邮件分拣模拟系统PLC控制论文

精品 毕业设计(论文） 邮件分拣模拟系统PLC控制 班 级 专 业 电 气 自 动 化 教 学 系 机 电 系 指导老师 完成时间 年 月 日至 年 月 日 南通纺织职业技术学院（论文） 邮件分拣模拟系统PLC控制 摘 要 本文主要设计了邮件自动分拣控制系统，首先通过条码扫描器扫描条码信息，然后将扫描的信息传给拨码器，经过拨码器将信息转换成PLC可以接受的数字信息。再通过PLC控制，实现邮件的自动分拣，从而提高邮件分拣的效率，减少了人工操作的麻烦。系统中模拟分拣五个地区的邮件，通过系统控制，将邮件传送到各个代表唯一地址的邮箱中。该系统分为邮件软件识别系统和PLC控制分拣系统两部分，其设计过程包括流程图，原理图，主电路图，触摸屏等等 。 关键词：PLC，邮件，分拣系统, 触摸屏 目 录1 绪论12 邮件分拣PLC控制系统22.1控制要求22.2结构示意图33系统硬件组成43.1条形码扫描器43.2拨码器43.3PLC选择43.4触摸屏44系统软件组成54.1控制流程图54.2 I/O接口64.3 PLC外部接线图74.4状态转移图94.5触摸屏界面114.5.1 触摸屏操作流程114.6 梯形图20致 谢28参考文献29II1 绪论邮件分拣机系统改变了人工分拣的工作方式，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。它具有可靠性高，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。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业。与计算机，通信技术并称为现代工业控制的三大支柱。PLC控制的邮件分拣技术，这是基于科技，经济发展的需要，研发并不断完善的。总之，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。2 邮件分拣PLC控制系统2.1控制要求 本系统为五种邮件的模拟分拣系统。启动后绿灯L1亮表示可以进邮件。条形扫描器读取邮码，传送给拨码器。四位拨码器模拟邮件的邮码，从拨码器读到的邮码正常值为1、2、3、4表示被检测邮件为所要求的四种之一，则红灯L2亮，主电机m运行。将邮件分拣至对应的1、2、3、4区邮件内，之后L2灯灭，L1灯亮，表示可以继续分拣邮件。若被检邮件不是所要求的四种之一，传送带一直运行，将邮件投入5区邮箱。 四位拨码盘ABCD键组合用PLC常开开关表示，与PLC四个接线端相连，当四位拨码盘ABCD值为：1000、0100、0010、0001时分别表示邮码1、2、3、4。而当四位拨码盘ABCD共有24=16种不同的组合方案，因此除上面的4种外还有12种组合，视为邮码5。若四位拨码盘ABCD值为1000、0100、0010、0001则红灯L2亮，电机M电机运行，将邮件1、2、3、4拣至对应的邮箱去，之后红灯L2灭，绿灯L1亮可以继续邮件分拣。若四位拨码盘ABCD的值：0000、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111时则红灯L2闪烁，表示不是所要求的邮件，传送带一直运行，投入5区邮箱。四 位 拨 码 器条码扫描器FX2N64MRX1X2X3X4X30 图2.1 PLC端口与外部连线图2.2结构示意图 M4M5邮件SQ1SQ2SQ3SQ4M1M2M3一区二区三区四区五区SQ5 SQ11SQ20SQ10SQ19启动L2L1进邮件检邮件SQ18SQ17SQ16 SQ6SQ7SQ9SQ8 图2.2 邮件分拣系统模拟图 如图2-1所示，M5为主电机，控制传送带运行，M1M4四个电机控制四个推杆推送邮件，SQ1SQ4是四个光电开关检测邮件，SQ6SQ10是五个模拟地区的接近开关，SQ16SQ20是五个模拟地区清零检测，SQ5是检测复位时邮件到位的检测开关，SQ11为复位时是否有邮件的激光检测开关。一区五区代表五个不同地区，分别装入各类邮件。