盤圖4.3旋轉(zhuǎn)編碼器原理示意圖旋轉(zhuǎn)編碼器：用旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)量裝置的速度。主要的技術(shù)參數(shù)是每次旋轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)（幾十到數(shù)千）和電源電壓。它可以分為兩種：?jiǎn)屋敵龊碗p輸出。單輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙輸出旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組相位差為90度的脈沖。通過(guò)這兩個(gè)脈沖，不僅可以測(cè)量轉(zhuǎn)速，而且可以判斷旋轉(zhuǎn)方向。根據(jù)信號(hào)原理，編碼器可分為增量脈沖編碼器（SPC）和絕對(duì)脈沖編碼器（APC）。它們都被廣泛應(yīng)用于速度控制或位置控制系統(tǒng)中。編碼器盤的材料是玻璃、金屬和塑料。玻璃圓盤是在玻璃上沉積的細(xì)線。它具有良好的熱穩(wěn)定性和高精度。金屬盤可直接連接有無(wú)雕刻。打破是不容易的。但是，由于金屬厚度的限制，其精度有限，熱穩(wěn)定性比玻璃差一個(gè)數(shù)量級(jí)。一級(jí)，塑料編碼器經(jīng)濟(jì)，成本低，但精度、熱穩(wěn)定性和壽命較差。其工作原理如下：一個(gè)具有圓形通孔和暗槽的中軸光電碼盤，由光電發(fā)射器和接收器讀取。四組正弦信號(hào)組合成A、B、C和D。每個(gè)正弦波具有90度相位差（相對(duì)于一個(gè)周期360度）。將C和D信號(hào)反相疊加在A、B上，在兩相中穩(wěn)定信號(hào)得到增強(qiáng)，輸出Z相脈沖表示零參考位。由于相位A和相位B相差90度，通過(guò)比較相位A和相位B可以區(qū)分編碼器的正負(fù)方向，通過(guò)零脈沖可以獲得編碼器的零參考位。分辨率：編碼器每旋轉(zhuǎn)360度時(shí)提供的經(jīng)過(guò)或暗線數(shù)稱為分辨率，也稱為解析索引，或者直接調(diào)用多少行，通常每個(gè)旋轉(zhuǎn)索引5-10000行。信號(hào)輸出：信號(hào)輸出有正弦波（電流或電壓），方波（TTL、HTL），集電極開(kāi)路（PNP、NPN），推拉式多種形式，其中TTL為長(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)（對(duì)稱A，A-；B，B-；Z，Z-），HTL也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對(duì)應(yīng)。信號(hào)連接：編碼器的脈沖信號(hào)通常與計(jì)數(shù)器、PLC和計(jì)算機(jī)相連。PLC與計(jì)算機(jī)連接的模塊分為低速模塊和高速模塊，開(kāi)關(guān)頻率低或高。如單相聯(lián)接，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測(cè)速。A、B兩相聯(lián)接，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速。A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測(cè)量。A、A-，B、B-，Z、Z-連接，由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的連接，電流對(duì)于電纜貢獻(xiàn)的電磁場(chǎng)為0，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。對(duì)于TTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)150米。對(duì)于HTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)4.3.2電感傳感器電感式接近開(kāi)關(guān)屬于有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，用來(lái)檢測(cè)金屬物體。電感傳感器利用LC高頻振蕩器和放大處理電路使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用于接近開(kāi)關(guān)，使接近開(kāi)關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化。由此，可識(shí)別出有無(wú)金屬物體接近，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。本系統(tǒng)選用M18X1X40電感傳感器。接線圖如圖4.4，原理圖如圖4.5。圖4.4M18X1X40DC二線常開(kāi)式電感傳感器接線圖圖4.5電感傳感器工作原理圖由磁芯和線圈組成的電感式傳感器，感應(yīng)磁罐可以把鐵材料的線性或角位移的變化轉(zhuǎn)換成線圈電感的變化，也稱為電感式位移傳感器。線圈匝數(shù)和傳感器材料的磁導(dǎo)率系數(shù)都是確定的。電感的變化是由位移輸入引起的線圈磁路幾何尺寸的變化引起的。當(dāng)線圈與測(cè)量電路連接并且激勵(lì)電源連接時(shí)，可以獲得與位移輸入成比例的電壓或電流輸出。