PLC邮件分拣Word文档格式.docx
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PLC课程设计任务书
二级学院：
专业：
班级：
学生姓名
指导老师
职称
课题名称
课题：
指标及要求
达到设计课题的控制要求，上机调试PLC控制程序，打印PLC程序，计算机绘图。
课题工作内容
工作内容：
1、熟悉课题工作原理。
2、设计方案论证，系统建立，电气原理控制设计。
3、元器件选择，梯形图设计（控制分析）。
4、完成设计图纸，完成设计任务书。
5、设计测评。
进程
安排
第一天：
下达任务，收集资料，设计准备，方案确定。
第二天：
电气原理控制设计，元器件选择。
第三至九天：
梯形图设计（控制分析），上机调试。
第十天：
完成设计图纸，完成设计任务书，设计测评。
主要
参考
文献
《可编程控制原理与应用》北京理工大学出版社范次猛
《可编程控制应用技术实训指导》化学工业出版社李俊秀
《电气控制与PLC应用》北京机械工业出版社余雷生方宗达
《电气控制与可编程控制器技术》化学工业出版社史国生
地点
秋白楼B511教室
起止日期
2011.12.26—2012.1.6
指导教师：
2011年12月26日
1.绪论
1.1课题的研究背景及意义
随着社会的不断，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用。
1.2PLC的概述
目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，而我过PLC生产厂约30家，却并没有真正形成大规模的生产能力和品牌产名，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，我国早PLC应用方面去很活跃，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售30亿人名币，应用的行业也很广阔。
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（ProgrammableLogicController）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，其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、技术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。
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只要支柱之一。
2.课题介绍
本文介绍了用PLC控制技术实现的邮件分拣系统。
分析了邮件处理自动化的实现方法和工艺流程，对设计邮件自动化设备有一定的参考价值。
利用PLC内部的指令实现邮件自动化设备的处理技术，无需硬件的额外投资即明显提高邮件分拣效率。
最初的分拣系统是完全基于人力的作业操作系统，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。
今年来，随着我国经济的发展和社会的进步，邮政通信网的技术含量不断增加，技术装备水平也在不断的提高，邮件处理已基本实现机械化，并且朝着自动化的方向迈进。
为此，本文介绍了一种利用PLC控制的自动分拣系统，它不仅可以降低人工拣取、搬运的劳动强度，提高劳动生产率，降低成本，还具有较高的可靠性和安全性。
3．设计内容及要求
3.1控制要求
启动后绿灯L1亮表示可以进邮件，S1为NO表示检测到了邮件，这时从拨码器输入邮政编码1、2、3、4、5，模拟已由邮编识别传感器识别出，若此数是5个数中得一个，则红灯L2亮，表示可以进邮件，同时M5运行，带动皮带运输机运送邮件，同时高速计数器开始记录脉冲的个数，也就是皮带运送邮件走得距离，当记录的脉冲个数为1的分拣箱位置时，若此邮件又恰为北京的，分拣机M1动作，将该邮件推入1号邮箱，完成后M5动作，L1灭，L2亮，表示可以继续分拣邮件。
若不是北京邮件，则继续记录高速脉冲，直到记录的脉冲个数与邮件相符，则红灯L2闪烁表示出错，重新启动后，能重新运行。
开机绿灯亮，M5运行，当检测到邮件的编码不是1、2、3、4、5中的任一个时，则红灯L2闪烁，M5停止，重新启动。
邮件分拣机的PLC控制用于对相关邮件的自动化分拣，单一邮件分拣机的硬件示意图1所示。
图3-1邮件分拣示意图
3.2任务分析
邮件检测开关S1—S6采用接近开关，与启动按钮、复位按钮和停止按钮共同作为PLC的输入分配I/O地址，并且接近开关S1—S6在邮件被分拣到邮箱内以后会自动复位。
拨码器采取BCD码，至少需要一个字节的存储单元来存储拨入的邮政编码。
电动机M1—M4的邮件分拣推杆在邮件被分拣到邮箱内以后，将会自动弹回原位。
邮码设置通过外部拨码开关来实现，三个拨码开关表示数据0—7，在PLC程序设计部分选用了MOVE指令来简化程序。
3.2.1响应时间
可编程控制器顺序扫描的工作方式使他不可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，不需要考虑这方面的问题。