3系统硬件组成3.1条形码扫描器条码的扫描需要扫描器，扫描器利用自身光源照射条码，再利用光电转换器接受反射的光线，將反射光线的明暗转换成数字信号。不论是采取何种规则印制的条码，都由静区、起始字元、数据字元与终止字元组成。有些条码在数据字元与终止字元之间还有校验字元。3.2拨码器拨码器主要功能是接受条码扫描器传来的信号，通过条码扫描器的信号来完成信息的转换，另一功能就是对输入的脉冲信号进行数字过滤，以便得到稳定的输出信号，从而准确的传送到PLC中进行指示。当条码扫描器无法正确读出编码时，拨码器输出一个固定信号，系统中红灯闪烁，无法运行。3.3PLC选择PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。根据控制要求需要25个输入点，14个输出点，以及PLC功能，选择FX2N64MR的PLC。3.4触摸屏为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。本系统采用三菱触摸屏GT1055。3.5主电路图根据设备需求及控制要求画出如图3.1所示的主电路图。 图3.1 主电路图4系统软件组成4.1控制流程图根据系统控制要求设计如图4.1所示的流程图。 邮件入箱红灯停，绿灯灭编码是否可识启 动绿灯亮，红灯灭 主电机运行条形码检测读取编码信息否是红灯闪烁主电机停止 复位 图4.1 控制流程图4.2 I/O接口根据系统的输入输出端口，绘制 如表4.2的I/O接口。 表4.2 I/O接口分配表输入编号输出编号拨码器1号信号线X0绿灯L1Y0拨码器2号信号线X1红灯L2Y1拨码器3号信号线X21号电机正转KM1Y2拨码器4号信号线X32号电机正转KM2Y3拨码器5号信号线X303号电机正转KM3Y4光电开关1（SQ1）X44号电机正转KM4Y5光电开关2（SQ2）X5主电机正转KM5Y6光电开关3（SQ3）X6主电机反转KM6Y7光电开关4（SQ4）X71号电机反转KM7Y10光电开关5（SQ5）X102号电机反转KM8Y11接近开关1（SQ6）X113号电机反转KM9Y12接近开关2（SQ7）X124号电机反转KM10Y13接近开关3（SQ8）X13继电器KAY14接近开关4（SQ9）X14邮件进入检测KM11Y15接近开关5（SQ10）X15激光传感器（SQ11）X16行程开关1（SQ12）X17行程开关2（SQ13）X20行程开关3（SQ14）X21行程开关4（SQ15）X22行程开关5（SQ16）X23行程开关6（SQ17）X24行程开关7（SQ18）X25行程开关8（SQ19）X26行程开关9（SQ20）X27 4.3 PLC外部接线图根据PLC系统控制要求，设计如下图4.3所示的接线图。 图4.3 外部接线图 4.4状态转移图根据控制要求，画出如图4.4所示的状态转移图X7T0 K10C4 K9999C3 K9999C2 K9999Y5Y4C1 K9999Y3C0 K9999Y2X1S23X11X12X13X14X15X3X2X3X2X3X3X3X2X2X2X1X0X1X0X0X1X0X1X0X7X6X5X4T0X0X1X2X3S22X0X2X1X3X3X2X1X0X3X2X1X3X2X1X6X0X5X0X4S21Y15Y15S20M0S0M8002 SETY0Y6SETRST Y6Y10Y11Y12Y13 S20M11 S0M11RST Y6 S24X22X17X20X21图4.4 状态转移图4.5触摸屏界面4.5.1 触摸屏操作流程 1.双击打开如图4.5所示的触摸屏软件图标。 图4.5 GT Designer2图标2. 点击“新建”，创建新的工程或打开原有的工程文件。见图4.6。 图4.6 工程选择 3. 点击“新建”后，出现“新建工程向导”对话窗口，如下图4.7所示，软件下面将对触摸屏的系统，连接和界面进行向导设置。 图4.7 新建工程向导的开始4. 点击下一步就进行系统选择设置。在这里可以设置触摸屏的型号，通过下拉列表可以选择支持的触摸屏型号，我们设备配置的是GT114*VC行的，所以只需选择GT114*VC（640x480）。