PLC的邮件分拣控制系统设计

目录

绪论 .......................................................................................................................................................................... 2 一、系统设计的要求和思路............................................................................................................................. 2

1.1 系统设计要求 ........................................................................................................................................... 2 1.2系统设计思路 . ........................................................................................................................................ 3

二、系统硬件设计 . .............................................................................................................................................. 4

2.1 I ／O 分配 . ............................................................................................................................................... 4 2.2PLC 硬件接线图 . ........................................................................................................................................ 4

三、系统软件设计 . .............................................................................................................................................. 6

3.1邮件入箱控制软件设计流程 .................................................................................................................... 6 3.2 单一邮件分拣机的PLC 控制梯形图 ...................................................................................................... 7

四、心得与体会 ............................................................... 12 五、参考文献 ................................................................. 12

绪论

近年邮政事业得到了空前发展。邮政通信网的技术含量不断增加，技术装备水平也在不断提高，邮件处理已基本实现机械化，并且朝着自动化的方向迈进。其中，利用机器自动分拣邮件是一个重要的课题。国内的研究工作起源于 20 世纪 70 年代中期。20多年来，科技人员不断跟踪国际分拣技术的发展状况，推陈出新。截止 1998 年底，全国共有 106套邮件自动分拣设备投入运行，1998 年完成的重大科研成果，它不是简单地将理信机和 OVCS 分拣系统拼成一台设备，而是一次读取图像，完成理信和分拣，且具有语音提示、格口显示、分层停机、标签制作等功能，处理效率为 32 000 件/h。该机的研制成功标志着我国邮件分拣设备的制造技术已达到国际先进水平。

邮件分拣系统系统改变了人工分拣的工作方式分拣，极大提高了效率。作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器（PLC ）从无到有实现了工业控制领域接线逻辑到储存的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制，过程控制，及集散控制等各种任务的跨越。她具有可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，体积小，重量轻，能耗低等一系列的优点

一、系统设计的要求和思路

1.1 系统设计要求

XCXDXEXF 用拨码开关输入，当XCXDXEXF 取值不是1、2、3、4（0001、0010、0011、0100、0101）时，L1闪亮表示出错，按停止按钮无效。必须取XCXDXEXF 为1、2、3、4（0001、0010、0011、0100、0101）后，再按停止按钮，复位一下，再按起动按钮，则L2亮表示可以进邮件，同时M5亮，S1产生1s 的脉冲闪亮。在这基础上当XCXDXEXF 取值0001时，表示邮编第一个数字为1，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经五个脉冲后M2亮2s ，表示开头为1的邮编进北京的邮箱，同时M5、L2、S1灭2s 。当XCXDXEXF 取值0010时，表示邮编第一个数字为2，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经十个脉冲后M2亮2s ，表示开头为2的邮编进上海的邮箱，同时M5、L2、S1灭2s 。当XCXDXEXF 取值0011时，表示邮编第一个数字为3，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经十五个脉冲后M3亮2s ，表示开头为3的邮编进天津的邮箱，同时M5、L2、S1灭2s 。当XCXDXEXF 取值0100时，表示邮编第一个数字为4，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十个脉冲后M4亮2s ，表示开头为4的邮编进武汉的邮箱，同时M5、L2、S1灭2s 。当XCXDXEXF 取值0101时，表示邮编第一个数字为5，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十五个脉冲后，M5、L2、S1灭2s ，表示开头为5的邮编进广州的邮箱。单一邮件分拣机的硬件示意图如图1所示。

图1 单一邮件分拣机的硬件示意图

1.2系统设计思路

邮件检测开关S1，S2采用接近开关，与启动按钮、复位按钮和停止按钮共同作为PLC 的输入分配I ／O 地址，并且接近开关S1，S2在邮件被分拣到邮箱内以后会自动复位。拨码器采用BCD 码，至少需要一个字节的存储单元来存储拨入的邮政编码。电动机M1～M4的邮件分拣推杆在邮件被分拣到邮箱内以后，将会自动弹回原位。邮码设置通过外部拨码开关来实现，三个拨码开关表示数据0-7，在PLC 程序设计部分选用了MOVE 指令来简化程序。

