PLC邮件分拣系统

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1、第一章、绪论 1 1.1 课题的研究背景及意义 1 1.2 PLC的概述 1 121 PLC的产生背景 2 1.2.2 PLC的发展过程 2 1.2.3 PLC 的特点 3 1.3 PLC控制系统程序设计的步骤 3 第二章、邮件自动分拣系统 4 2.1自动分拣系统概述 4 2.2自动分拣系统的主要特点 4 2.3邮件分拣系统PLC控制硬件部分 5 2.3.1 PLC控制范围及要求： 6 2.3.2 分拣机的动作过程 6 2.4机型的选择及输入输出的确定 7 2.4.1 内存估计 7 2.4.2 响应时间 8 2.4.3

2、输入输出的确定 9 第三章、PLC控制程序 10 3.1梯形图程序 11 3.2语句表 17 3.3程序图中各辅助触点的作用 19 3.4程序图中各个定时器的作用 19 第四章、安装与调试 20 4.1安装可靠性技术要求 20 4.2 PLC程序的调试运行 22 第五章、总结 23 第六章、参考文献 24 第一章绪论 1.1课题的研究背景及意义 随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个企业都迫切地需要改 进技术，提高效率，尤其在需要进行分拣及缓冲、传送的单位，以往一直采用人工分 拣的方法，效率低成本高。为解决上述问题，将 PL

3、C技术应用到分拣装置中用以提高 生产效率降低生产成本是一个很好的途径。本文就介绍了 PLC在邮件分拣系统中的应 1.2 PLC 的概述 目前，世界上有200多个厂家生产300多品种PLC产品，而我国PLC生产厂有约 30 家，却并没有真正形成大规模的生产能力和名牌产品， 其中有一部分厂家是以仿制、 来件组装或“贴牌”方式生产。但同时，我国在 PLC应用方面却很活跃，近年来每年 约新投入10万台套PLC产品，年销售30亿人民币，应用的行业也很广阔川。所以说， 对我国PLC生产厂家来说•如何生产出拥有自主知识产权的 PLC产品，并形成规模化 生产，打造中国自己的PLC品牌是其面临的一大课

4、题。一句话，PLC自诞生之日起就成 为自动控制领域一颗耀眼的明星，到今天已经发展为一个极其巨大的产业，也形成了 其在自动化控制领域中短期内不可被替代的地位。 PLC即可编程控制器(Pragrammable Logic Controller )是一种数字运算操作的 电子系统，是在 20 世纪 60 年代末面向工业环境由美国科学家首先研制成功的。它采 用可编程序的存储器，其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算 等操作指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 可编程序控制器及其有关设备，都是按易于与工业控制系统形成一体、易于扩充其功 能的原则设计的。

5、PLC自产生至今只有30多年的历史，却得到了迅速发展和广泛应用，成为当代工 业自动化的主要支柱之一。 1.2.1 PLC 的产生背景 在PLC诞生之前，工业控制设备的主流品种是以继电器、接触器为主体的控制装 置。继电器、接触器是一些电磁开关。其结构是由励磁线圈、铁心磁路、触点等部件 组成。其中触点是接通或断开电路的部件，按励磁线圈通电前的状态又可分为常开和 常闭两种类型。线圈通电前呈断开状态的为常开触点，呈接通状态的为常闭触点。同 一只接触器或继电器常有多对常开、常闭触点。当励磁线圈通电，衔铁在磁力作用下 被铁心吸合时，常开触点接通，常闭触点断开，以完成电路连接的切换。触点又分为 主触点及

