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精品 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 郵件分揀模擬系統(tǒng)PLC控制 班 級 專 業(yè) 電 氣 自 動 化 教 學(xué) 系 機(jī) 電 系 指導(dǎo)老師 完成時間 年 月 日至 年 月 日 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院(論文) 郵件分揀模擬系統(tǒng)PLC控制 摘 要 本文主要設(shè)計(jì)了郵件自動分揀控制系統(tǒng),首先通過條碼掃描器掃描條碼信息,然后將掃描的信息傳給撥碼器,經(jīng)過撥碼器將信息轉(zhuǎn)換成PLC可以接受的數(shù)字信息。再通過PLC控制,實(shí)現(xiàn)郵件的自動分揀,從而提高郵件分揀的效率,減少了人工操作的麻煩。系統(tǒng)中模擬分揀五個地區(qū)的郵件,通過系統(tǒng)控制,將郵件傳送到各個代表唯一地址的郵箱中。該系統(tǒng)分為郵件軟件識別系統(tǒng)和PLC控制分揀系統(tǒng)兩部分,其設(shè)計(jì)過程包括流程圖,原理圖,主電路圖,觸摸屏等等 。 關(guān)鍵詞:PLC,郵件,分揀系統(tǒng), 觸摸屏 目 錄1 緒論12 郵件分揀PLC控制系統(tǒng)22.1控制要求22.2結(jié)構(gòu)示意圖33系統(tǒng)硬件組成43.1條形碼掃描器43.2撥碼器43.3PLC選擇43.4觸摸屏44系統(tǒng)軟件組成54.1控制流程圖54.2 I/O接口64.3 PLC外部接線圖74.4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖94.5觸摸屏界面114.5.1 觸摸屏操作流程114.6 梯形圖20致 謝28參考文獻(xiàn)29II1 緒論郵件分揀機(jī)系統(tǒng)改變了人工分揀的工作方式,極大提高了效率。作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),30年來,可編程控制器(PLC)從無到有實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到儲存的飛躍;其功能從弱到強(qiáng),實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步;其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大,實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運(yùn)動控制,過程控制,及集散控制等各種任務(wù)的跨越。它具有可靠性高,抗干擾能力強(qiáng),配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng),體積小,重量輕,能耗低等一系列的優(yōu)點(diǎn)。目前,PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵,石油,化工,電力,建材,機(jī)械制造,汽車,輕紡,交通運(yùn)輸,環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。與計(jì)算機(jī),通信技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱。PLC控制的郵件分揀技術(shù),這是基于科技,經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,研發(fā)并不斷完善的??傊?,郵件分揀系統(tǒng)改變了人工分揀的工作方式,實(shí)現(xiàn)了自動分揀,極大地提高了工作效率。未來幾年,隨著全國郵政綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)的建成和中心局體制的加速實(shí)施,我國郵政在機(jī)械化和自動化技術(shù)領(lǐng)域?qū)⑷〉酶蟮倪M(jìn)步。2 郵件分揀PLC控制系統(tǒng)2.1控制要求 本系統(tǒng)為五種郵件的模擬分揀系統(tǒng)。啟動后綠燈L1亮表示可以進(jìn)郵件。條形掃描器讀取郵碼,傳送給撥碼器。四位撥碼器模擬郵件的郵碼,從撥碼器讀到的郵碼正常值為1、2、3、4表示被檢測郵件為所要求的四種之一,則紅燈L2亮,主電機(jī)m運(yùn)行。將郵件分揀至對應(yīng)的1、2、3、4區(qū)郵件內(nèi),之后L2燈滅,L1燈亮,表示可以繼續(xù)分揀郵件。若被檢郵件不是所要求的四種之一,傳送帶一直運(yùn)行,將郵件投入5區(qū)郵箱。 四位撥碼盤ABCD鍵組合用PLC常開開關(guān)表示,與PLC四個接線端相連,當(dāng)四位撥碼盤ABCD值為:1000、0100、0010、0001時分別表示郵碼1、2、3、4。而當(dāng)四位撥碼盤ABCD共有24=16種不同的組合方案,因此除上面的4種外還有12種組合,視為郵碼5。若四位撥碼盤ABCD值為1000、0100、0010、0001則紅燈L2亮,電機(jī)M電機(jī)運(yùn)行,將郵件1、2、3、4揀至對應(yīng)的郵箱去,之后紅燈L2滅,綠燈L1亮可以繼續(xù)郵件分揀。