基于PLC的郵件分揀控制系統(tǒng)設計基于PLC的郵件分揀控制系統(tǒng)設計PAGE2PAGE1畢業(yè)設計題目：基于PLC的郵件分揀控制系統(tǒng)設計系部專業(yè)名稱班級姓名學號指導教師2016年12月

摘 要用梯形圖方法編程，可以使設計思路清晰，編程簡便.若需要改變RFID碼，設計方案不必作很大調(diào)整，只要把控制程序作相應的修改，即可實現(xiàn)控制目的。本設計講述的是如何利用PLC控制自動郵件分揀，選擇西門子的PLC作為控制器，使用RFID讀碼，設計了硬件電路，分配了PLC的I/O接口、設計了PLC的外部接線圖及控制梯形圖和語句表程序，實現(xiàn)了自動郵件的控制。關鍵詞:

PLC，郵件分揀，RFID讀碼

目錄摘 要 2目錄 3第一章前言 41.1課題研究背景 41.2本課題的目的和意義 4第二章設計要求 5第三章硬件設計 63.1PLC型號的選擇和確定 63.2主電路設計 63.3控制電路圖 83.4I/O地址分配 93.5PLC接線圖 9第四章程序設計 114.1PLC內(nèi)部地址分配 114.2PLC梯形圖 114.3PLC語句表程序 195組態(tài)畫面的設計 265.1通信建立 265.2數(shù)據(jù)詞典建立 295.3畫面建立 305.4運行 36結束語 38參考文獻 39致謝 40

第一章前言1.1課題研究背景京東、聚美優(yōu)品、阿里巴巴上市了，電商爭先恐后的上市將會帶來什么樣的局面呢？這意味著電子商務的零售交易額在不斷地增加。巨大的訂單，問題也接踵而來—訂單越來越多，貨物不能在預定時間內(nèi)及時的送達客戶手中。很多時候電商們都是在一陣忙碌后才發(fā)現(xiàn)發(fā)錯貨、漏發(fā)貨，東西損壞等問題。人工分揀郵件系統(tǒng)的作業(yè)效率低下，無法滿足現(xiàn)代物流配送對速度和準確性的高要求。隨著科學技術的飛速發(fā)展，分揀系統(tǒng)中開始運用各種各樣的自動化機械設備，自動化、智能化是現(xiàn)代分揀系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。為了改善這種狀況實現(xiàn)郵件處理的高度自動化提高郵件的處理速度減少大量的人力以適應現(xiàn)代化的發(fā)展從而由PLC控制的郵件分揀十分必要的1.2本課題的目的和意義本課題是用西門子PLC設計郵件分揀系統(tǒng)的控制流程，實現(xiàn)郵件迅速、準確的分揀、發(fā)送、保證生產(chǎn)人員安全和是實現(xiàn)節(jié)能減排

第二章設計要求設計以PLC為控制核心、基于組態(tài)王的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，控制要求如下：

1、

初始狀態(tài)，綠燈L2亮表示可以進郵件

2、

按下啟動按鈕SB1后，按一次復位按鈕，計數(shù)計1，以此類推。模擬郵件的郵政編碼，信號檢測S1為ON表示檢測到了郵件

3、

系統(tǒng)能識別的郵碼正常值為1、2、3、4、5，若非此5個數(shù)，則紅燈L1閃爍，表示出錯，可重新進郵件（即重新?lián)苋豚]碼），

4、

若郵碼為1—5中的任意一個，則紅燈L1亮，綠燈L2滅，表示進入工作狀態(tài)，電動機M5運行，相應的機構（電機M1—M4）將郵件分撿到郵箱內(nèi)后，紅燈L1滅，綠燈L2亮，表示可以繼續(xù)進郵件進行分撿.

5、

運行過程中，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止運行.

