郵件分揀機的PLC控制1

PAGE0PAGE13第頁可編程控制器課程設(shè)計PAGE1郵件分揀機的PLC控制設(shè)計摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進(jìn)步，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)裝備水平也在不斷的提高，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(jìn)。為此，本文介紹了一種利用PLC控制的自動分揀系統(tǒng)，它不僅可以降低人工揀取、搬運的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，降低成本，還具有較高的可靠性和安全性。關(guān)鍵字：PLC控制技術(shù)，郵件分揀系統(tǒng)引言本文介紹了用PLC控制技術(shù)實現(xiàn)的郵件分揀系統(tǒng)。分析了郵件處理自動化的實現(xiàn)方法和工藝流程，對設(shè)計郵件自動化設(shè)備有一定的參考價值。利用PLC內(nèi)部的指令實現(xiàn)郵件系統(tǒng)的處理技術(shù)，無需硬件的額外投資即可明顯提高郵件分揀效率。最初的分揀系統(tǒng)是完全基于人力的作業(yè)系統(tǒng)，通過人工搜索、搬運來完成貨物的提取。這種分揀系統(tǒng)的作業(yè)效率低下，無法滿足現(xiàn)代化物流配送對速度和準(zhǔn)確性的高要求。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展．分揀系統(tǒng)中開始運用各種各樣的自動化機械設(shè)備．計算機控制技術(shù)和信息技術(shù)成為信息傳遞和處理的重要手段。機械化、自動化、智能化成為現(xiàn)代分揀系統(tǒng)的主要特點與發(fā)展趨勢。近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進(jìn)步，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)裝備水平也在不斷的提高，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(jìn)。為此，本文介紹了一種利用PLC控制的自動分揀系統(tǒng)，它不僅可以降低人工揀取、搬運的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，降低成本，還具有較高的可靠性和安全性。1郵件分揀機的控制要求按下啟動按鈕后，電動機M5運行，綠燈L2亮，傳送帶運轉(zhuǎn)，表示可以進(jìn)郵件。S1～S6為檢測郵件的接近開關(guān)，當(dāng)接近開關(guān)S1為ON時表示郵件分揀機檢測到有郵件到來。從撥碼器撥入BCD碼模擬郵件的郵政編碼，分別以1、2，3、4、5代表北京、上海、天津、重慶、沈陽5個城市的郵政編碼，即正常的郵政編碼值為1、2、3、4、5。若非此5個數(shù)，則紅L1閃爍表示出錯，電動機M5停止，需按下啟動按鈕后才能重新運行。若是此5個數(shù)中的任意一個，則紅燈L1亮，綠燈L2滅，電動機M5持續(xù)運行。當(dāng)接近開關(guān)S2為ON時，表明郵件到達(dá)第一個郵箱處，如果郵件編碼與此處編碼相同，則電動機M5停止，電動機M1啟動并推動推桿，將此郵件分揀到該郵箱內(nèi)，接近開關(guān)S2變?yōu)镺FF，M1的推桿自動收回，分揀完畢后紅燈L1熄滅，綠燈L2亮表示可以繼續(xù)進(jìn)郵件；如果郵件編碼與此處編碼不同，則電動機M5繼續(xù)保持運行，當(dāng)接近開關(guān)S3為ON時表明郵件到達(dá)第二個郵箱處再進(jìn)行比較判斷，依次類推，當(dāng)接近開關(guān)S4和接近開關(guān)S5為ON時表明郵件到達(dá)第三個和第四個郵箱處；如果郵件編碼與前四處編碼均不同，則表明編碼為5，郵件將經(jīng)過接近開關(guān)S6處自動進(jìn)入第5個郵箱，然后紅燈L1熄滅，綠燈L2亮可以繼續(xù)進(jìn)郵件。郵件分揀機的PLC控制用于對相關(guān)郵件的自動化分揀，單一郵件分揀機的硬件示意圖如圖1所示。圖1郵件分揀機的示意圖2任務(wù)分析郵件檢測開關(guān)S1～S6采用接近開關(guān)，與啟動按鈕、復(fù)位按鈕和停止按鈕共同作為PLC的輸入分配I／O地址，并且接近開關(guān)S1～S6在郵件被分揀到郵箱內(nèi)以后會自動復(fù)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M1～M4的郵件分揀推桿在郵件被分揀到郵箱內(nèi)以后，將會自動彈回原位。郵碼設(shè)置通過外部撥碼開關(guān)來實現(xiàn)，三個撥碼開關(guān)表示數(shù)據(jù)0-7，在PLC程序設(shè)計部分選用了MOVE指令來簡化程序。2.1響應(yīng)時間可編程控制器順序掃描的工作方式使它不能可靠地接受持續(xù)時間小于掃描周期的輸入信號；但是在本系統(tǒng)中，郵件的輸入速度是相對比較慢的，不可能比掃描周期短，所以，系統(tǒng)響應(yīng)時間沒特殊要求，不需要考慮這方面的問題。2.2郵件分揀模塊此模塊的功能是根據(jù)前一個模塊(郵政編碼檢測模塊)的工作結(jié)果來動作的。