6、辅助触点。用于主回路，控制较大电流的触点是主触点。用于控制电路，只 能通过较小电流的触点称为辅助触点。通过继电器、接触器及其它控制元件的线路连 接，可以实现一定的控制逻辑，从而实现生产设备的各种操作控制。人们将由导线连 接决定器件间逻辑关系的控制方式称为接线逻辑。 随着工业自动化程度的不断提高，使用继电器电路构成工业控制系统的缺陷不断 暴露出来。首先是复杂的系统使用成百上千个各种各样的继电器，成千上万根导线连 接得密如蛛网。只要有一个继电器、一根导线出现故障，系统就不能正常工作，这就 大大降低了这种接线逻辑系统的可靠性。其次是这样的系统维修及改造很不容易，特 别是技术改造，当试图改变设备的工

7、作过程以改善设备的功能时，人们宁愿新生产一 套控制设备也都不愿意将继电器控制柜中的线路重接。而在 20世纪60-70年代，社会 的进步要求制造业生产出小批量、多品种多规格、低成本、高质量的产品以满足市场 需要，不断地提出改善生产机械功能的要求。加上当时电子技术已经有了一定的发展， 于是人们开始寻求一种以存储逻辑代替接线逻辑的新型工业控制设备。这就是 PLC。 1.2.2 PLC 的发展过程 1968年，美国通用汽车公司（GM）为适应汽车型号的不断翻新，想寻找一种能减少 重新设计控制系统和接线、降低成本、缩短时间的措施，并设想把计算机功能的完备、 灵活通用和继电器控制系统的简单易懂、操作方

8、便、价格便宜等优点结合起来，制成 一种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用面向控制过 程、面向用户的，自然语言，编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。 1969年美 国数字设备公司（DEC研制出世界上第1台PLC，并在GM公司的汽车自动装配线上首 次使用，获得成功。从此，这项新技术便迅速发展起来。 1971年日本从美国引进了该项新技术，很快就研制出了日本第1台PLC1973-1974 年，西德和法国也相继研制出了自己的第 1台PLC中国从1974年开始研制，1977年 应用于工业生产。限于当时的元器件条件和计算技术的发展水平，早期的 PLC主要由 分立元件和小规模

9、集成电路组成。 1959-1973年是PLC的初创时期。在这个时期，PLC从有触点不可编程的硬接线顺 序控制器发展成为小型机的无触点可编程逻辑控制器，可靠性比以往的继电器控制系 统有较大提高，灵活性也有所增强。其主要功能限于逻辑运算、计时、计数和顺序控 制，CPU由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。 1974-1977年是PLC的发展中期。在这个时期，由于8位单片CPUffi集成存储器芯 片的出现，PLC得到了迅速发展和完善，并逐步趋向系列化和实用化，普遍应用于工业 生产过程控制。PLC除了原有功能外，又增加了数值运算、数据的传递和比较、模拟量 的处理和控制等功能，可靠性进一步提高

10、，开始具备自诊断功能。 1978-1983年,PLC进入成熟阶段。这个时期，微型计算机行业已出现了 16位CPU MCS-51系列单片机也由Intel公司推出，使PLC也开始朝着大规模、高速度和高性能 方向发展，PLC的生产量在国际上每年以30%勺递增量迅速增长。在结构上，PLC除了 采用微处理器及EPROMEEP-ROMCMC&AM等LSI电路外，还向多微处理器发展，使 PLC的功能和处理速度大大提高；PLC的功能又增加了浮点运算、平方、三角函数、相 关数、查表、列表、脉宽调制变换等，初步形成了分布式可编程控制器的网络系统， 具有通讯功能和远程 I/O 处理能力，编程语言较规范和标准化。此

11、外自诊断功能及容 错技术发展迅速，使PLC系统的可靠性得到了进一步提高。 1984年后，PLC的规模更大，存储器的容量又提高了 1个数量级（最高可达896K）， 有的PLC已采用了 32位微处理器，多台PLC可与大系统一起连成整体的分布式控制系 统，在软件方面有的已与通用计算机系统兼容。编程语言除了传统的梯形图、流程图 语句表外，还有用于算术的 BASIC语言、用于机床控制的数控语言等。在人机接口方 面，采用了现实信息等更多直观的CRT完全代替了原来的仪表盘，使用户的编程和操 作更加方便灵活。PLC的I/O模件一方面发展自带微处理器的智能I/O模件，另一方面 也注意增大I/O点数，以适应控制