電感傳感器的特點(diǎn)是：（1）無(wú)主動(dòng)接觸，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)；（2）分辨率高；（3）靈敏度高；（4）線性度高，重復(fù)性好；（5）測(cè)量范圍寬（測(cè)量范圍大，分辨率低）；輸入，導(dǎo)致測(cè)量誤差；（5）勵(lì)磁電源的頻率和頻率。幅值穩(wěn)定性要求高；不適合高頻動(dòng)態(tài)測(cè)量。變更。常用的電感傳感器有變間隙式、變面積式和電磁鐵插入式。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高線性度，減少電磁吸力引起的附加誤差，這三種傳感器大多采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)。4.3.3電容傳感器電容傳感器也屬于具有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，是一種接近式開(kāi)關(guān)。它的測(cè)量頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是待測(cè)物體的本身。當(dāng)物體向接近開(kāi)關(guān)移動(dòng)時(shí)，物體和接近開(kāi)關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使與測(cè)量頭連接的電路狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)變化。由此，便可控制開(kāi)關(guān)的接通和關(guān)斷。本系統(tǒng)選用E2KX8ME1電容傳感器，接線圖可參考圖4.5，原理圖如圖4.6。圖4.6電容傳感器工作原理圖電容傳感器：當(dāng)用電子測(cè)量方法測(cè)量非電量時(shí)，測(cè)量的非電量必須先轉(zhuǎn)換成電量再輸入。通常，將非電量轉(zhuǎn)換成電量的元件稱為轉(zhuǎn)換器；根據(jù)不同非電量的特性設(shè)計(jì)的裝置稱為傳感器，測(cè)量的機(jī)械量（如電容、力、速度等）在電容變化時(shí)稱為電容傳感器。從能量轉(zhuǎn)換的角度來(lái)看，電容變換器是一種無(wú)源變換器，需要將被測(cè)機(jī)械量轉(zhuǎn)換成電壓或電流后進(jìn)行放大處理。線位移、角位移、間距、距離、厚度、拉力、壓縮、膨脹、變形等力學(xué)量與長(zhǎng)度密切相關(guān)。這些量是用長(zhǎng)度或長(zhǎng)度比來(lái)測(cè)量的，它們的測(cè)量方法也是密切相關(guān)的。此外，在某些條件下，這些力學(xué)量變化非常緩慢，變化范圍非常小。如果需要高分辨率來(lái)測(cè)量最小距離或位移，其他傳感器很難達(dá)到高分辨率的要求。精密測(cè)量中常用的差動(dòng)變壓器傳感器的分辨率僅為1。電容式測(cè)微儀具有0.01微米的分辨率，比前者高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，最大測(cè)量范圍為100+5微米，因此在精密小位移測(cè)量中很受歡迎。一般來(lái)說(shuō)，電容式傳感器適合于這些機(jī)械量的測(cè)量，特別是對(duì)于緩慢變化或少量的測(cè)量。這些傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）測(cè)量范圍寬，相對(duì)變化率可超過(guò)100%。（2）靈敏度高，如采用比例變壓器電橋測(cè)量，相對(duì)變化可達(dá)10-7個(gè)數(shù)量級(jí)；（3）動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，可動(dòng)質(zhì)量小，固有頻率高，高頻特性適合于動(dòng)靜態(tài)測(cè)量。（4）電容器的穩(wěn)定性好，因?yàn)榘宕蠖嗍墙饘?，板之間的襯里大多是無(wú)機(jī)材料，如空氣、玻璃、陶瓷、石英等。因此，電容器可以在高溫、低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)下長(zhǎng)期工作。LD和強(qiáng)輻射，特別是在高溫高壓環(huán)境中。4.3.4顏色傳感器選用TAOS公司生產(chǎn)的，型號(hào)為TCS230顏色傳感器。此傳感器為RGB（紅綠藍(lán)）顏色傳感器，可檢測(cè)目標(biāo)物體對(duì)三基色的反射比率，從而鑒別物體顏色。TCS230傳感器引腳如圖4.7所示。圖4.7TCS230顏色傳感器當(dāng)入射光投射到TCS230上時(shí)，通過(guò)光電二極管控制引腳S2、S3的不同組合，可以選擇不同的濾波器；經(jīng)過(guò)電流到頻率轉(zhuǎn)換器后輸出不同頻率的方波（占空比是50%），不同的顏色和光強(qiáng)對(duì)應(yīng)不同頻率的方波；還可以通過(guò)輸出定標(biāo)控制引腳S0、S1選擇不同的輸出比例因子，對(duì)輸出頻率范圍進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同的需求。S0、S1用于選擇輸出比例因子或電源關(guān)斷模式；S2、S3用于選擇濾波器的類型；OE是頻率輸出使能引腳，可以控制輸出的狀態(tài)，當(dāng)有多個(gè)芯片引腳共用微處理器的輸入引腳時(shí)，也可以作為片選信號(hào)；OUT是頻率輸出引腳，GND是芯片的接地引腳，VCC為芯片提供工作電壓。