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1、精品 畢業(yè)設計(論文） 郵件分揀模擬系統(tǒng)PLC控制 班 級 專 業(yè) 電 氣 自 動 化 教 學 系 機 電 系 指導老師 完成時間 年 月 日至 年 月 日 南通紡織職業(yè)技術學院（論文） 郵件分揀模擬系統(tǒng)PLC控制

2、摘 要 本文主要設計了郵件自動分揀控制系統(tǒng)，首先通過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)過撥碼器將信息轉換成PLC可以接受的數(shù)字信息。再通過PLC控制，實現(xiàn)郵件的自動分揀，從而提高郵件分揀的效率，減少了人工操作的麻煩。系統(tǒng)中模擬分揀五個地區(qū)的郵件，通過系統(tǒng)控制，將郵件傳送到各個代表唯一地址的郵箱中。該系統(tǒng)分為郵件軟件識別系統(tǒng)和PLC控制分揀系統(tǒng)兩部分，其設計過程包括流程圖，原理圖，主電路圖，觸摸屏等等 。 關鍵詞：PLC，郵件，分揀系統(tǒng), 觸摸屏 目 錄 1 緒論 1 2 郵

3、件分揀PLC控制系統(tǒng) 2 2.1控制要求 2 2.2結構示意圖 3 3系統(tǒng)硬件組成 4 3.1條形碼掃描器 4 3.2撥碼器 4 3.3PLC選擇 4 3.4觸摸屏 4 4系統(tǒng)軟件組成 5 4.1控制流程圖 5 4.2 I/O接口 6 4.3 PLC外部接線圖 7 4.4狀態(tài)轉移圖 9 4.5觸摸屏界面 11 4.5.1 觸摸屏操作流程 11 4.6 梯形圖 20 致 謝 28 參考文獻 29 II 1 緒論 郵件分揀機系統(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)控制計算機，30年來，可編程控制器（PL

4、C）從無到有實現(xiàn)了工業(yè)控制領域接線邏輯到儲存的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應用領域從小到大，實現(xiàn)了單體設備簡單控制到勝任運動控制，過程控制，及集散控制等各種任務的跨越。它具有可靠性高，抗干擾能力強，配套齊全，功能完善，適用性強，體積小，重量輕，能耗低等一系列的優(yōu)點。目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵，石油，化工，電力，建材，機械制造，汽車，輕紡，交通運輸，環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。與計算機，通信技術并稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱。PLC控制的郵件分揀技術，這是基于科技，經(jīng)濟發(fā)展的需要，研發(fā)并不斷完善的。 總之，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，

5、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領域將取得更大的進步。 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)。啟動后綠燈L1亮表示可以進郵件。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表示被檢測郵件為所要求的四種之一，則紅燈L2亮，主電機m運行。將郵件分揀至對應的1、2、3、4區(qū)郵件內，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

6、行，將郵件投入5區(qū)郵箱。 四位撥碼盤ABCD鍵組合用PLC常開開關表示，與PLC四個接線端相連，當四位撥碼盤ABCD值為：1000、0100、0010、0001時分別表示郵碼1、2、3、4。而當四位撥碼盤ABCD共有2^4=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M電機運行，將郵件1、2、3、4揀至對應的郵箱去，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、1

7、111時則紅燈L2閃爍，表示不是所要求的郵件，傳送帶一直運行，投入5區(qū)郵箱。 四 位 撥 碼 器 條碼掃描器 FX2N—64MR X1 X2 X3 X4 X30 圖2.1 PLC端口與外部連線圖 2.2結構示意圖 M4 M5 郵件 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 M1 M2 M3 一區(qū) 二 區(qū) 三區(qū) 四區(qū) 五區(qū) SQ5

8、 SQ11 SQ20 SQ10 SQ19 啟動 L2 L1 進郵件 檢郵件 SQ18 SQ17 SQ16 SQ6 SQ7 SQ9 SQ8 圖2.2 郵件分揀系統(tǒng)模擬圖 如圖2-1所示，M5為主電機，控制傳送帶運行，M1~M4四個電機控制四個推桿推送郵件，SQ1~SQ4

9、是四個光電開關檢測郵件，SQ6~SQ10是五個模擬地區(qū)的接近開關，SQ16~SQ20是五個模擬地區(qū)清零檢測，SQ5是檢測復位時郵件到位的檢測開關，SQ11為復位時是否有郵件的激光檢測開關。一區(qū)~五區(qū)代表五個不同地區(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，再利用光電轉換器接受反射的光線，將反射光線的明暗轉換成數(shù)字信號。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字元。 3.2撥碼器 撥碼器主要功能是接受條碼掃描器傳來的信號，通過條碼掃描器