12、范围的增大和在系统中使用 A/D，D/A通讯及其他特 殊功能模件的需要。同时，各 PLC生产厂家还注意提高I/O的密集度，生产高密度的 I/O 模件，以节省空间，降低系统的成本。 1.2.3 PLC 的特点 一、 控制结构简单，通用性强，使用方便。由于 PLC产品的系列化和模块化，PLC 配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，当控制对象的硬件配置确定以后，就可 通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。 二、 功能性强，适应面广。现代 PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺序控制 等功能，而且还具有 A/D 和 D/A 转换、数值运算、数据处理等功能。因此，它既可对 开关量进行

13、控制，也可对模拟量进行控制，既可控制 1 台生产机械、 1 条生产线，也可 控制1个生产过程。PLC还具有通讯联络功能，可与上位干扰信号有良好的抑制作用。 软件方面，设置故障检测与诊断程序。采用以上抗干扰措施后，PLC平均无故障时间大 大延长。 三、 抗干扰能力强，可靠性高。继电器接触器控制系统虽有较好的抗干扰能力， 但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及 触头在开闭时受电弧的损害，大大降低了系统的可靠性。而 PLC采用微电子技术，带 领的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线呗软件程 序所取代，故其寿命长，可靠性大大提高。

14、微机虽然有很强的功能但抗干扰能力差，工业现场的电磁干扰、电源波动、机械 振动、温度和湿度的变化，都可能使一般通用微机不能正常工作。而 PLC在电子线路、 机械结构及结构上都吸取了生产控制经验，主要模块都采用了大规模与超大规模集成 电路， I/O 系统设计有完善的通道保护与信号调理电路； 在结构上对耐热、 防潮、防尘、 抗震都有精确考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施；在软件上 采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施所有这些使 PLC具有较高的抗干扰能力，目前 各生产厂家生产的PLC，平均无故障期都大大超过了 IEC规定的10万小时，有的甚至 达到了几十万小时、 四、 编程方法

15、简单，容易掌握。PLC配备有易于接受和掌握的梯形图语言。该语言 编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。 五、 控制系统的设计、安装、调试方便。PLC用软件功能取代了继电器控制系统中 大量的中间继电器、时间继电器、计数器等部件，硬软件齐全，且为模块化积木式结 构，并已商品化故可按性能、容量（输入、输出点、内存大小）等选用组装。又由于 用软件编程取代了硬接线实现控制功能，使安装接线工作量大大减小，设计人员只要 有一台PLC就可进行控制系统的设计并可在实验室进行模拟调试，而继电接触器系统 需在现场调试，工作量大且繁琐。 六、 体积小，质量小，功耗低，由于 PLC是将微电子技术应

16、用于工业控制设备的 新型产品，因而结构紧凑，坚固，体积小，质量小，功耗低，而且具有很好的抗震性 和适应环境温度湿度变化的能力，因此PLC很容易装入机械设备内部，是实现机电一体 化较理想的控制设备 七、维修方便工作量小 PLC 具有完善的自诊断、履历情报存储及监视功能，对于 其内部工作状态、通信状态异常状态和输入输出点的状态均有显示。工作人员通过它 可以检查出故障原因，工作人员通过它可以查出故障原因，便于迅速处理，及时排除。 控制柜的设计、安装接线工作量大为减少。 1.3 PLC 控制系统程序设计的步骤 在对一个控制系统进行设计之前，最重要的工作就是深入了解和分析系统的控制 要求，只有这样