表4.2是S0、S1及S2、S3的可用組合。表4.2S0、S1及S2、S3的組合選項(xiàng)S0S1輸出頻率定標(biāo)S2S3濾波器類型LL關(guān)斷電源LL紅色LH20%LH藍(lán)色HL20%HL無(wú)HH100%HH綠色4.3.5光電傳感器光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測(cè)出其接收到的光強(qiáng)的變化。用光電傳感器是一種用來(lái)檢測(cè)物體有或者無(wú)的小的金屬圓柱形設(shè)備，這種設(shè)備的發(fā)射器有一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭，可以將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上。在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾燈做為光源。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。本系統(tǒng)選用FPG系列小型放大器內(nèi)藏型光電傳感器。原理如圖4.8所示，其中負(fù)載可接至PLC。圖4.8FPG光電傳感器原理圖光電傳感器：光電傳感器是指能夠?qū)⒖梢?jiàn)光轉(zhuǎn)換成一定電量的傳感器。光電傳感器采用光電元件作為檢測(cè)元件。首先，將測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為信號(hào)變化。然后，利用光電元件將光信號(hào)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光路和光電元件組成。光電傳感器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光敏器件。它可以用來(lái)檢測(cè)直接引起光強(qiáng)變化的非電量以及其他可轉(zhuǎn)換成光量變化的非電量。光電檢測(cè)方法具有精度高、響應(yīng)快、非接觸、測(cè)量參數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)。該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活，體積小。近年來(lái)，隨著光電子技術(shù)的發(fā)展，光電傳感器已成為系列產(chǎn)品。它們的品種和產(chǎn)量日益增加。用戶可根據(jù)需要選擇各種規(guī)格的產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于機(jī)電控制、計(jì)算機(jī)、國(guó)防科技等領(lǐng)域。4.3.6步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是驅(qū)動(dòng)輸送帶前進(jìn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，與旋轉(zhuǎn)編碼器相連。通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移，達(dá)到精確定位的目的。同時(shí)，可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制快遞快遞分揀裝置的可編程控制系統(tǒng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)選用的型號(hào)為42BYGH101。第5章控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)5.1控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的要求，分析各個(gè)設(shè)備的操作內(nèi)容和操作順序，可畫出程序流程圖，如圖5.1所示。圖5.1控制系統(tǒng)流程圖該系統(tǒng)可選擇連續(xù)或單操作狀態(tài)。如果程序處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，程序?qū)⒃谙到y(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖中的氣缸4動(dòng)作后啟動(dòng)，如果程序單次運(yùn)行，程序?qū)⒃跉飧?動(dòng)作后停止。如果必要，系統(tǒng)可以在分選的同時(shí)對(duì)已分選的材料數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，這只能在每個(gè)氣缸動(dòng)作的同時(shí)累積。系統(tǒng)的定位控制功能可以通過(guò)編程高速計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用高速計(jì)數(shù)器對(duì)步進(jìn)電機(jī)的匝數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，確定材料到傳感器的距離，實(shí)現(xiàn)定位功能。當(dāng)定位時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行，計(jì)數(shù)器清除，傳感器開(kāi)始工作，材料被分類。