第三章硬件設計3.1PLC型號的選擇和確定西門子S7-226PLC是高性能小型PLC，S7-226,本體含24點數(shù)字量輸入，16點數(shù)字量輸出。經(jīng)過分析，系統(tǒng)共使用了9個輸入和13個輸出，滿足使用要求，并有備用。3.2主電路設計380V交流電經(jīng)過L1，L2，L3，N接入，供系統(tǒng)使用。QF1是總電路斷路器，通斷整臺設備電源。FU1是總電路熔斷器，起到過流保護作用。M1是傳送帶1電機。QF2是傳送帶1電路斷路器，通斷傳動帶1主電路。KM1是傳送帶1啟動接觸器，啟動停止傳送帶1.FR1是傳送帶1過載保護熱繼電器，保護電機，防止燒毀。同樣的，M2是傳送帶2電機。QF3是傳送帶2電路斷路器，通斷傳動帶2主電路。KM2是傳送帶2啟動接觸器，啟動停止傳送帶2.FR2是傳送帶2過載保護熱繼電器，保護電機，防止燒毀。同樣的，M3是傳送帶3電機。QF4是傳送帶3電路斷路器，通斷傳動帶3主電路。KM3是傳送帶3啟動接觸器，啟動停止傳送帶3.FR3是傳送帶3過載保護熱繼電器，保護電機，防止燒毀。同樣的，M4是傳送帶4電機。QF5是傳送帶4電路斷路器，通斷傳動帶4主電路。KM4是傳送帶4啟動接觸器，啟動停止傳送帶4.FR4是傳送帶4過載保護熱繼電器，保護電機，防止燒毀同樣的，M5是傳送帶5電機。QF6是傳送帶5電路斷路器，通斷傳動帶5主電路。KM5是傳送帶5啟動接觸器，啟動停止傳送帶5.FR5是傳送帶5過載保護熱繼電器，保護電機，防止燒毀圖3-1主電路圖同樣的，M6是傳送帶6電機。QF7是傳送帶6電路斷路器，通斷傳動帶6主電路。KM6是傳送帶6啟動接觸器，啟動停止傳送帶6.FR6是傳送帶6過載保護熱繼電器，保護電機，防止燒毀3.3控制電路圖QF8是控制電路斷路器，可以通斷控制電路電源A1是直流電源，將交流220V變成24V直流電，供PLC和后續(xù)電路使用。KA1是傳送帶1啟動中間繼電器，PLC控制KA1線圈得電，常開觸點閉合，接觸器KM1線圈得電，主觸點閉合，控制傳送帶1運行。KA2是傳送帶2啟動中間繼電器，PLC控制KA2線圈得電，常開觸點閉合，接觸器KM2線圈得電，主觸點閉合，控制傳送帶2運行。KA3是傳送帶3啟動中間繼電器，PLC控制KA3線圈得電，常開觸點閉合，接觸器KM3線圈得電，主觸點閉合，控制傳送帶3運行。KA4是傳送帶4啟動中間繼電器，PLC控制KA4線圈得電，常開觸點閉合，接觸器KM4線圈得電，主觸點閉合，控制傳送帶4運行。KA5是傳送帶5啟動中間繼電器，PLC控制KA5線圈得電，常開觸點閉合，接觸器KM5線圈得電，主觸點閉合，控制傳送帶5運行。KA6是傳送帶6啟動中間繼電器，PLC控制KA6線圈得電，常開觸點閉合，接觸器KM6線圈得電，主觸點閉合，控制傳送帶6運行。圖3-2控制電路圖3.4I/O地址分配根據(jù)設計要求分配輸入輸出表，地址表見表3-1,3-2表3-1數(shù)字量輸入點代碼及地址編號名稱內(nèi)部地址外部編號啟動按鈕I0.0SB1停止按鈕I0.1SB2復位按鈕I0.2SB3信號檢測I0.3S1位置1檢測I0.4SQ1位置2檢測I0.5SQ2位置3檢測I0.6SQ3位置4檢測I0.7SQ4位置5檢測I1.0SQ5表3-2數(shù)字量輸出點代碼及地址編號名稱內(nèi)部地址外部編號紅燈L1Q0.0L1綠燈L2Q0.1L2郵件電機1Q0.2KA1郵件電機2Q0.3KA2郵件電機3Q0.4KA3郵件電機4Q0.5KA4郵件電機5Q0.6KA5郵件電機6Q0.7KA6推送郵件1Q1.0YA1推送郵件2Q1.1YA2推送郵件3Q1.2YA3推送郵件4Q1.3YA4推送郵件5Q1.4YA53.5PLC接線圖PLC接線圖如圖3-3所示。圖3-3PLC數(shù)字輸入/輸出接線圖