17、才可能提出准确的、合理的系统总体设计方案，进而实现各个阶段的 设计任务。 PLC程序设计的主要步骤是： ① 对于较复杂的控制系统，需绘制系统控制流程图，用以清楚地表明动作的顺序 和条件。对于简单的控制系统，也可省去这一步。 ② 设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形 图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。 ③ 根据梯形图编制语句表程序清单。 ④ 用编程器将程序键入到PLC的用户存储器中，并检查键入的程序是否正确。 ⑤ 对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。 ⑥ 待控制台 (柜) 及现场施工完成后，就可以进行联机调试。如不满

18、足要求，再修 改程序或检查接线，直到满足要求为止。 ⑦ 编制技术文件。 ⑧ 交付使用。 第二章 邮件自动分拣系统 最初的分拣系统是完全基于人力的作业系统。通过人工搜索、搬运来完成货物的 提取。这种分拣系统的作业效率低下，无法满足现代化物流配送对速度和准确性的高 要求。随着科学技术的飞速发展，分拣系统中开始运用各种各样的自动化机械设备。 计算机控制技术和信息技术成为信息传递和处理的重要手段。机械化、自动化、智能 化成为现代分拣系统的主要特点与发展趋势。 自动分拣系统 (automatic sorting system) 是二战后在美国、日本以及欧洲的大 中型物流中心广泛采用的一种分拣系

19、统。一般由控制装置、分类装置、输送装置及分 拣道口四部分组成，它们通过计算机网络联结在一起，配合人工控制及相应的人工处 理环节构成一个完整的分拣系统。随着计算机技术的飞速发展，可编程控制器应运而 生。并且功能也越来越强大。在应用上，PLC有着其他设备无以比拟的优越性，它可靠 性高，抗干扰能力高；适用性强，应用灵活；编程方便，易于使用；功能强大，扩展 能力强；控制系统设计、安装、调试方便；维修方便，维修工作量少；体积小，质量 轻，易于实现机电一体化。 2.1 自动分拣系统概述 现代社会已将物流的高科技 （ 自动分拣桃、自动化立体仓库、信息处理及通 讯自动化等 ）广泛应用于各个流通领域。自动分

20、拣系统 （Automatic Sorting System） 现 在已成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。可以肯定，随着物流大环境的 逐步改善，科学技术日新月异的进步，特别是感测技术 （ 激光扫描 ） 、电子标签及计算 机控制技术等的引入使用，自动分拣系统在我国发展空间巨大。 2.2 自动分拣系统的主要特点 在我国，自动分拣系统主要用于邮政业的信函分拣或机场的行李分拣等场合。 自动分拣系统具有传统的人工分拣无可比拟的优势，其主要特点如下： 分拣效率高：由于采用流水线自动作业方式，自动分拣系统不受气候、时间、 人的体力等因素的限制，可以连续运行，而且单位时间分拣件数多，因此它能够连续

21、 大批量的分拣物品。一般情况下，自动分拣系统可连续运行 100 个小时以上。中等效 率的分拣系统每小时可分拣 7000件物品。比起人工每小时最多分拣 150 件的效率来说， 有点特别明显。更重要的是不需要大量的劳动力来从事分拣作业。实现了从劳动密集 型到技术密集型的转变。 分拣误差率低：自动分拣系统的分拣误差率主要取决于所输入分拣信息的准确 性。而这又取决于分拣信息的输入机制。其中携带货物的相关载体和识别装置起着主 导作用。如果采用人工输入，则误差率在 3%以上；如果采用条形码输入，在条形码喷 码无误和无破损的情况下出错率很低。目前自动分拣系统主要采用条形码技术来识别 货物；如果采用当前广泛

22、研究的电子标签，则不仅解决了分拣过程中读取信息的不便， 而且提高了系统的抗干扰能力和运行稳定性。 分拣作业基本实现无人化：国外建立自动分拣系统的目的之一就是为了减少劳 动力的使用，降低劳动强度，自动分拣系统能最大限度减少人员的使用，基本做到无 人作业。分拣系统本身并不需要人员，在分拣过程中主要从事以下工作：送货小车抵 达自动分拣作业线的进货端时，由人工接货；由人工控制分拣系统的运行；分拣系统 的末端用人工将分拣出来的货物进行分包、堆盘、装车；自动分拣系统系统的经营、 管理与维护。 自动分拣系统最早在我国邮政部门使用。邮件分拣作业是自动分拣的一个重要的 应用领域，邮件分拣机依据邮件的地址，迅