在氣缸1-3運(yùn)行后，電機(jī)再次運(yùn)行，高速計(jì)數(shù)器再次計(jì)數(shù)。如果相應(yīng)的傳感器沒(méi)有檢測(cè)到對(duì)象，則電機(jī)再次運(yùn)行，并且高速計(jì)數(shù)器再次計(jì)數(shù)并繼續(xù)運(yùn)行到下一個(gè)位置。如果只對(duì)材料的一個(gè)特性進(jìn)行分類，例如金屬和非金屬，那么只能修改傳感器或程序的位置。5.2控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)根據(jù)所繪流程圖，在STEP7-Micro/WIN40軟件中編寫梯形圖程序。程序清單見(jiàn)附錄。該指令是一種高速脈沖輸出指令。當(dāng)使能器輸入有效時(shí)，檢測(cè)到由程序設(shè)置的特殊功能寄存器位，激活由控制位定義的脈沖操作，并從Q0.0或Q0.1輸出高速脈沖。該指令定義高速計(jì)數(shù)器的指令，以便在輸入有效時(shí)將操作模式分配給指定的高速計(jì)數(shù)器。高速計(jì)數(shù)用于積累掃描頻率高于PLC的脈沖輸入。該指令是高速計(jì)數(shù)器指令。當(dāng)輸入有效時(shí)，根據(jù)高速計(jì)數(shù)器專用存儲(chǔ)器位的狀態(tài)和HDEF指令指定的模式，設(shè)置高速計(jì)數(shù)器并控制其運(yùn)行。下面對(duì)所編寫梯形圖作簡(jiǎn)要的介紹：（1）以上為主程序，首先I2.0啟動(dòng)后，M0.1得電并自鎖，為之后電動(dòng)機(jī)得電做好準(zhǔn)備，I2.1為停止按鈕。當(dāng)PLC處于RUN模式時(shí)，SM0.1通電一個(gè)周期，Q0.0復(fù)位清零，并調(diào)用子程序。（2）以上為子程序中的高速脈沖指令，該程序先將控制脈沖指令的特殊功能寄存器進(jìn)行初始化，然后當(dāng)I0.0（下料傳感器）檢測(cè)到有料時(shí)，啟動(dòng)PLS（脈沖輸出）指令；如果I0.0檢測(cè)沒(méi)有快遞時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器T30，延時(shí)30秒自動(dòng)停機(jī)。（3）以上為子程序中的高速計(jì)數(shù)指令，首先進(jìn)行高速計(jì)數(shù)指令的初始化操作，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)光電碼盤發(fā)出脈沖，并輸入PLC的接收端，由高速計(jì)數(shù)指令進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的步數(shù)，進(jìn)行定位控制。其中設(shè)定預(yù)置值為50，當(dāng)計(jì)數(shù)至50時(shí)，調(diào)用中斷程序。（4）以上為中斷程序，當(dāng)高速計(jì)數(shù)指令計(jì)數(shù)至預(yù)置值時(shí)，這時(shí)快遞移動(dòng)至傳感器的位置，M0.0得電，導(dǎo)致高速脈沖輸出停止，步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)。由于汽缸動(dòng)作需要1秒，讓電機(jī)停轉(zhuǎn)一秒后繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)快遞被相應(yīng)的傳感器檢測(cè)中后，相應(yīng)的汽缸動(dòng)作，將快遞推下。I1.3，I1.4，I1.5，I1.6，I1.7為汽缸的回位限位開(kāi)關(guān)，初始狀態(tài)為閉合，I0.6，I0.7，I1.0，I1.1，I1.2為汽缸的動(dòng)作限位開(kāi)關(guān)，初始狀態(tài)為關(guān)斷。汽缸動(dòng)作時(shí)，，回位限位開(kāi)關(guān)關(guān)斷，到達(dá)動(dòng)作限位開(kāi)關(guān)時(shí)，動(dòng)作限位開(kāi)關(guān)閉合。結(jié)論快遞分揀由可編程邏輯控制器（PLC）控制。它可以連續(xù)大量地進(jìn)行快遞分類。排序錯(cuò)誤率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低。能顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。此外，分揀系統(tǒng)可以靈活地與其他物流設(shè)備無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)快遞物流和物流信息流的配送和管理。其設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝方式，具有系統(tǒng)布局靈活、維護(hù)維修方便、不受現(xiàn)場(chǎng)原因影響的特點(diǎn)。同時(shí)，只要分類對(duì)象不同，就可以對(duì)系統(tǒng)稍加修改以達(dá)到要求。本系統(tǒng)采用的可編程控制器可以實(shí)現(xiàn)不同材質(zhì)、不同顏色的工件進(jìn)行判斷，并且能夠根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)完成分揀，可靠性比較高，具有很強(qiáng)的操作性和使用性。

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