精品 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文） 郵件分揀模擬系統(tǒng)PLC控制 班 級(jí) 專 業(yè) 電 氣 自 動(dòng) 化 教 學(xué) 系 機(jī) 電 系 指導(dǎo)老師 完成時(shí)間 年 月 日至 年 月 日 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院（論文） 郵件分揀模擬系統(tǒng)PLC控制 摘 要 本文主要設(shè)計(jì)了郵件自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)，首先通過(guò)條碼掃描器掃描條碼信息，然后將掃描的信息傳給撥碼器，經(jīng)過(guò)撥碼器將信息轉(zhuǎn)換成PLC可以接受的數(shù)字信息。再通過(guò)PLC控制，實(shí)現(xiàn)郵件的自動(dòng)分揀，從而提高郵件分揀的效率，減少了人工操作的麻煩。系統(tǒng)中模擬分揀五個(gè)地區(qū)的郵件，通過(guò)系統(tǒng)控制，將郵件傳送到各個(gè)代表唯一地址的郵箱中。該系統(tǒng)分為郵件軟件識(shí)別系統(tǒng)和PLC控制分揀系統(tǒng)兩部分，其設(shè)計(jì)過(guò)程包括流程圖，原理圖，主電路圖，觸摸屏等等 。 關(guān)鍵詞：PLC，郵件，分揀系統(tǒng), 觸摸屏 目 錄1 緒論12 郵件分揀PLC控制系統(tǒng)22.1控制要求22.2結(jié)構(gòu)示意圖33系統(tǒng)硬件組成43.1條形碼掃描器43.2撥碼器43.3PLC選擇43.4觸摸屏44系統(tǒng)軟件組成54.1控制流程圖54.2 I/O接口64.3 PLC外部接線圖74.4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖94.5觸摸屏界面114.5.1 觸摸屏操作流程114.6 梯形圖20致 謝28參考文獻(xiàn)29II1 緒論郵件分揀機(jī)系統(tǒng)改變了人工分揀的工作方式，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，及集散控制等各種任務(wù)的跨越。它具有可靠性高，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)。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵，石油，化工，電力，建材，機(jī)械制造，汽車，輕紡，交通運(yùn)輸，環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)。與計(jì)算機(jī)，通信技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱。PLC控制的郵件分揀技術(shù)，這是基于科技，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，研發(fā)并不斷完善的?？傊]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)械化和自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域?qū)⑷〉酶蟮倪M(jìn)步。2 郵件分揀PLC控制系統(tǒng)2.1控制要求 本系統(tǒng)為五種郵件的模擬分揀系統(tǒng)。啟動(dòng)后綠燈L1亮表示可以進(jìn)郵件。條形掃描器讀取郵碼，傳送給撥碼器。四位撥碼器模擬郵件的郵碼，從撥碼器讀到的郵碼正常值為1、2、3、4表示被檢測(cè)郵件為所要求的四種之一，則紅燈L2亮，主電機(jī)m運(yùn)行。將郵件分揀至對(duì)應(yīng)的1、2、3、4區(qū)郵件內(nèi)，之后L2燈滅，L1燈亮，表示可以繼續(xù)分揀郵件。若被檢郵件不是所要求的四種之一，傳送帶一直運(yùn)行，將郵件投入5區(qū)郵箱。 四位撥碼盤ABCD鍵組合用PLC常開(kāi)開(kāi)關(guān)表示，與PLC四個(gè)接線端相連，當(dāng)四位撥碼盤ABCD值為：1000、0100、0010、0001時(shí)分別表示郵碼1、2、3、4。而當(dāng)四位撥碼盤ABCD共有24=16種不同的組合方案，因此除上面的4種外還有12種組合，視為郵碼5。若四位撥碼盤ABCD值為1000、0100、0010、0001則紅燈L2亮，電機(jī)M電機(jī)運(yùn)行，將郵件1、2、3、4揀至對(duì)應(yīng)的郵箱去，之后紅燈L2滅，綠燈L1亮可以繼續(xù)郵件分揀。若四位撥碼盤ABCD的值：0000、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111時(shí)則紅燈L2閃爍，表示不是所要求的郵件，傳送帶一直運(yùn)行，投入5區(qū)郵箱。