23、速、准确地将发往不同地点的邮件从众多 邮件中按邮政编码分拣出来。自动分拣系统的使用，改变了传统的手工作业的分拣方 式，大大减轻了笨重的体力劳动，而且更为重要的是提高了邮件分拣作业的准确性。 我国人口众多，人员之间的联系紧密，邮件数量相当巨大。近年来，随着我国经 济的发展和社会的进步，邮政事业得到了空前发展。邮政通信网的技术含量不断增加， 技术装备水平也在不断提高，邮件处理已基本实现机械化，并且朝着自动化的方向迈 进。其中，利用机器自动分拣邮件是一个重要的课题。国内的研究工作起源于 20 世纪 70 年代中期。 20 多年来，科技人员不断跟踪国际分拣技术的发展状况，推陈出新。截 止 1998年

24、底，全国共有 106 套邮件自动分拣设备投入运行。供货厂家有国家邮政局上 海研究所、德国SIEMEN公司、日本NEC公司。本文主要介绍邮件分拣机的工作原理。 下图为某邮件分拣机的工作原理框图。它主要通过对在传送带上通过的邮件进行 扫码获得邮件的信息，识别出邮政编码后由邮政编码的数字信息来控制邮件流向。 图1 邮件分拣系统的工作原理图 2.3 邮件分拣系统PLC控制硬件部分 2.3.1 PLC 控制范围及要求： ——自动准确识别邮政编码。对邮政编码不符合规格的邮件进行处理 （剔除） ，并 根据邮政编码的不同加以分类，实现邮件的准确自动分拣； ——自动计件，能够实时监测邮件的分拣数

25、量。硬件部分的分拣机是将软件识别 出的邮政编码的编码信息随传送带分拣入各个代表唯一地址的邮箱中，如编码信息代 表上海的就拣入上海的邮箱。 2.3.2 分拣机的动作过程 分拣机工作过程如下：XcXDXEX用拨码开关输入，当XCXDXEX取值不是1、2、3、 4（0001、 0010、 0011、 0100、 0101）时， L1 闪亮表示出错，按停止按钮无效。必须取 XCXDXEX为 1、2、3、4（ 0001、0010、0011、0100、0101 ）后，再按停止按钮，复位 一下，再按起动按钮，则L2亮表示可以进邮件，同时 M5亮，S1产生1s的脉冲闪亮。 在这基础上当XCXDXEX取值0

26、001时，表示邮编第一个数字为1,当按下S2表示检测 到了，脉冲开始计数，经五个脉冲后 M2亮2s，表示开头为1的邮编进北京的邮箱，同 时M5 L2、S1灭2s。当XCXDXEX取值0010时，表示邮编第一个数字为 2,当按下S2 表示检测到了，脉冲开始计数，经十个脉冲后M2亮2s，表示开头为2的邮编进上海的 邮箱，同时M5 L2、S1灭2s。当XCXDXEX取值0011时，表示邮编第一个数字为 3， 当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经十五个脉冲后 M3亮2s，表示开头为3的 邮编进天津的邮箱，同时 M5 L2、S1灭2s。当XCXDXEX取值0100时，表示邮编第一 个数字为4，当按下

27、S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十个脉冲后 M4亮2s，表 示开头为4的邮编进武汉的邮箱，同时 M5 L2、S1灭2s。当XCXDXEX取值0101时， 表示邮编第一个数字为5，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十五个脉冲 后，M5 L2、S1灭2s，表示开头为5的邮编进广州的邮箱。当开头为1的邮编检测到 了，但M1还没亮时，转变XCXDXEX的值，发生错误L1闪亮，情况就跟开头说的一样 了，以此类推当其他号码检测到了，但还没投进箱子时，转变号码就发生错误。当邮 编投进邮箱后再按S2表示检测到邮件工作。具体结构见图 2。 图2分拣机工作过程 2.4机型的选择及输入输出的确定