10、的信號來完成信息的轉換，另一功能就是對輸入的脈沖信號進行數(shù)字過濾，以便得到穩(wěn)定的輸出信號，從而準確的傳送到PLC中進行指示。當條碼掃描器無法正確讀出編碼時，撥碼器輸出一個固定信號，系統(tǒng)中紅燈閃爍，無法運行。 3.3PLC選擇 PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。根據(jù)控制要求需要25個輸入點，14個輸出點

11、，以及PLC功能，選擇FX2N—64MR的PLC。 3.4觸摸屏 為了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替鼠標或鍵盤。工作時，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)手指觸摸的圖標或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，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檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉換成觸點坐標，再送給CPU，它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。本系統(tǒng)采用三菱觸摸屏GT1055。 3.5主電路圖 根據(jù)設備需求及控制要求畫出如圖3.1所示的主

12、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)控制要求設計如圖4.1所示的流程圖。 郵件入箱 紅燈停，綠燈滅 編碼是否可識 啟 動 綠燈亮，紅燈滅 主電機運行 條形碼檢測 讀取編碼信息 否 是 紅燈閃爍 主電機停止 復位 圖4.1 控制流程圖 4.2 I/O接口 根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸

13、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 輸出 編號 撥碼器1號信號線 X0 綠燈L1 Y0 撥碼器2號信號線 X1 紅燈L2 Y1 撥碼器3號信號線 X2 1號電機正轉KM1 Y2 撥碼器4號信號線 X3 2號電機正轉KM2 Y3 撥碼器5號信號線 X30 3號電機正轉KM3 Y4 光電開關1（SQ1） X4 4號電機正轉KM4 Y5 光電開關2（SQ2） X5 主電機正轉KM5 Y6 光電開關3（SQ3） X6 主電機反轉KM

14、6 Y7 光電開關4（SQ4） X7 1號電機反轉KM7 Y10 光電開關5（SQ5） X10 2號電機反轉KM8 Y11 接近開關1（SQ6） X11 3號電機反轉KM9 Y12 接近開關2（SQ7） X12 4號電機反轉KM10 Y13 接近開關3（SQ8） X13 繼電器KA Y14 接近開關4（SQ9） X14 郵件進入檢測KM11 Y15 接近開關5（SQ10） X15 激光傳感器（SQ11） X16 行程開關1（SQ12） X17 行程開關2（SQ13） X20 行程開關3（SQ14

15、） X21 行程開關4（SQ15） X22 行程開關5（SQ16） X23 行程開關6（SQ17） X24 行程開關7（SQ18） X25 行程開關8（SQ19） X26 行程開關9（SQ20） X27 4.3 PLC外部接線圖 根據(jù)PLC系統(tǒng)控制要求，設計如下圖4.3所示的接線圖。 圖4.3 外部接線圖 4.4狀態(tài)轉移圖

16、根據(jù)控制要求，畫出如圖4.4所示的狀態(tài)轉移圖 X7 T0 K10 C4 K9999 C3 K9999 C2 K9999 Y5 Y4 C1 K9999 Y3 C0 K9999 Y2 X1 S23 X11 X12 X13 X14 X15 X3 X2 X3 X2 X3 X3 X3 X2 X2 X2 X1 X0 X1 X0 X0 X1 X0 X1 X0 X7 X6 X5 X4 T0 X0 X1 X2 X3 S22

17、X0 X2 X1 X3 X3 X2 X1 X0 X3 X2 X1 X3 X2 X1 X6 X0 X5 X0 X4 S21 Y15 Y15 S20 M0 S0 M8002 SET Y0 Y6 SET RST Y6

18、 Y10 Y11 Y12 Y13 S20 M11 S0 M11 RST Y6 S24 X22 X17 X20 X21 圖4.4 狀態(tài)轉移圖 4.5觸摸屏界面 4.5.1 觸摸屏操作流程 1.雙擊打開如圖4.5所示的觸摸屏軟件圖標。 圖4.5 GT Designer2圖標 2. 點擊“新建”，創(chuàng)建新的工程或打開原有的工程文件。見圖4.6。

19、 圖4.6 工程選擇 3. 點擊“新建”后，出現(xiàn)“新建工程向導”對話窗口，如下圖4.7所示，軟件下面將對觸摸屏的系統(tǒng)，連接和界面進行向導設置。 圖4.7 新建工程向導的開始 4. 點擊下一步就進行系統(tǒng)選擇設置。在這里可以設置觸摸屏的型號，通過下拉列表可以選擇支持的觸摸屏型號，我們設備配置的是GT114**—V—C行的，所以只需選擇GT114**—V—C（640x480）。如圖4.8所示。