四 位 撥 碼 器條碼掃描器FX2N64MRX1X2X3X4X30 圖2.1 PLC端口與外部連線圖2.2結(jié)構(gòu)示意圖 M4M5郵件SQ1SQ2SQ3SQ4M1M2M3一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)SQ5 SQ11SQ20SQ10SQ19啟動(dòng)L2L1進(jìn)郵件檢郵件SQ18SQ17SQ16 SQ6SQ7SQ9SQ8 圖2.2 郵件分揀系統(tǒng)模擬圖 如圖2-1所示，M5為主電機(jī)，控制傳送帶運(yùn)行，M1M4四個(gè)電機(jī)控制四個(gè)推桿推送郵件，SQ1SQ4是四個(gè)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)郵件，SQ6SQ10是五個(gè)模擬地區(qū)的接近開(kāi)關(guān)，SQ16SQ20是五個(gè)模擬地區(qū)清零檢測(cè)，SQ5是檢測(cè)復(fù)位時(shí)郵件到位的檢測(cè)開(kāi)關(guān)，SQ11為復(fù)位時(shí)是否有郵件的激光檢測(cè)開(kāi)關(guān)。一區(qū)五區(qū)代表五個(gè)不同地區(qū)，分別裝入各類郵件。3系統(tǒng)硬件組成3.1條形碼掃描器條碼的掃描需要掃描器，掃描器利用自身光源照射條碼，再利用光電轉(zhuǎn)換器接受反射的光線，將反射光線的明暗轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。不論是采取何種規(guī)則印制的條碼，都由靜區(qū)、起始字元、數(shù)據(jù)字元與終止字元組成。有些條碼在數(shù)據(jù)字元與終止字元之間還有校驗(yàn)字元。3.2撥碼器撥碼器主要功能是接受條碼掃描器傳來(lái)的信號(hào)，通過(guò)條碼掃描器的信號(hào)來(lái)完成信息的轉(zhuǎn)換，另一功能就是對(duì)輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)字過(guò)濾，以便得到穩(wěn)定的輸出信號(hào)，從而準(zhǔn)確的傳送到PLC中進(jìn)行指示。當(dāng)條碼掃描器無(wú)法正確讀出編碼時(shí)，撥碼器輸出一個(gè)固定信號(hào)，系統(tǒng)中紅燈閃爍，無(wú)法運(yùn)行。3.3PLC選擇PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。根據(jù)控制要求需要25個(gè)輸入點(diǎn)，14個(gè)輸出點(diǎn)，以及PLC功能，選擇FX2N64MR的PLC。3.4觸摸屏為了操作上的方便，人們用觸摸屏來(lái)代替鼠標(biāo)或鍵盤。工作時(shí)，我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來(lái)定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測(cè)用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行。本系統(tǒng)采用三菱觸摸屏GT1055。3.5主電路圖根據(jù)設(shè)備需求及控制要求畫出如圖3.1所示的主電路圖。 圖3.1 主電路圖4系統(tǒng)軟件組成4.1控制流程圖根據(jù)系統(tǒng)控制要求設(shè)計(jì)如圖4.1所示的流程圖。 郵件入箱紅燈停，綠燈滅編碼是否可識(shí)啟 動(dòng)綠燈亮，紅燈滅 主電機(jī)運(yùn)行條形碼檢測(cè)讀取編碼信息否是紅燈閃爍主電機(jī)停止 復(fù)位 圖4.1 控制流程圖4.2 I/O接口根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出端口，繪制 如表4.2的I/O接口。 表4.2 I/O接口分配表輸入編號(hào)輸出編號(hào)撥碼器1號(hào)信號(hào)線X0綠燈L1Y0撥碼器2號(hào)信號(hào)線X1紅燈L2Y1撥碼器3號(hào)信號(hào)線X21號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)KM1Y2撥碼器4號(hào)信號(hào)線X32號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)KM2Y3撥碼器5號(hào)信號(hào)線X303號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)KM3Y4光電開(kāi)關(guān)1（SQ1）X44號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)KM4Y5光電開(kāi)關(guān)2（SQ2）X5主電機(jī)正轉(zhuǎn)KM5Y6光電開(kāi)關(guān)3（SQ3）X6主電機(jī)反轉(zhuǎn)KM6Y7光電開(kāi)關(guān)4（SQ4）X