基于PLC的快遞分揀自動控制系統的設計孟令超基于plc的快遞自動分揀控制系統的設計PAGE2PAGE3自動化工程系畢業設計說明書題目基于plc的快遞自動分揀控制系統的設計系別班級姓名學號指導教師20XX年12月20日

目錄一前言 4二設計要求 5三硬件設計 63.1PLC型號的選擇和確定 63.2主電路設計 63.3PLC輸入和輸出分配表 73.4PLC接線圖 9四程序設計 104.1PLC內部地址分配 104.2PLC梯形圖程序 104.3PLC語句表程序 22五MCGS組態 315.1通訊設定 315.2實時數據庫 315.3組態畫面 315.4運行 39總結 43參考文獻 44致謝 45附錄 46附錄1梯形圖程序 46

基于plc的快遞自動分揀控制系統的設計摘要 本設計是基于PLC的快遞揀控制系統的設計。采用西門子S7-200PLC為下位機，MCGS組態軟件為上位機，使用了簡單的梯形圖編程方法，設計思路清晰，編程簡便。為了簡化設計，只使用了二個區域進行演示，需要增加區域都很容易實現，只需要跟區域一和區域一類似設計可以。本設計講述的是如何利用PLC控制快件自動識別和分揀，通過讀取檢測碼，得到區域號，啟動傳送帶傳送帶機械手位置，啟動機械手將快件搬運到相應的區域，然后啟動相應區域的傳送帶，實現了快件的自動分揀。關鍵字：快件PLCMCGS組態

一前言隨著電子商務快速發展，訂單量大，問題接踵而至，訂單越來越多，無法按時發貨給客戶。在很多時候，發現了發錯貨物、漏發貨物、貨物損壞等。人工分揀包裝系統運行效率低，不能滿足現代物流配送速度和精度的高要求。隨著科學技術的飛速發展，各種自動化機械設備在分揀系統中得到了應用。自動化與智能化是現代分揀系統的發展方向。為了改善這種情況，實現自動化程度高的快件自動分揀，提高自動分揀的速度，減少大量的人力，以適應現代化的發展，所以采用PLC進行快件分揀的控制十分必要。目前，世界上的自動分揀系統一般采用二維條碼和三維條碼作為包裝特征信息的載體，并通過條碼識別獲取與包裝有關的信息。當快件被送到掃描儀的位置時，掃描儀會自動掃描并識別包裝的條形碼。掃描儀將所識別的信息與各個區域之間的快件信息進行比較，并將其與相應區域相匹配。本項目擬采用PLC和組態軟件設計快件分揀系統的控制過程，實現對快件分揀和準確準確的分揀。

二設計要求分揀系統軟件設計是根據我國的不同地區進行設計的，將我國分為8大地區，分別為：華南、華北、華東、華中、西北、西南、東北、和港澳臺地區。而該系統的工作轉移過程主要為以下7個步驟：①對系統的總開關進行啟動，并為分揀系統進行供電；②在沒有對系統中放入快遞時，系統一直屬于低攻能消耗的狀態，當加入快遞時，分揀系統自動開始工作，并對各部件進行初始化；③系統軟件中的傳送帶開始正常的工作，并將快遞傳送至快遞存放區；④當快件傳送至掃描儀的位置下面時，掃描儀將會對快件的條形碼進行自動的掃描和識別；⑤掃描儀將識別后的信息與每個地區之間的快件信息進行匹配；⑥當信息匹配錯誤，就表示這個快件不是該地區的，然后將錯誤的包谷運送到自動啟動的氣缸中進行等待，在通過對氣缸的啟動狀態清除之后，將快件從新進行正確的運行，并進行掃描；⑦但信息匹配正確之后，叫表示快件是這個地區的，系統就會將匹配的結果直接發送到PLC可編程控制器的輸入端，并對比相應的氣缸進行啟動，將正確的貨物傳送到相應的緩坡中，然后進行下一次的傳送。一定時間沒有檢測到快件，各動作停止，則自動停止傳送帶