20、 圖4.8 選擇GOT類型 5. 點擊“下一步”，對GOT類型和顏色選擇進行確認，如果不用更改就單擊“下一步”，進入“連接機器設置”。如圖4.9所示。 連接機器：設置人機界面觸摸屏監(jiān)控的外設。本系統(tǒng)設置成MELSEC_FX。 常用設置注解如下 MELSEC—FX 三菱FX系列PLC 松下—FP 松下FP0，F(xiàn)P1系列PLC SIEMESN—S7 300 西門子S7— 300系列PLC FREQROL 三菱變頻器

21、 圖4.9 連接機器是FX2N的PLC 6. “IF”設置和“通訊驅動程序” 通過這項設置，確定外部設備的鏈接口，如果GOT是通過RS422口對PLC等外部設備進行通訊的，就將此項設置成“標準RS422”。下一步，“通訊驅動程序”的窗口中，如果選擇PLC設置，則此項只有一種驅動程序，設置成MELSEC—FX即可，再下一步進行確認。如圖4.10所示。 圖4.10 “IF”設置和“通訊驅動程序” 7. 確認選擇的“IF"和“通訊驅動程序”設置，單擊“下一步”，結束硬件方

22、面的設置。 開始畫面切換的設置，定義了基本畫面軟元件之后，就可以確認并結束向導的設置。如圖4.11。 圖4.11 點擊結束 8. 通過向導建立好工程后，出現(xiàn)如圖4.12所示“畫面的屬性”對話框，在“標題”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，確定后可進入畫面的制作。這部分設定也可在畫面制作過程中通過菜單欄或GT DESIGNER2主界面中的“畫面屬性”來設定或更改。

23、 圖4.12 畫面屬性的設定 9.制作按鈕 這里以”啟動按鈕”為例說明。單擊菜單欄中的“對象（O）”，選擇“開關”中的“位開關”（或者點擊對象工具欄的，從顯示的子菜單中選擇“位開關”），鼠標的光標變?yōu)?后，點擊希望放置的位置，進行放置。此時在界面出現(xiàn)一個位開關，由于沒有設置圖形，該按鈕只是一個黑框，單擊鼠標右鍵或按下鍵盤上“ESC”鍵，退出放置元件；雙擊剛放好的開關，出現(xiàn)如圖4.13所示的位開關對話框，選擇該按鈕的“動作”類型為“點動”，完成位開關的基本設定。 圖4.13 位開關基本設定定 10

24、. 位開關的“基本”選項設置完后，可鼠標點擊“指示燈”，出現(xiàn)如圖4.14所示的指示燈設置對話框，鼠標點擊“其他”按鈕，出現(xiàn)如圖4.14的圖像一覽表，點擊“庫”，在“庫”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,此為該位開關“OFF”狀態(tài)時的圖形，點擊確定按鈕,完成“OFF”狀態(tài)時的設置；同樣的方法，設置“ON”狀態(tài)時的圖形設置，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 位開關指示燈設定對話框

25、 圖4.15 觸摸屏控制 4.6 梯形圖 致 謝 在畢業(yè)設計期間，我得到了馬老師的全力幫助和耐心指導，在此我向老師表示崇高的敬意和由衷的感謝。 大學三年的生活轉眼就過去了，這幾年是我人生中最重要的學習階段。我不僅學到可豐富的專業(yè)知識，而且還學到了終身受用的學習方法和積極地生活態(tài)度。母校嚴謹?shù)膶W風和老師廣博的知識令我敬佩。各位老師的悉心授課使我對電氣

26、專業(yè)有了更豐富、更全面的認識，為今后的學習和工作奠定了堅實的基礎。，感謝校方給予我這樣一次機會，讓我能夠完成一個課題，并在這個過程中，給予我各種方便，使我在即將離校的最后一段時間里，能夠更多地學習一些實踐應用知識，增強了我們實踐操作和動手應用能力，提高了獨立思考的能力。 此時此刻，我要感謝機電系的全體老師在這三年里對我教導和幫助，我從她們身上學到的不僅是專業(yè)知識，而且還學到了她們對知識孜孜不倦的追求及做人的品質，這將使我終身收益，在此我表示由衷的感謝。 參考文獻 1 廖常初，PLC編程及應用，機械工業(yè)出版社。 2 史國生，電氣控制與可編程控器技術，化學工業(yè)出版社。 3周萬珍，高鴻斌。PLC分析與設計應用，電子工業(yè)出版社。 4王永華譯．現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術[M]．北京：北京航空航天大學出版社。 5 張萬忠、劉明芹．電器與PLC控制技術[M]．北京：化學工業(yè)出版社。 29