71號(hào)電機(jī)反轉(zhuǎn)KM7Y10光電開(kāi)關(guān)5（SQ5）X102號(hào)電機(jī)反轉(zhuǎn)KM8Y11接近開(kāi)關(guān)1（SQ6）X113號(hào)電機(jī)反轉(zhuǎn)KM9Y12接近開(kāi)關(guān)2（SQ7）X124號(hào)電機(jī)反轉(zhuǎn)KM10Y13接近開(kāi)關(guān)3（SQ8）X13繼電器KAY14接近開(kāi)關(guān)4（SQ9）X14郵件進(jìn)入檢測(cè)KM11Y15接近開(kāi)關(guān)5（SQ10）X15激光傳感器（SQ11）X16行程開(kāi)關(guān)1（SQ12）X17行程開(kāi)關(guān)2（SQ13）X20行程開(kāi)關(guān)3（SQ14）X21行程開(kāi)關(guān)4（SQ15）X22行程開(kāi)關(guān)5（SQ16）X23行程開(kāi)關(guān)6（SQ17）X24行程開(kāi)關(guān)7（SQ18）X25行程開(kāi)關(guān)8（SQ19）X26行程開(kāi)關(guān)9（SQ20）X27 4.3 PLC外部接線圖根據(jù)PLC系統(tǒng)控制要求，設(shè)計(jì)如下圖4.3所示的接線圖。 圖4.3 外部接線圖 4.4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖根據(jù)控制要求，畫出如圖4.4所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖X7T0 K10C4 K9999C3 K9999C2 K9999Y5Y4C1 K9999Y3C0 K9999Y2X1S23X11X12X13X14X15X3X2X3X2X3X3X3X2X2X2X1X0X1X0X0X1X0X1X0X7X6X5X4T0X0X1X2X3S22X0X2X1X3X3X2X1X0X3X2X1X3X2X1X6X0X5X0X4S21Y15Y15S20M0S0M8002 SETY0Y6SETRST Y6Y10Y11Y12Y13 S20M11 S0M11RST Y6 S24X22X17X20X21圖4.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4.5觸摸屏界面4.5.1 觸摸屏操作流程 1.雙擊打開(kāi)如圖4.5所示的觸摸屏軟件圖標(biāo)。 圖4.5 GT Designer2圖標(biāo)2. 點(diǎn)擊“新建”，創(chuàng)建新的工程或打開(kāi)原有的工程文件。見(jiàn)圖4.6。 圖4.6 工程選擇 3. 點(diǎn)擊“新建”后，出現(xiàn)“新建工程向?qū)А睂?duì)話窗口，如下圖4.7所示，軟件下面將對(duì)觸摸屏的系統(tǒng)，連接和界面進(jìn)行向?qū)гO(shè)置。 圖4.7 新建工程向?qū)У拈_(kāi)始4. 點(diǎn)擊下一步就進(jìn)行系統(tǒng)選擇設(shè)置。在這里可以設(shè)置觸摸屏的型號(hào)，通過(guò)下拉列表可以選擇支持的觸摸屏型號(hào)，我們?cè)O(shè)備配置的是GT114*VC行的，所以只需選擇GT114*VC（640x480）。如圖4.8所示。 圖4.8 選擇GOT類型 5. 點(diǎn)擊“下一步”，對(duì)GOT類型和顏色選擇進(jìn)行確認(rèn)，如果不用更改就單擊“下一步”，進(jìn)入“連接機(jī)器設(shè)置”。如圖4.9所示。 連接機(jī)器：設(shè)置人機(jī)界面觸摸屏監(jiān)控的外設(shè)。本系統(tǒng)設(shè)置成MELSEC_FX。 常用設(shè)置注解如下MELSECFX 三菱FX系列PLC松下FP 松下FP0，F(xiàn)P1系列PLCSIEMESNS7 300 西門子S7 300系列PLCFREQROL 三菱變頻器 圖4.9 連接機(jī)器是FX2N的PLC6. “IF”設(shè)置和“通訊驅(qū)動(dòng)程序” 通過(guò)這項(xiàng)設(shè)置，確定外部設(shè)備的鏈接口，如果GOT是通過(guò)RS422口對(duì)PLC等外部設(shè)備進(jìn)行通訊的，就將此項(xiàng)設(shè)置成“標(biāo)準(zhǔn)RS422”。下一步，“通訊驅(qū)動(dòng)程序”的窗口中，如果選擇PLC設(shè)置，則此項(xiàng)只有一種驅(qū)動(dòng)程序，設(shè)置成MELSECFX即可，再下一步進(jìn)行確認(rèn)。如圖4.10所示。 圖4.10 “IF”設(shè)置和“通訊驅(qū)動(dòng)程序”7. 確認(rèn)選擇的“IF"和“通訊驅(qū)動(dòng)程序”設(shè)置，單擊“下一步”，結(jié)束硬件方面的設(shè)置。開(kāi)始畫面切換的設(shè)置，定義了基本畫面軟元件之后，就可以確認(rèn)并結(jié)束向?qū)У脑O(shè)置。如圖4.11。 