3.2.2邮件分拣模块
此模块的功能是根据前一模块（邮政编码检测模块）的工作结果来动作的。
当邮件从邮政编码检测模块中出来时，邮件分拣模块的电机就按照PLC控制装置发出的控制信号工作，带动与邮件邮政编码相应的轨道动作，接到邮件传送带上，将邮件接入对应的分拣轨道上来，实现邮件按邮政编码的准确分拣。
输入形式为盘袋兼容，既适应目前的邮件作业方式，又可以满足将来采用信盘、集装箱运输的要求。
输入单元采用玻璃刚曲面滑槽，邮件由垂直下落旋转90.后水平入袋（盘），减少了邮件的破损率。
3.2.3机型的选择
邮件分拣是一个比较固定的、环境条件比较好的工艺过程，要实现的功能也相对简单，无需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，在机型上可选用三菱公司生产的PLC。
3.2.4供件模块
这一部分分为两块：
一个是人工供件模块，一个事自动供件模块。
在人工供件模式下，分拣人员阅读邮件上的地址或邮政编码，键入地址信息，将部件放入邮件传送单元；
再光电检测邮件长度、厚度尺寸，剔除不符合分拣规格的邮件：
合格邮件在经传送带通过邮件计数模块，进入邮件分拣模块对应的轨道，完成分拣。
在自动供件模式下，人工将成叠的邮件放在供件机上，邮件由动分离装置逐件分离，然后进入同步供件单元：
邮件经同步供件单元进入外形检测单元。
3.3设计要求
启动后绿灯L1亮表示可以进邮件，S1为NO表示检测到了邮件，这时从拨码器输入邮政编码1、2、3、4、5，模拟已由邮编识别传感器识别出，若此数是5个数中得一个，则红灯L2亮，表示可以进邮件，同时M5运行，带动皮带运输机运送邮件，同时高速计数器开始记录脉冲的个数，也就是皮带运送邮件走得距离，当记录的脉冲个数为1的分拣箱位置时，若此邮件又恰为北京的，分拣机M1动作，将该邮件推入1号邮箱，完成后M5动作，L1灭，L2亮，表示可以继续分拣邮件。
3.4控制原理
分拣系统的主要任务是把要分拣的物品按照业务品种、邮件种类或地址等信息进行分离，使同种类或同目的地址的邮件进入同一存储位置。
自动分拣设备中的邮件信息识别方式对设备的工作效率、业务流程的复杂程度、运营成本和业务的柔性拓展具有重要意义。
随着经济的发展，我国的大中城市的邮件投递数量也在急剧增长，在我国的多个大型邮件处理中心中，普遍存在生产效率低下的现状，对采用技术创新提高生产效率有着迫切的需求。
邮件分拣系统主要通过对在传送带上通过的邮件进行拍摄获得邮件的图像信息，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。
该系统分为邮件软件识别系统和PLC控制分拣系统两个部分。
邮件软件识别系统涉及到OCR技术几乎所有方面，包括图像预处理、版面分析、文本提取、手写数字识别、字符分割、后处理等，是一个非常复杂的系统工程。
信封图像经预处理之后，进行版面分析并从版面分析得到的邮政编码块中提取邮政编码。
然后借助地址库，建立后处理规则，将邮政编码进行校验。
最后得到邮政编码的数字信号用于分拣。
本次设计的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。
其工作过程如下：
启动后绿灯L1亮表示可以进邮件，S1为ON表示模拟检测邮件的光信号检测到了邮件，拨码器模拟邮件的邮码，从拨码器读到的邮码的正常值为1、2、3、4、5，若是此5个数中的任一个，则红灯L2亮，电机M5运行，将邮件分拣至邮箱内，完后L2灭，L1亮，表示可以继续分拣邮件。
若读到的邮码不是该5个数，则红灯L2闪烁，表示出错，电机M5停止，重新启动后，能重新运行。
4.硬件设计
4.1元器件的选择
根据该邮件分拣机的控制要求，该系统有4台电机，指示灯2个，5个接近开关，5个邮箱，3个按钮，1个BCD拨码器，一个传动装置。
该邮件分拣系统采用PLC控制需要有个12输入点，7个输出点，选用西门子S7-200系列PLC，基本单元选用CPU226模块DC24输入/继电器10输出。
4.2输入输出分配
在设计过程中选用西门子S7-200系列PLC，基本单元选用CPU226模块DC24输入/继电器10输出，扩展单元选用EM223DC8输入/继电器8输出能满足要求。
在确定了控制要求和选择好PLC的机型后，既可以进行安全监控系统的流程设计，考虑到编程简单，检查方便和接线容易等因素，根据实际过程，编制输入、输出点的地址编号，见表1.
表1输入/输出点分配
输入量
输出量
启动按钮
X007
红灯（L1）
Y005
S1
X000
绿灯（L2）
Y000
S2
X002
传送带M5
Y002
复位
X004
电动机1（M1）
Y003
电动机2（M2）
Y004
电动机3（M3）
电动机4（M4）
Y006
4.3元器件列表
序号
名称
型号
数量
1
PLC
FX2N-48MR
2
电动机
Y250M-4
5
3
传感器
WBC01
4
传送带
DV60
电磁阀
34EF30-E10B
6
LA25
7
电源
SITOP
8
灯泡
9
熔断器
R
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