三硬件設計3.1PLC型號的選擇和確定本系統共使用15個數字量輸入，11路數字量輸出，沒有模擬量。因為西門子S7-200PLC是高性能小型PLC，其中的PLC-226AC/DC/RLY，是交流電源供電，直流輸入繼電器輸出，含24點輸入，16點輸出，滿足使用要求。3.2主電路設計主電路圖如圖3-1所示。外部的交流380V接到L1，L2，L3，N，供設備使用。QF1是總的斷路器，可以通斷整臺設備電源。FU1是總的熔斷器，起到短路過流保護作用。M1主傳送帶電機，用于驅動快件進入檢測區，QF2是主傳送帶電機斷路器，KM1是主傳送帶電機啟動接觸器，FR1是主傳送帶電機過熱保護繼電器，起到過載保護，避免長時間運行燒毀電機。M2是區域一傳送帶電機，驅動推到區域一傳送帶上的快件進入區域一操作區。QF3是區域一傳送帶電機路斷路器，KM2是區域一傳送帶電機啟動接觸器，FR2是區域一傳送帶電機過熱保護繼電器。M3是區域二傳送帶電機，驅動推到區域二傳送帶上的快件進入區域二操作區。QF4是區域二傳送帶電機主回路斷路器，KM3是區域二傳送帶電機啟動接觸器，FR3是區域二傳送帶電機過熱保護繼電器。QF5是控制電路斷路器，FU5是控制電路熔斷器，G1是開關電源，將220V交流電變成24V直流電供PLC的輸入和輸出使用。圖3-1主電路圖3.3PLC輸入和輸出分配表PLC輸入和輸出分配見表3-1和3-2所示表3-1數字量輸入分配表描述PLC地址外部編號啟動按鈕I0.0SB1停止按鈕I0.1SB2急停開關I0.2SB3快件檢測I0.3S1快件檢測碼輸出1I0.4S2快件檢測碼輸出2I0.5S3快件檢測碼輸出3I0.6S4快件檢測碼輸出4I0.7S5啟動快件檢測碼讀取I1.0S6原點檢測I1.1SQ1區域一檢測I1.2SQ2區域二檢測I1.3SQ3上升到位檢測I1.4SQ4下降到位檢測I1.5SQ5快遞到機械手位檢測I1.6S7表3-2數字量輸出分配表描述PLC地址外部編號快件推入傳送帶Q0.0KM1區域一傳送帶Q0.1KM2區域二傳送帶Q0.2KM3自動運行指示燈Q0.3HL1故障指示燈Q0.4HL2啟動檢測碼讀取Q0.5KA1機械手上升Q0.6YV1機械手下降Q0.7YV2機械手右行Q1.0YV3機械手左行Q1.1YV4機械手夾緊Q1.2YV53.4PLC接線圖 PLC輸入和輸出接線圖如圖3-2所示圖3-2PLC輸入輸出接線圖