當(dāng)郵件從郵政編碼檢測模塊中出來時，郵件分揀模塊的電機就按照PLC控制裝置發(fā)出的控制信號工作，帶動與郵件郵政編碼相應(yīng)的軌道動作，接到郵件傳送帶上，將郵件接入對應(yīng)的分揀軌道上來，實現(xiàn)郵件按郵政編碼的準(zhǔn)確分揀。輸出形式為盤袋兼容，既適應(yīng)目前的郵件作業(yè)方式，又可以滿足將來采用信盤、集裝箱運輸?shù)囊?。輸出單元采用玻璃鋼曲面滑槽，郵件由垂直下落旋轉(zhuǎn)90。后水平入袋(盤)，減小了郵件的破損率。2.3供件模塊這一部分分為兩塊：一個是人工供件模塊，一個是自動供件模塊。在人工供件模式下，分揀人員閱讀郵件上的地址或郵政編碼，鍵入地址信息，將部件放入郵件傳送單元；再光電檢測郵件長度、厚度尺寸，剔除不符合分揀規(guī)格的郵件：合格郵件經(jīng)傳送帶通過郵件計數(shù)模塊，進(jìn)入郵件分揀模塊對應(yīng)的軌道，完成分揀。在自動供件模式下，人工將成疊的郵件放在供件機上，郵件由動分離裝置逐件分離(用吸取式機械手完成)，然后進(jìn)入同步供件單元：郵件經(jīng)同步供件單元進(jìn)入外形檢測單元。2.4機型的選擇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(zhuǎn)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。3系統(tǒng)硬件設(shè)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，6個接近開關(guān)，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12個輸入點，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。3.1I／O分配在設(shè)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(jìn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)的流程設(shè)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。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(fù)位按鈕I0.1綠燈（L2）Q0.1停止I0.2傳送帶M5Q0.2接近開關(guān)1（S1）I0.3電動機1（M1）Q0.3接近開關(guān)2（S2）I0.4電動機2（M2）Q0.4接近開關(guān)3（S3）I0.5電動機3（M3）Q0.5接近開關(guān)4（S4）I0.6電動機4（M4）Q0.6接近開關(guān)5（S5）I0.7接近開關(guān)6（S6）I1.0BCD撥碼器I2.0～I(xiàn)2.33.2PLC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所示，以保證硬件接線操作正確。圖2PLC硬件接線圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計在系統(tǒng)軟件設(shè)計過程中，首先根據(jù)系統(tǒng)控制要求和工藝流程設(shè)計出系統(tǒng)順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖設(shè)計出梯形圖。4.1郵件入箱控制軟件設(shè)計流程設(shè)計流程：郵件檢測；編碼信息檢測；編碼信息轉(zhuǎn)化為脈沖信號；郵件入箱；出錯控制。PLC控制部分流程圖如圖3所示：圖3流程圖4.2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梯形圖程序結(jié)束語郵件分揀系統(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自動化技術(shù)領(lǐng)域?qū)⑷〉酶蟮倪M(jìn)步。機械化、自動化、智能化成為現(xiàn)代分揀系統(tǒng)的主要特點與發(fā)展趨勢。近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進(jìn)步，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)裝備水平也在不斷的提高，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(jìn)參考文獻(xiàn)[1]謝文輝,張志芳.PLC應(yīng)用技術(shù)易讀通.北京：中國電力出版社，2008[2]常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器.北京：機械工業(yè)出版社，2008.2[3]賀哲榮,石帥軍.流行PLC實用程序及設(shè)計（三菱FX2系列）.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.3[4]夏路易,石宗義.電路原理圖與電路板設(shè)計教程.北京：北京希望電子出版社，2002.6[5]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.第2版.北京.機械工業(yè)出版社.2007[6]王兆晶.維修電工（高級）.北京.機械工業(yè)出版社.2007[7]熊幸明.工廠電氣控制技術(shù).北京.清華大學(xué)出版社.2005[8]黃凈.電氣控制與可編程序控制器.北京.機械工業(yè)出版社.2004[9][10]吳