邮件分拣是一个比较固定的、环境条件较好的工艺过程，要实现的功能也相对简单，无需A/D和D/A转换、加减运算。另外，控制程序也比较固定，不需要在线编程，选用整体式PLC 就可以满足工艺的要求了。综合前面的工艺要求与I/O点数可知，在机型上可选用西门子公司生产的CPU 型号为226型的微型可编程控制器。

二、系统硬件设计

根据该邮件分拣机的控制要求，该系统有4台电机，2个指示灯，2个接近开关，5个邮箱，3个按钮，1个BCD 拨码器，1个传动装置。该邮件分拣系统采用PLC 控制需要有6个输入点，7个输出点，选用西门子S7-200系列PLC ，基本单元选用CPU226模块DC24输入/继电器10输出。 2.1 I／O 分配

在设计过程中选用西门子S7-200系列PLC ，基本单元选用CPU226模块DC24输入/继电器10输出，扩展单元选用EM223DC8输入/继电器8输出能满足控制要求。在确定了控制对象的控制要求和选择好PLC 的机型后，即可以进行安全监控系统的流程设计，考虑到编程简单、检查方便和接线容易等因素，根据实际过程，编制了输入、输出点的地址编号，见表1输入、输出点分配。

表1 输入、输出点分配

2.2PLC 硬件接线图

根据任务分析及I/O分配，绘制PLC 硬件接线图，如图2 PLC硬件接线图 所示，以保证硬件接线操作正确。

图2PLC 硬件接线图

三、系统软件设计

在系统软件设计过程中，首先根据系统控制要求和工艺流程设计出系统顺序功能图，然后根据顺序功能图设计出梯形图。 3.1邮件入箱控制软件设计流程

设计流程：邮件检测；编码信息检测；编码信息转化为脉冲信号；邮件入箱；出错控制。PLC 控制部分流程图如图3所示：

图3 PLC控制部分流程图

3.2 单一邮件分拣机的PLC 控制梯形图

单一邮件分拣机的PLC 控制梯形图如图4所示。

4 PLC控制梯形图11 图

四、心得与体会

通过这次的专业方向课程设计，使我对我们电气工程及其自动化专业的专业方向又有了更进一步的认识，在此过程中，我学会了PLC 的基本编程方法，对PLC 的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。从理论到实践，从应用设计到仿真调试，历时多天，失败多次，在失败中不断总结经验，在此过程中巩固了以前所学过的知识，理解由课本理论知识上升到实物和实践模拟，在模拟中，对STEP7系统仿真软件，以及Visio 绘图软件有了进一步的应用和了解，学到了很多在课本上没有学到过的内容。相信这对即将进入工作岗位的我会有莫大的帮助。

邮政工作和人们的生活是息息相关的。随着人们生活水平的提高，社会的不断发展，邮政工作也越来越多样复杂。但传统邮件的分拣大多采用手工操作，这样的后果是不但效率低，工作量十分的繁重而且误差率级高。为了改善这种状况，实现邮件处理的高度自动化，提高邮件的处理速度，减少大量的人力，以适应现代化的发展，从而由PLC 控制的邮件分拣十分必要的。

邮件分拣系统改变了人工分拣的工作方式，实现了自动分拣，极大地提高了工作效率。未来几年，随着全国邮政综合计算机网的建成和中心局体制的加速实施，我国邮政在机械化和自动化技术领域将取得更大的进步。

五、参考文献

[1] 王阿根. 电气可编程序控制原理与应用. 清华大学出版社.2010

[2] 何有华. 可编程序控制器及常用控制电路. 冶金工业出版社.2002

[3] 郭纯生. 可编程序控制器编程实战与提高. 电子工业出版社.2006

[4] 谢克明 夏路易. 可编程控制器. 电子工业出版社.2003

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