四程序設計4.1PLC內部地址分配為了編程和閱讀方便，定義了部分內部使用地址，如表4-1所示。表4-1內部使用地址名稱PLC動作備注啟動按鈕上位機M0.0上位機操作停止按鈕上位機M0.1上位機操作急停開關上位機M0.2上位機操作檢測到區域一快件M4.0檢測到區域二快件M4.1區域碼字節第1位M10.0區域碼字節第2位M10.1區域碼字節第3位M10.2區域碼字節第4位M10.3區域碼字節MB10程序動作步驟MW2啟動檢測碼讀取定時T101預設1秒快件入傳送帶定時T102預設60秒抓取定時器T103預設1秒釋放定時器T104預設1秒區域一傳送帶運行定時T105預設20秒區域二傳送帶運行定時T106預設20秒區域碼VW1004.2PLC梯形圖程序ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1TITLE=BEGINNetwork1//開機初始化，復位輸出Network2//運行指示燈Network3//故障指示燈Network4//快件入傳送帶Network5//啟動檢測碼讀取Network6//區域碼讀取Network7//快件入傳送帶定時Network8//程序動作步驟，Network9//下降//區域碼:VW0=1為檢測到區域一快件//區域碼:VW0=2為檢測到區域二快件//Network10//抓取時間Network11//上升Network12//右行Network13//下降Network14//釋放時間1SNetwork15//上升Network16//區域1傳送帶Network17//區域二傳送帶Network18//左行到位，等待Network19//上行//MW2=3原位上升//MW2=7到位上升Network20//下行//MW2=1原位下降//MW2=5到位下降Network21//右行//MW2=4原位右行Network22//左行//MW2=8到位左行Network23//夾緊//MW2=2原位吸取//MW2=3原位上升//MW2=4原位右行//MW2=5到位下降4.3PLC語句表程序ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1TITLE=BEGINNetwork1//開機初始化，復位輸出LDSM0.1RQ0.0,11RM4.0,2RM2.0,16Network2//運行指示燈LDI0.0OQ0.3OM0.0ANM0.1ANM0.2ANI0.1ANI0.2=Q0.3Network3//故障指示燈LDI0.2LDI1.4AI1.5OLDLDI1.1LDI1.2OI1.3ALDOLD=Q0.4Network4//快件入傳送帶LDI0.3OQ0.0AQ0.3ANT102=Q0.0Network5//啟動檢測碼讀取LDI1.0OQ0.5LPSANT101AQ0.3=Q0.5LPPTONT101,10Network6//區域碼讀取LDSM0.0LPSAI0.4=M10.0LRDAI0.5=M10.1LRDAI0.6=M10.2LRDAI0.7=M10.3LPPBTIMB10,VW100Network7//快件入傳送帶定時LDW=MW2,0AQ0.3TONT102,600Network8//程序動作步驟，LDI1.6EUAW=MW2,0AQ0.3MOVW1,MW2Network9//下降//區域碼:VW0=1為檢測到區域一快件//區域碼:VW0=2為檢測到區域二快件//LDQ0.3AW=MW2,1AI1.5LPSAW=VW100,1SM4.0,1RM4.1,0LRDAW=VW100,2SM4.1,1RM4.0,0LPPMOVW2,MW2Network10//抓取時間LDQ0.3AW=MW2,2TONT103,10AT103MOVW3,MW2Network11//上升LDQ0.3AW=MW2,3AI1.4MOVW4,MW2Network12//右行LDQ0.3AW=MW2,4LDM4.0AI1.3LDM4.1AI1.2OLDALDMOVW5,MW2Network13//下降LDQ0.3AW=MW2,5AI1.5MOVW6,MW2Network14//釋放時間1SLDQ0.3AW=MW2,6TONT104,10AT104MOVW7,MW2Network15//上升LDQ0.3AW=MW2,7AI1.4LPSMOVW8,MW2AM4.0SQ0.1,1RM4.0,1LPPAM4.1SQ0.2,1RM4.1,1Network16//區域1傳送帶LDQ0.1TONT105,200AT105RQ0.1,1Network17//區域二傳送帶LDQ0.2TONT106,200AT106RQ0.2,1Network18//左行到位，等待LDQ0.3AW=MW2,8AI1.1MOVW0,MW2Network19//上行//MW2=3原位上升//MW2=7到位上升LDW=MW2,2OW=MW2,7AQ0.3ANI1.4ANQ0.7=Q0.6Network20//下行//MW2=1原位下降//MW2=5到位下降LDW=MW2,1OW=MW2,5AQ0.3ANI1.5ANQ0.6=Q0.7Network21//右行//MW2=4原位右行LDW=MW2,4AQ0.3LDM4.0ANI1.3LDM4.1ANI1.2OLDALDANQ1.1=Q1.0Network22//左行//MW2=8到位左行LDW=MW2,8AQ0.3ANI1.1ANQ1.0=Q1.1Network23//夾緊//MW2=2原位吸取//MW2=3原位上升//MW2=4原位右行//MW2=5到位下降LDW=MW2,2OW=MW2,3OW=MW2,4OW=MW2,5AQ0.3=Q1.2END_ORGANIZATION_BLOCK