第四章程序設計根據(jù)控制要求和系統(tǒng)分析，硬件電路，編寫軟件程序。4.1PLC內(nèi)部地址分配表4-1內(nèi)部使用地址描述內(nèi)部地址信號檢測S1M0.0郵碼識別M0.1紅燈L1亮綠燈L2滅電動機MM0.2推送郵件M0.3相應傳送帶運行M0.4循環(huán)執(zhí)行M0.5識別錯誤M1.0自動運行指示M10.0推送郵件定時T37傳送帶運行定時T38郵政編碼VW04.2PLC梯形圖M10.0為自動運行標志按啟動按鈕，系統(tǒng)啟動按停止按鈕，系統(tǒng)停止郵政編碼:VW0系統(tǒng)啟動后，按復位按鈕，按一次，郵政編碼加1大于7自動復位為1綠燈L2亮表示可以進郵件:M0.0系統(tǒng)啟動，沒有任何動作執(zhí)行，MW0為0，意思是M0.0到M1.7全部為OFF，則執(zhí)行第1步或者循環(huán)動作完成，M0.5為ON，則序號執(zhí)行綠燈L2:Q0.1檢測到郵件進入，執(zhí)行郵碼識別識別正確,紅燈L1亮綠燈L2滅電動機，復位識別錯誤紅燈L1:Q0.0郵件電機5:Q0.6識別錯誤，從新進郵件復位識別錯誤推送郵件:M0.3推送郵件推送郵件定時預設3S相應傳送帶運行相應傳送帶運行定時預設5S推送郵件循環(huán)執(zhí)行:M0.54.3PLC語句表程序ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1TITLE=BEGINNetwork1//M10.0為自動運行標志//按啟動按鈕，系統(tǒng)啟動//按停止按鈕，系統(tǒng)停止LDI0.0OM10.0ANI0.1=M10.0Network2//郵政編碼:VW0//系統(tǒng)啟動后，按復位按鈕，按一次，郵政編碼加1//大于7自動復位為1LDI0.2EUAM10.0+I1,VW0AW>=VW0,7MOVW1,VW0Network3//綠燈L2亮表示可以進郵件:M0.0//系統(tǒng)啟動，沒有任何動作執(zhí)行，MW0為0，意思是M0.0到M1.7全部為OFF，則執(zhí)行第1步//或者循環(huán)動作完成，M0.5為ON，則序號執(zhí)行LDM10.0LDW=MW0,0OM0.5ALDSM0.0,1RM0.5,1Network4//綠燈L2:Q0.1LDM10.0AM0.0=Q0.1Network5//檢測到郵件進入，執(zhí)行郵碼識別LDM10.0AM0.0AI0.3SM0.1,1RM0.0,1Network6//識別正確,紅燈L1亮綠燈L2滅電動機，復位識別錯誤LDM10.0AW>=VW0,1AW<=VW0,5AM0.1SM0.2,1RM0.1,1RM1.0,1Network7//紅燈L1:Q0.0//LDM10.0LDM0.2LDM1.0ASM0.5OLDALD=Q0.0Network8//郵件電機5:Q0.6LDM10.0AM0.2=Q0.6Network9//識別錯誤，從新進郵件LDM10.0LDW<=VW0,0OW>=VW0,6ALDSM1.0,1RM0.1,1SM0.0,1Network10//復位識別錯誤LDI0.2RM0.0,1Network11//推送郵件:M0.3LDM10.0AM0.2LDW=VW0,1AI0.4LDW=VW0,2AI0.5OLDLDW=VW0,3AI0.6OLDLDW=VW0,4AI0.7OLDLDW=VW0,5AI1.0OLDALDSM0.3,1Network12//推送郵件LDM10.0AM0.3LPSAW=VW0,1AI0.4=Q1.0LRDAW=VW0,2AI0.5=Q1.1LRDAW=VW0,3AI0.6=Q1.2LRDAW=VW0,4AI0.7=Q1.3LPPAW=VW0,5AI1.0=Q1.4Network13//推送郵件定時預設3SLDM10.0AM0.3TONT37,30Network14//相應傳送帶運行LDM10.0AM0.3AT37SM0.4,1RM0.3,1Network15//相應傳送帶運行定時預設5SLDM10.0AM0.4TONT38,50Network16//推送郵件LDM10.0AM0.4LPSAW=VW0,1AI0.4=Q0.2LRDAW=VW0,2AI0.5=Q0.3LRDAW=VW0,3AI0.6=Q0.4LRDAW=VW0,4AI0.7=Q0.5LPPAW=VW0,5AI1.0=Q0.7Network17//循環(huán)執(zhí)行:M0.5LDM10.0AM0.4AT38SM0.5,1RM0.4,1END_ORGANIZATION_BLOCK