28、2.4.1 内存估计 用户程序所需的内存容量受以下几个因素的影响：内存利率：开关量输入，输出 点数；用户的程序水平。 所需内存字数=开关量（输入+ 输出）总点数X 10； 所需内存字数=模拟量点数X 100（只有模拟量输入）； 所需内存字数=模拟量点数X 200（模拟量输入/输出同时存）。该系统控制程序比 较小，而且输入输出点较少，因此内要求比较低。一般的 PLC都能满足其要求。 2.4.2 响应时间 可编程控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠地接受持续时间小于扫描周期的 输入信号；但是在本系统中，邮件的输入速度是相对比较慢的，不可能比扫描周期短， 所以，系统响应时间没特殊要求，不

29、需要考虑这方面的问题。 邮件分拣是一个比较固定的、环境条件较好的工艺过程，要实现的功能也相对简 单，无A/D和D/A转换、加减运算。另外，控制程序也比较固定，不需要在线编程， 选用整体式PLC就可以满足工艺的要求了。综合前面的工艺要求与 I/O点数可知，在 机型上可选用西门子公司生产的 CPL型号为226型的微型可编程控制器。 2.4.3 输入输出的确定 可编程控制器系统I/O点数估算。系统I/O分配见下表 输入 输出 端子 功能 端子 功能 I0.0 启动 Q0.0 指示进邮件 I0.1 邮件检测 Q0.1 指示邮码是否正常 I0.2 读码器输出的邮码

30、 Q0.2 传送带运转接触器 I0.3 读码器输出的邮码 Q0.3 指定邮码的推杆接触器 I0.4 读码器输出的邮码 Q0.4 指定邮码的推杆接触器  I0.5 读码器输出的邮码 Q0.5 指定邮码的推杆接触器 I0.6 复位 Q0.6 指定邮码的推杆接触器 Q0.7 指定邮码的推杆接触器 7个输入，8个输出 其硬件连接图如下图 由表可知共需I/O 3: 1B11弋輕为V mn寓 no. 00 LE21.3 I g ■ 10. 40. 50. 60. 7 ■:

31、TO A耳 图3分拣机与PLC的硬件连接图 第三章PLC控制程序 控制系统选用SIEMENS7-200 CPU226C型PLC它能够控制各种设备以满足自动 化控制需求。S7-200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以 及其他智能模块通信等指令内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以达到 控制目的。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使 S7-200成为各种控制应用的理 想解决方案。邮件入箱控制软件设计流程：一是邮件检测；二是编码信息检测；三是 编码信息转化为脉冲信号；四是邮件入箱；五是出错控制。PLC控制部分程序流程图如 下图4。

32、 图4 PLC控制部分程序流程图 3.1 梯形图程序 3.2 语句表 LD I0.0 AN I0.3 O Q0.0 AN I0.4 AN M11.0 AN I0.5 O M10.2 A Q0.2 AN M10.0 AN M10.0 = Q0.0 TON T40, +16 LD I0.0 = M0.0 O M11.0 LD T40 AN M10.0 = Q0.3 = M10.3 LD Q0.3 LD I0.0 TON T41, +2

33、4 AN M10.0 LD I0.3 AN M11.0 AN I0.2 S Q0.2, 1 AN I0.4 LD M10.3 AN I0.5 O M10.0 A Q0.2 R Q0.2, 1 AN M10.0 LD I0.2 TON T42, +32 M0.1 LD T42 = Q0.4 LD Q0.4 TON T43, +24 LD I0.2 A I0.3 AN I0.4 AN I0.5 A Q0.2 AN M0.0 TON T44, +48 = M0