圖4.11 點(diǎn)擊結(jié)束 8. 通過(guò)向?qū)Ы⒑霉こ毯螅霈F(xiàn)如圖4.12所示“畫面的屬性”對(duì)話框，在“標(biāo)題”欄中輸入“郵件分揀系統(tǒng)”，選擇“指定背景色”選框，在“圖樣背景色”中選擇合適的顏色，確定后可進(jìn)入畫面的制作。這部分設(shè)定也可在畫面制作過(guò)程中通過(guò)菜單欄或GT DESIGNER2主界面中的“畫面屬性”來(lái)設(shè)定或更改。 圖4.12 畫面屬性的設(shè)定9.制作按鈕 這里以”啟動(dòng)按鈕”為例說(shuō)明。單擊菜單欄中的“對(duì)象（O）”，選擇“開(kāi)關(guān)”中的“位開(kāi)關(guān)”（或者點(diǎn)擊對(duì)象工具欄的，從顯示的子菜單中選擇“位開(kāi)關(guān)”），鼠標(biāo)的光標(biāo)變?yōu)?后，點(diǎn)擊希望放置的位置，進(jìn)行放置。此時(shí)在界面出現(xiàn)一個(gè)位開(kāi)關(guān)，由于沒(méi)有設(shè)置圖形，該按鈕只是一個(gè)黑框，單擊鼠標(biāo)右鍵或按下鍵盤上“ESC”鍵，退出放置元件；雙擊剛放好的開(kāi)關(guān)，出現(xiàn)如圖4.13所示的位開(kāi)關(guān)對(duì)話框，選擇該按鈕的“動(dòng)作”類型為“點(diǎn)動(dòng)”，完成位開(kāi)關(guān)的基本設(shè)定。 圖4.13 位開(kāi)關(guān)基本設(shè)定定10. 位開(kāi)關(guān)的“基本”選項(xiàng)設(shè)置完后，可鼠標(biāo)點(diǎn)擊“指示燈”，出現(xiàn)如圖4.14所示的指示燈設(shè)置對(duì)話框，鼠標(biāo)點(diǎn)擊“其他”按鈕，出現(xiàn)如圖4.14的圖像一覽表，點(diǎn)擊“庫(kù)”，在“庫(kù)”的下拉菜單中選擇“Real Lamp Figure”，顏色選擇“綠色”，選擇圖中的88_05_0_G,此為該位開(kāi)關(guān)“OFF”狀態(tài)時(shí)的圖形，點(diǎn)擊確定按鈕,完成“OFF”狀態(tài)時(shí)的設(shè)置；同樣的方法，設(shè)置“ON”狀態(tài)時(shí)的圖形設(shè)置，按鈕圖形選擇如圖4.14中的87_05_1-G，完成該按鈕的圖形配置。圖4.14 位開(kāi)關(guān)指示燈設(shè)定對(duì)話框 圖4.15 觸摸屏控制4.6 梯形圖致 謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我得到了馬老師的全力幫助和耐心指導(dǎo)，在此我向老師表示崇高的敬意和由衷的感謝。大學(xué)三年的生活轉(zhuǎn)眼就過(guò)去了，這幾年是我人生中最重要的學(xué)習(xí)階段。我不僅學(xué)到可豐富的專業(yè)知識(shí)，而且還學(xué)到了終身受用的學(xué)習(xí)方法和積極地生活態(tài)度。母校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和老師廣博的知識(shí)令我敬佩。各位老師的悉心授課使我對(duì)電氣專業(yè)有了更豐富、更全面的認(rèn)識(shí)，為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。，感謝校方給予我這樣一次機(jī)會(huì)，讓我能夠完成一個(gè)課題，并在這個(gè)過(guò)程中，給予我各種方便，使我在即將離校的最后一段時(shí)間里，能夠更多地學(xué)習(xí)一些實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)，增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考的能力。此時(shí)此刻，我要感謝機(jī)電系的全體老師在這三年里對(duì)我教導(dǎo)和幫助，我從她們身上學(xué)到的不僅是專業(yè)知識(shí)，而且還學(xué)到了她們對(duì)知識(shí)孜孜不倦的追求及做人的品質(zhì)，這將使我終身收益，在此我表示由衷的感謝。參考文獻(xiàn)1 廖常初，PLC編程及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社。2 史國(guó)生，電氣控制與可編程控器技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社。3周萬(wàn)珍，高鴻斌。PLC分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用，電子工業(yè)出版社。4王永華譯現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)M北京：北京航空航天大學(xué)出版社。5 張萬(wàn)忠、劉明芹電器與PLC控制技術(shù)M北京：化學(xué)工業(yè)出版社。29