五MCGS組態5.1通訊設定組態軟件MCGS里打開設備組態，插入通用串口父設備0和設備1西門子S7200PPI。圖5-1插入串口和設備1 雙擊串口0進行參數設定，選擇COM2，設定為8位數據，偶校驗。圖5-2設定串口0 雙擊設備1，打開設備屬性設置，設定PLC地址為2。圖5-3設定PLC地址5.2實時數據庫為了跟PLC進行通訊，或者MCGS內部使用，需要建立實時數據庫。圖5-4建立實時數據庫5.3組態畫面建立主傳送帶，區域1傳送帶，區域二傳送帶，機械手，各按鈕，指示燈，，組態動畫，連接變量。圖5-5組態畫面 為了進行動畫演示，點畫面空白處，鼠標右鍵，打開用戶窗口屬性設置，點循環腳本，更改循環時間為100，編寫循環腳本命令。圖5-6循環腳本 詳細的腳本如下： if((水平移動>330)AND(水平移動<380))then區域一位置檢測=1else區域一位置檢測=0endifif((水平移動>=0)AND(水平移動<20))then原點位置檢測=1else原點位置檢測=0endifif((水平移動>490)AND(水平移動<600))then區域二位置檢測=1else區域二位置檢測=0endifif((垂直移動一>70)AND(垂直移動一<90))then下降到位檢測=1else下降到位檢測=0endifif((垂直移動一>-10)AND(垂直移動一<10))then上升到位檢測=1else上升到位檢測=0endifif運行指示=1and動作步驟=0then定時器一=定時器一+1快件檢測=1if(定時器一>=10)then快件檢測=0顯示一=1定時器一=0動作步驟=1endifendifif運行指示=1and動作步驟=1then快件入傳送帶=1開始垂直移動=開始垂直移動-10if(開始垂直移動<=-50)then動作步驟=2endifendifif運行指示=1and動作步驟=2then開始垂直移動=開始垂直移動-10定時器一=定時器一+1if(定時器一>=10)then定時器一=0快件入傳送帶=0動作步驟=3if(檢測到區域二=1)then檢測到區域二=0檢測到達區域一=1檢測碼=1else檢測到區域二=1檢測到達區域一=0檢測碼=2endifendifendifif動作步驟=3then定時器一=定時器一+1下降輸出=1垂直移動一=垂直移動一+5if垂直移動一>=80then動作步驟=4下降輸出=0定時器一=0endifendifif動作步驟=4then定時器一=定時器一+1夾緊輸出=1開始垂直移動=0顯示一=0if定時器一>=10then定時器一=0動作步驟=5endifendifif動作步驟=5then定時器一=定時器一+1上升輸出=1垂直移動一=垂直移動一-5if垂直移動一<=0then上升輸出=0動作步驟=6定時器一=0endifendifif動作步驟=6then定時器一=定時器一+1右行輸出=1水平移動=水平移動+5if(檢測到區域二=1)thenif水平移動>=500then右行輸出=0定時器一=0動作步驟=7endifendifif(檢測到達區域一=1)thenif水平移動>=350then右行輸出=0定時器一=0動作步驟=7endifendifendifif動作步驟=7then定時器一=定時器一+1下降輸出=1垂直移動一=垂直移動一+5if垂直移動一>=80then下降輸出=0定時器一=0動作步驟=8endifendifif動作步驟=8then定時器一=定時器一+1夾緊輸出=0if(檢測碼=1)then顯示三=1endifif(檢測碼=2)then顯示四=1endifif定時器一>=20then定時器一=0動作步驟=9endifendifif動作步驟=9then定時器一=定時器一+1垂直移動一=垂直移動一-5上升輸出=1if垂直移動一<=0then上升輸出=0定時器一=0if(檢測碼=1)then區域一傳送帶=1endifif(檢測碼=2)then區域二傳送帶=1endif動作步驟=10endifendifif動作步驟=10then定時器一=定時器一+1左行輸出=1水平移動=水平移動-5if水平移動<=0then左行輸出=0定時器一=0動作步驟=0endifendifif運行指示=0then快件入傳送帶=0區域一傳送帶=0區域二傳送帶=0上升輸出=0下降輸出=0右行輸出=0左行輸出=0夾緊輸出=0定時器二=0定時器一=0endifif(區域一傳送帶=1)then垂直移動二=垂直移動二+1if(垂直移動二>=120)then區域一傳送帶=0顯示三=0垂直移動二=0endifelse垂直移動二=0endifif(區域二傳送帶=1)then垂直移動三=垂直移動三+1if(垂直移動三>=120)then區域二傳送帶=0顯示四=0垂直移動三=0endifelse垂直移動三=0endif5.4運行主控窗口里點屬性，打開主控窗口屬性，將窗口0移動到自動運行窗口，這里就選擇了自動啟動時顯示的第1個畫面。圖5-6初始畫面選擇 在MCGS編輯畫面，點文件菜單，進入運行環境，啟動MCGS運行。圖5-7啟動MCGS運行 初始畫面如下，系統停止。圖5-8初始畫面 點啟動按鈕，系統啟動，運行指示燈點亮，主傳送帶運行，快件動畫移動。圖5-9主傳送帶運行 傳送到位，機械手下降，下降指示燈點亮，機械手動畫下降。圖5-10機械手下降 下降到位執行夾緊，夾緊指示燈點亮，動畫夾緊圖5-11夾緊 夾緊完成執行上升，上升指示燈點亮，動畫上升圖5-12上升 其他的測試類似，不做累述。

總結在老師和同學的幫助下做完了基于PLC的快件分揀控制系統設計的工作，通過這次的設計，我能運用已學的知識解決我在設計中遇到的問題，使自己的動手能力和思考問題的能力得到了很大的提高。在做設計的過程中我查閱了很多的資料，并認真的閱讀這些與我的設計相關的資料，從而我的專業涵養得到了提高，知識的儲備量也有所增加。在做設計時，我復習了很多專業課的知識，這使得我的專業知識在離校之前得到了鞏固。整個設計通過了軟件和硬件上的調試、仿真。我想這對于自己以后的學習和工作都會有很大的幫助的。在這次設計中遇到了很多實際性的問題，在實際設計中才發現，書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。但是，通過這次設計我也發現自己的很多不足之處。在設計過程中我發現自己考慮問題很不全面，自己的專業知識掌握的很不牢固，所掌握的計算機應用軟件還不夠多，我希望自己的這些不足之處能在今后的工作和學習中得到改善。而且，通過這次設計，我懂得了學習的重要性，學會了堅