34、.2 LD T44 = Q0.5 LD Q0.5 TON T45, +24 LD I0.4 AN I0.2 AN I0.3 AN I0.5 A Q0.2 AN M10.0 TON T46, +64 = M0.3 LD T46 = Q0.6 LD Q0.6 TON T47, +24 LD I0.2 A I0.4 AN I0.3 AN I0.5 A Q0.5 AN M10.0 TON T48, +80 = M0.4 LD T48 = Q0.7 LD Q0.7 TON T49, +24 L

35、D T41 O T43 O T45 O T47 O T49 = M10.2 LDN I0.2 AN I0.3 AN I0.4 AN I0.5 O I0.2 A I0.3 O I0.3 A I0.4 O I0.5 AN M10.0 M11.0 LD M11.0 AN M10.0 AN T58 A M10.3 TON T57, +16 = Q0.1 LD T57 LD Q0.1 O MO.O AN M10.2 O M0.1 = M10.1 O M0.2 TON T58, +16

36、 O M0.3 LD I0.6 O M0.4 = M10.0 3.3程序图中各辅助触点的作用 辅助继电器 功能 M0.0 辅助显示正常邮码 M0.1 辅助显示正常邮码 M0.2 辅助显示正常邮码 M0.3 辅助显示正常邮码 M0.4 辅助显示正常邮码 M10.0 辅助复位 M10.1 在邮码输入错误时互锁启动电路 M10.2 辅助控制指示下一邮件可以进入 M10.3 辅助控制传送带停止 M11.0 错误邮码输入时启动定时器T57，并辅助停止电机M5 3.4程序图中各个定时器的作用 定时器 功能 T40 根据邮码启动

37、定时，1.6秒后接通指定的分拣接触器 T41 设定分拣时长，2.4秒后提示下一邮件进入 T42 根据邮码启动定时，3.2秒后接通指定的分拣接触器 T43 设定分拣时长， 2.4秒后提示下一邮件进入 T44 根据邮码启动定时， 4.8秒后接通指定的分拣接触器 T45 设定分拣时长， 2.4秒后提示下一邮件进入 T46 根据邮码启动定时， 6.4秒后接通指定的分拣接触器 T47 设定分拣时长， 2.4秒后提示下一邮件进入 T48 根据邮码启动定时， 8秒后接通指定的分拣接触器 T49 设定分拣时长， 2.4秒后提示下一邮件进入 T57 设定L1

38、闪烁时每周期灯灭时长为1.6秒 T58 设定L1闪烁时每周期灯亮时长为1.6秒 第四章安装与调试 4.1安装可靠性技术要求 PLC是专门为工业生产服务的控制装置，通常不需要采取什么措施，就可 以直在工业环境中使用。但是当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安 装使用不当，都不能保证PLC的正常运行，因此使用时应注意以下问题。 1）工作环境 ① 温度 PLC要求环境温度在55。C。安装时不能放在发热量大的元件下面，四周 通风散热的空间应足够大，开关柜上、下部应有通风的百叶窗，防止太阳光直 接照射；如果周围环境温度超过 55。C,要安装电风扇，强迫通风…。 ② 湿度 为了

39、保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于 85% （无凝路）。 ③ 震动 应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为 10. 55Hz的频繁或连续振 动。当使用环境不可避免振动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。 ④ 空气 避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有许多粉 尘或腐蚀性气体的环境，可将 PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中，并 安装空气净化装置。 ⑤ 电源 PLC供电电源为50Hz、220(1 10%)V的交流电，对于电源线来的干扰， PLC本身具有足够的抵御能力。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严 重的环境，可以安装一台带屏蔽层的变

40、比为 1：1 的隔离变压器，以减少设备 与地之间的干扰。还可以在电源输入端串接 LC滤波电路。S7-200系列PLC有 直流24V输出接线端，该接线端可以为输入传感器提供 24V电源。当输入端使 用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹 波的影响，容易使PLC接收到错误信息。 2) 安装与布线 动力线、控制线以及PLC的电源线和I /O线应分别配线，隔离变压器与 PLC和 I /O之间应采用双绞线连接。PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅 整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。 PLC的输 入输出最好分开走线，开关量和模拟量也要分开敷