如图4.8所示。 图4.8 选择GOT类型 5. 点击“下一步”，对GOT类型和颜色选择进行确认，如果不用更改就单击“下一步”，进入“连接机器设置”。如图4.9所示。 连接机器：设置人机界面触摸屏监控的外设。本系统设置成MELSEC_FX。 常用设置注解如下MELSECFX 三菱FX系列PLC松下FP 松下FP0，FP1系列PLCSIEMESNS7 300 西门子S7 300系列PLCFREQROL 三菱变频器 图4.9 连接机器是FX2N的PLC6. “IF”设置和“通讯驱动程序” 通过这项设置，确定外部设备的链接口，如果GOT是通过RS422口对PLC等外部设备进行通讯的，就将此项设置成“标准RS422”。下一步，“通讯驱动程序”的窗口中，如果选择PLC设置，则此项只有一种驱动程序，设置成MELSECFX即可，再下一步进行确认。如图4.10所示。 图4.10 “IF”设置和“通讯驱动程序”7. 确认选择的“IF和“通讯驱动程序”设置，单击“下一步”，结束硬件方面的设置。开始画面切换的设置，定义了基本画面软元件之后，就可以确认并结束向导的设置。如图4.11。 图4.11 点击结束 8. 通过向导建立好工程后，出现如图4.12所示“画面的属性”对话框，在“标题”栏中输入“邮件分拣系统”，选择“指定背景色”选框，在“图样背景色”中选择合适的颜色，确定后可进入画面的制作。这部分设定也可在画面制作过程中通过菜单栏或GT DESIGNER2主界面中的“画面属性”来设定或更改。 图4.12 画面属性的设定9.制作按钮 这里以”启动按钮”为例说明。单击菜单栏中的“对象（O）”，选择“开关”中的“位开关”（或者点击对象工具栏的，从显示的子菜单中选择“位开关”），鼠标的光标变为+后，点击希望放置的位置，进行放置。此时在界面出现一个位开关，由于没有设置图形，该按钮只是一个黑框，单击鼠标右键或按下键盘上“ESC”键，退出放置元件；双击刚放好的开关，出现如图4.13所示的位开关对话框，选择该按钮的“动作”类型为“点动”，完成位开关的基本设定。 图4.13 位开关基本设定定10. 位开关的“基本”选项设置完后，可鼠标点击“指示灯”，出现如图4.14所示的指示灯设置对话框，鼠标点击“其他”按钮，出现如图4.14的图像一览表，点击“库”，在“库”的下拉菜单中选择“Real Lamp Figure”，颜色选择“绿色”，选择图中的88_05_0_G,此为该位开关“OFF”状态时的图形，点击确定按钮,完成“OFF”状态时的设置；同样的方法，设置“ON”状态时的图形设置，按钮图形选择如图4.14中的87_05_1-G，完成该按钮的图形配置。图4.14 位开关指示灯设定对话框 图4.15 触摸屏控制4.6 梯形图致 谢在毕业设计期间，我得到了马老师的全力帮助和耐心指导，在此我向老师表示崇高的敬意和由衷的感谢。大学三年的生活转眼就过去了，这几年是我人生中最重要的学习阶段。我不仅学到可丰富的专业知识，而且还学到了终身受用的学习方法和积极地生活态度。母校严谨的学风和老师广博的知识令我敬佩。各位老师的悉心授课使我对电气专业有了更丰富、更全面的认识，为今后的学习和工作奠定了坚实的基础。，感谢校方给予我这样一次机会，让我能够完成一个课题，并在这个过程中，给予我各种方便，使我在即将离校的最后一段时间里，能够更多地学习一些实践应用知识，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。此时此刻，我要感谢机电系的全体老师在这三年里对我教导和帮助，我从她们身上学到的不仅是专业知识，而且还学到了她们对知识孜孜不倦的追求及做人的品质，这将使我终身收益，在此我表示由衷的感谢。参考文献1 廖常初，PLC编程及应用，机械工业出版社。2 史国生，电气控制与可编程控器技术，化学工业出版社。3周万珍，高鸿斌。PLC分析与设计应用，电子工业出版社。4王永华译现代电气控制及PLC应用技术M北京：北京航空航天大学出版社。5 张万忠、刘明芹电器与PLC控制技术M北京：化学工业出版社。29