5組態(tài)畫面的設計5.1通信建立在組態(tài)王里面，設備里面找到選擇COM2，雙擊打開設置串口，進行通信參數(shù)設定。圖5-1通信參數(shù)設定建立設備連接，選擇PLC，西門子，S7-200系列，PPI圖5-2組態(tài)王中PLC選擇設定設備名稱圖5-3組態(tài)王通信設備名稱選擇COM2，圖5-4選擇COM口根據(jù)PLC里的系統(tǒng)設置，組態(tài)王與PLC通信的地址，設定為2，圖5-5PLC地址設定嘗試恢復間隔和最長恢復時間設定，預設可以圖5-6設定恢復策略設定完信息總結如下：圖5-7設備設定信息總結5.2數(shù)據(jù)詞典建立建立以下數(shù)據(jù)詞典：圖5-8變量匯總5.3畫面建立根據(jù)工藝和控制要求建立監(jiān)控畫面，建立傳送帶1，傳送帶2，傳送帶3，傳送帶4，傳送帶5，傳送帶6，建立電機1，電機2，電機3，電機4，電機5，電機5，郵政編碼，信號檢測，啟動，停止按鈕，紅燈L1，綠燈L2。連接變量。做出的實際監(jiān)控畫面如圖5-9圖5-9實際監(jiān)控畫面為了演示系統(tǒng)，建立動畫連接，例如郵政編碼為1，隱含屬性，和垂直移動屬性。圖5-10郵政編碼1移動圖5-11郵政編碼1顯示圖5-12郵政編碼1垂直移動連接為了建立動畫，空白畫面，右鍵，屬性，設定命令語言，如圖5-13.設定。循環(huán)周期設定100毫秒。在存在時編寫命令語言，完整的命令語言見附錄。圖5-13循環(huán)命令語言詳細的命令見下：if(\\本站點\自動運行指示==1){if(\\本站點\郵件電機5==1){if(\\本站點\郵政編碼==1){\\本站點\水平移動設定=\\本站點\水平移動設定1;}if(\\本站點\郵政編碼==2){\\本站點\水平移動設定=\\本站點\水平移動設定2;}if(\\本站點\郵政編碼==3){\\本站點\水平移動設定=\\本站點\水平移動設定3;}if(\\本站點\郵政編碼==4){\\本站點\水平移動設定=\\本站點\水平移動設定4;}if(\\本站點\郵政編碼==5){\\本站點\水平移動設定=\\本站點\水平移動設定5;}if(\\本站點\水平移動<=\\本站點\水平移動設定){\\本站點\水平移動=\\本站點\水平移動+5;}}if((\\本站點\郵件電機1==1)&&(\\本站點\垂直移動1<垂直移動限制)){\\本站點\垂直移動1=\\本站點\垂直移動1+5;}if((\\本站點\郵件電機2==1)&&(\\本站點\垂直移動2<垂直移動限制)){\\本站點\垂直移動2=\\本站點\垂直移動2+5;}if((\\本站點\郵件電機2==1)&&(\\本站點\垂直移動2<垂直移動限制)){\\本站點\垂直移動3=\\本站點\垂直移動3+5;}if((\\本站點\郵件電機3==1)&&(\\本站點\垂直移動3<垂直移動限制)){\\本站點\垂直移動3=\\本站點\垂直移動3+5;}if((\\本站點\郵件電機4==1)&&(\\本站點\垂直移動4<垂直移動限制)){\\本站點\垂直移動4=\\本站點\垂直移動4+5;}if((\\本站點\郵件電機6==1)&&(\\本站點\垂直移動6<垂直移動限制)){\\本站點\垂直移動6=\\本站點\垂直移動6+5;}}if(\\本站點\動作步驟==5){\\本站點\水平移動=0;\\本站點\垂直移動1=0;\\本站點\垂直移動2=0;\\本站點\垂直移動3=0;\\本站點\垂直移動4=0;\\本站點\垂直移動6=0;}if(\\本站點\M00==1)\\本站點\動作步驟=0;if(\\本站點\M01==1)\\本站點\動作步驟=1;if(\\本站點\M02==1)\\本站點\動作步驟=2;if(\\本站點\M03==1)\\本站點\動作步驟=3;if(\\本站點\M04==1)\\本站點\動作步驟=4;if(\\本站點\M05==1)\\本站點\動作步驟=5;5.4運行到組態(tài)王畫面編輯，找到文件菜單，點擊切換到View，切換到運行畫面圖5-14切換到運行畫面啟動運行后，第1個畫面是仿真演示畫面。初始畫面如下。圖5-15初始畫面點擊啟動按鈕，啟動按鈕變綠色，表示系統(tǒng)運行。電機電機M1，動畫運行圖5-16運行畫面需要連接PLC，通過PLC動作控制組態(tài)王動畫、