41、设。模拟量信号的传送应采 用屏蔽线， 屏蔽层应一端或两端接地， 接地电阻应小于屏蔽电阻的 1／10。 PLC 基本单元与扩展单元以及功能模块的连接线缆应单独敷设，以防外界信号干 扰。交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和 动力线，避免同行。 3) I /O端的接线 ① 输入接线 输入线一般不要超过30mm但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入线 可适当长些。输入／输出线不能用同一根电缆，输入／输出线要分开。尽可能 采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于 阅读。 ② 输出连接 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同

42、类型和电 压级的输出电压。 但在同一组中的输出只能用同一类型、 同一电压等级的电源。 由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输 出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。 采用继电器输出时， 所承受的电感性负载的大小， 会影响到继电器的寿命， 因此采用电感性负载时选择继电器工作寿命要长。PLC输出负载可能产生干扰， 因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电 路，晶体管及双向晶闸管的旁路电阻保护。 4) 外部安全电路 为了确保整个系统能在安全状态下可靠工作，避免由于外部电源发生故 障、PLC出现异常、误操作以

43、及误输出造成的重大经济损失和人身伤亡事故， PLC外部应安装必要的保护电路。 5) PLC的接地 良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲 击危害。PLC的接地线与机器的接地端相接，接地线的截面积应不小于 2平方 毫米，接地电阻小于 100 欧；如果要用扩展单元接地点应与基本单元接地点接 在一起。为抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给 PLC接上专用地线， 接地点应与动力设备的接地点分开；若达不到这种要求，也必须做到与其他设 备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能靠近 PLC。 4.2 PLC 程序的调试运行 按下启动按钮 I0.0 绿灯 L1

44、 亮后他表示邮件可以进入。 当扫码器上检测元 件检测到物体时，扫码器开始扫码，并将邮码输入 PLC若邮码为正常值，则 红灯 L2 亮，传送带开始动作。 PLC根据输入邮码启动相应定时器，当邮件到达指定邮箱位置时定时器接 通，分拣推杆动作，将邮件分拣至邮箱内。2.4秒后，红灯L2灭，绿灯L1亮, 表示下一邮件可以进入。 若输入邮码不是正常值，则红灯闪烁表示出错，传送带停止。重新启动后 系统重新运行。 第五章 总结 本文主要利用PLC作为通用工业控制计算机，可靠性高、抗干扰能力强、 配套齐全、功能完善，适用性强、系统设计建造量小、维护方便等等优点，采 用S7-200型PLC实现邮件自动分拣

45、的自动控制。 论文在深入研究PLC控制技术的基础上，完成了以下几方面的工作： 1） 系统分析了自动分拣系统的要求，完成了基于 PLC控制的邮件自动分拣系 统的部分设计。 2） 制器是控制系统的核心部分，在全面分析了可编程控制器的基础上确定采 用西门子PLC作为本课题的控制器，使系统的开放性和通用性大大加强。 3） 对控制系统工艺流程进行了细化，优化了系统控制逻辑；设计了 PLC控制 系统软件并进行调试，提高了系统的可靠性和通用性。 第六章 参考文献 [1] 《电气与PLC综合控制技术》朱文胜，赵斯军.苏州大学出版社，2008 [2] 《可编程控制器原理及应用》路林吉，王坚．清华大学出版社， 2002 [3] 《PLC基础及应用》廖常初.机械工业出版社， 2003 [4] 《PLC的发展》寨希林，曲非非.微计算机信息，2002 [5] 《可编程序控制器原理及应用教程》 李树雄. 北京航空航天大学出版， 2003 ⑹《可编程控制器PLC的基本原理及应用》武峰.电子世界，2002