邮件分级系统.docx
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邮件分级系统
CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY
<<电器与可编程控制器>>课程设计
题目：
邮件分拣系统模拟
二级学院（直属学部）：
专业：
电气工程及其自动化
班级：
学生姓名：
学号：
指导教师姓名：
职称：
2011年12月26日
《电器与可编程控制器》课程设计任务书
二级学院：
专业：
电气工程及其自动化班级：
学生姓名
指导老师
职称
课题名称
课题：
邮件分拣系统模拟
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
起止日期
2011.12.26—2012.1.6
指导教师：
2011年12月26日
摘要
众所周知，邮政工作和人们的生活是息息相关的。
随着人们生活水平的提高，社会的不断发展，邮政工作也越来越多样复杂。
但传统邮件的分拣大多采用手工操作，这样的后果是不但效率低，工作量十分的繁重而且误差率级高。
为了改善这种状况，实现邮件处理的高度自动化，提高邮件的处理速度，减少大量的人力，以适应现代化的发展，从而由PLC控制的邮件分拣十分必要的。
邮件分拣机系统改变了人工分拣的工作方式分拣，极大提高了效率。
作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器（PLC）从无到有实现了工业控制领域接线逻辑到储存的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制，过程控制，及集散控制等各种任务的跨越。
她具有可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，体积小，重量轻，能耗低等一系列的优点。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业。
与计算机，通信技术并称为现代工业控制的三大支柱。
PLC控制的邮件分拣技术，这是基于科技，经济发展的需要，研发并不断完善的。
关键词：
PLC、邮件分拣、读码器
目录
电器与空编程器课程设计任务书II
摘要III
1.绪论1
2.课题介绍2
3．设计内容及要求3
3.1控制要求3
3.2任务分析3
3.2.1响应时间3
3.2.2邮件分拣模块3
3.2．3机型的选择4
3.3设计要求4
3.4控制原理4
4.硬件设计6
4.1元器件的选择6
4.2元器件清单6
4.3硬件控制原理图6
5.软件设计8
5.1程序框图及设计思想8
5.1.1程序框图8
5.1.2设计思想9
5.2I\O地址表9
5.3梯形图9
5.4PLC外部接线图14
6.小结15
参考文献16
致谢17
附录18
1.绪论
可编程控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术等现代科技而大展起来的一种新型工业自动控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。
它从诞生至今，仅有三十年历史。
多年来，可编程控制器从其生产到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从强到弱，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。
今天PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。
今年来，可编程控制器技术的发展异常迅猛，个生产厂家也推出了许多功能强大的新型PLC、各种特种功能模块和通信联网器件。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。
2.课题介绍
近年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SIEMENS公司、日本NEC公司。
其中，理分合一邮件处理系统是国家邮政局上海研究所1998年完成的重大科研成果，它不是简单地将理信机和OVCS分拣机拼成一台设备，而是一次读取图像，完成理信和分拣，且具有语音提示、格口显示、分层停机、标签制作等功能，处理效率为32000件/h。
该机的研制成功标志着我国邮件分拣设备的制造技术已达到国际先进水平。
众所周知，邮政工作和人们的生活是息息相关的。
随着人们生活水平的提高，社会的不断发展，邮政工作也越来越多样复杂。
但传统邮件的分拣大多采用手工操作，这样的后果是不但效率低，工作量十分的繁重而且误差率级高。
为了改善这种状况，实现邮件处理的高度自动化，提高邮件的处理速度，减少大量的人力，以适应现代化的发展，从而由PLC控制的邮件分拣十分必要的。
邮件分拣机系统改变了人工分拣的工作方式分拣，极大提高了效率。
作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器（PLC）从无到有实现了工业控制领域接线逻辑到储存的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制，过程控制，及集散控制等各种任务的跨越。
她具有可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，体积小，重量轻，能耗低等一系列的优点。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业。
与计算机，通信技术并称为现代工业控制的三大支柱。
PLC控制的邮件分拣技术，这是基于科技，经济发展的需要，研发并不断完善的。
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。
3.2任务分析
邮件检测拨码器采用接近开关，与启动按钮、复位按钮、和停止按钮共同作为PLC的输入输出分配I\O地址并且接近开关拨码器在邮件被分拣到邮箱内以后会自动复位。
拨码器采用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器开关来实现，三个拨码器开关表示数据1-5，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。
3.3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。
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。
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。
图3-1邮件分拣示意图
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，选用三菱FX2N系列PLC。
4.2元器件清单
表4-1
序号
名称
型号
数量
1
PLC
三菱FX2N
1
2
电动机
Y250M-4
5
3
传感器
WBC01
5
4
传送带
DV60
1
5
电磁阀
34EF30-E10B
1
6
启动按钮
LA25
1
7
电源
SITOP
1
8
灯泡
2
9
熔断器
RL6-25
3
10
低压隔离器
HD-11
3
11
时间继电器
JR0
3
12
按钮
LA25
2
13
热继电器
JR16-20/3
3
4.3硬件控制原理图
5.软件设计
5.1程序框图及设计思想
5.1.1程序框图
5.1.2设计思想
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。
5.2I\O地址表
输入
SD
S1
A
B
C
D
复位
X0
X1
X2
X3
X4
X5
X6
输出
L1
L2
M5
M1
M2
M3
M4
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
表5-1
5.3梯形图
5.4PLC外部接线图
图5-2
6.小结
本次设计，颇有感悟，课程设计是实践性很强的一个环节，是对理论学习的补充，检验理论知识的较理想的途经。
本次设计，对我来说是比较困难的，在设计过程中感到自己的知识的匮乏，但我认为这并不是坏事，这对我以后的学习很有帮助，很受启发。
这次设计中，我感到，在学校里的课程设计，能不能设计出好的作品不能放在首要的地位，最重要的是体会其中的过程，一个运用知识的过程，一个培养思维的过程。
这对走上工作岗位帮助很大。
近年来，可编程控制器技术的发展异常迅猛，各生产厂家也推出了许多功能强大的新型PLC、各种特殊功能模块和通信联网器件，使可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通讯技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具，在工业控制的各个领域得到了广泛的应用。
对于以我们学机械的人来说，学不好这方面的知识，在工作岗位上是不能胜任的。
参考文献
1.史国生电气控制与可编程控制器技术化学工业出版社，2010。
2.王仁祥常用低压电器原理及其控制技术机械工业出版社，2001。
3.张万忠可编程控制器应用技术化学工业出版社，2002。
4.张凤珊电气控制及其可编程控制器中国轻工业出版社，2002。
5.余雷生等电气控制与PLC应用北京机械工业出版社，2003。
6.李俊秀可编程控制应用技术实训指导化学工业出版社，2001。
致谢
耗时近两个星期的课程设计终于接近尾声了，回想一下，心中五味杂陈。
课程设计的结束也就意味着我们这学期即将结束，这学期，我成长了许多，学会了许多，认识了许多。
此次课程设计即将完成了，我首先要感谢敬爱的指导教师，老师治学严谨，对学生要求严格，在课程设计的过程中，老师始终如一的耐心教导我，端正了我们的学习态度，改正了我们学习上的很多不足，不知不觉中我发现自己对待学习有了全新的认识，重新端正态度进行课程设计，进展迅速。
老师在设计过程中给予我们极大的鼓励和支持，使我们得以如期顺利完成设计。
附录
1.硬件控制原理图
2.PLC外部接线图
3.程序框图
4.梯形图
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