結束語在老師和同學的幫助下做完了基于PLC的郵件分揀控制系統(tǒng)設計的工作，通過這次的畢業(yè)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(yè)涵養(yǎng)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(yè)課的知識，這使得我的專業(yè)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(diào)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(fā)現(xiàn)，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(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設計過程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問題很不全面，自己的專業(yè)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，學會了堅持和努力，這將為以后的工作、學習做出了最好的榜樣！。

參考文獻[1]陳建明.電氣控制與PLC應用.北京：電子工業(yè)出版社，2010.1.[2]李仁.電氣控制。北京：機械工業(yè)出版社，1990.[3]高欽和.可編程控制器應用技術與設計實例[M].人民郵電出版社.2005.[4]馬志溪．電氣工程設計[M]．北京:機械工業(yè)出版社，2002．[5]劉增良，劉國亭．電氣工程CAD[M]．北京:中國水利水電出版社，2002.[6]吳曉君，楊向明．電氣控制與可編程控制器應用[M]．北京:中國建材工業(yè)出版社，2004.[7]SIEMENSWinCC手冊[M]．西門子（中國）有限公司自動化與驅動集團，2004．[8]PLC控制的電力拖動控制線路教學演示臺設計劉寧剛國內(nèi)外機電一體化技術2004-03-15

期刊

0

2.[9]DCS控制方式與PLC控制方式在輕工機械中的應用沈永躍廣西輕工業(yè)2008-04-1期刊.[10]王建輝，顧樹生.自動控制原理[M].北京：清華大學出版社，2007.[11]黃宗霖.控制系統(tǒng)MATLAB計算與仿真[M].2版.北京:國防工業(yè)出版社,2004..[12]李秋紅,葉志鋒,徐愛民.自動控制原理實驗指導[M].北京:國防工業(yè)出版社,2007.[13]程鵬.自動控制實驗教程[M].北京:清華大學出版社,200