若四位撥碼盤ABCD的值:0000、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111時則紅燈L2閃爍,表示不是所要求的郵件,傳送帶一直運(yùn)行,投入5區(qū)郵箱。四 位 撥 碼 器條碼掃描器FX2N64MRX1X2X3X4X30 圖2.1 PLC端口與外部連線圖2.2結(jié)構(gòu)示意圖 M4M5郵件SQ1SQ2SQ3SQ4M1M2M3一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)SQ5 SQ11SQ20SQ10SQ19啟動L2L1進(jìn)郵件檢郵件SQ18SQ17SQ16 SQ6SQ7SQ9SQ8 圖2.2 郵件分揀系統(tǒng)模擬圖 如圖2-1所示,M5為主電機(jī),控制傳送帶運(yùn)行,M1M4四個電機(jī)控制四個推桿推送郵件,SQ1SQ4是四個光電開關(guān)檢測郵件,SQ6SQ10是五個模擬地區(qū)的接近開關(guān),SQ16SQ20是五個模擬地區(qū)清零檢測,SQ5是檢測復(fù)位時郵件到位的檢測開關(guān),SQ11為復(fù)位時是否有郵件的激光檢測開關(guān)。一區(qū)五區(qū)代表五個不同地區(qū),分別裝入各類郵件。3系統(tǒng)硬件組成3.1條形碼掃描器條碼的掃描需要掃描器,掃描器利用自身光源照射條碼,再利用光電轉(zhuǎn)換器接受反射的光線,將反射光線的明暗轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。不論是采取何種規(guī)則印制的條碼,都由靜區(qū)、起始字元、數(shù)據(jù)字元與終止字元組成。有些條碼在數(shù)據(jù)字元與終止字元之間還有校驗(yàn)字元。3.2撥碼器撥碼器主要功能是接受條碼掃描器傳來的信號,通過條碼掃描器的信號來完成信息的轉(zhuǎn)換,另一功能就是對輸入的脈沖信號進(jìn)行數(shù)字過濾,以便得到穩(wěn)定的輸出信號,從而準(zhǔn)確的傳送到PLC中進(jìn)行指示。當(dāng)條碼掃描器無法正確讀出編碼時,撥碼器輸出一個固定信號,系統(tǒng)中紅燈閃爍,無法運(yùn)行。3.3PLC選擇PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。根據(jù)控制要求需要25個輸入點(diǎn),14個輸出點(diǎn),以及PLC功能,選擇FX2N64MR的PLC。3.4觸摸屏為了操作上的方便,人們用觸摸屏來代替鼠標(biāo)或鍵盤。工作時,我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏,然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成;觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面,用于檢測用戶觸摸位置,接受后送觸摸屏控制器;而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息,并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo),再送給CPU,它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。本系統(tǒng)采用三菱觸摸屏GT1055。3.5主電路圖根據(jù)設(shè)備需求及控制要求畫出如圖3.1所示的主電路圖。 圖3.1 主電路圖4系統(tǒng)軟件組成4.1控制流程圖根據(jù)系統(tǒng)控制要求設(shè)計(jì)如圖4.1所示的流程圖。 郵件入箱紅燈停,綠燈滅編碼是否可識啟 動綠燈亮,紅燈滅 主電機(jī)運(yùn)行條形碼檢測讀取編碼信息否是紅燈閃爍主電機(jī)停止 復(fù)位 圖4.1 控制流程圖4.2 I/O接口根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出端口,繪制 如表4.2的I/O接口。 表4.2 I/O接口分配表輸入編號輸出編號撥碼器1號信號線X0綠燈L1Y0撥碼器2號信號線X1紅燈L2Y1撥碼器3號信號線X21號電機(jī)正轉(zhuǎn)KM1Y2撥碼器4號信號線X32號電機(jī)正轉(zhuǎn)KM2Y3撥碼器5號信號線X303號電機(jī)正轉(zhuǎn)KM3Y4光電開關(guān)1(SQ1)X44號電機(jī)正轉(zhuǎn)KM4Y5光電開關(guān)2(SQ2)X5主電機(jī)正轉(zhuǎn)KM5Y6光電開關(guān)3(SQ3)X6主電機(jī)反轉(zhuǎn)KM6Y7光電開關(guān)4(SQ4)X71號電機(jī)反轉(zhuǎn)KM7Y10光電開關(guān)5(SQ5)X102號電機(jī)反轉(zhuǎn)KM8Y11接近開關(guān)1(SQ6)X113號電機(jī)反轉(zhuǎn)KM9Y12接近開關(guān)2(SQ7)X124號電機(jī)反轉(zhuǎn)KM10Y13接近開關(guān)3(SQ8)X13繼電器KAY14接近開關(guān)4(SQ9)X14郵件進(jìn)入檢測KM11Y15接近開關(guān)5(SQ10)X15激光傳感器(SQ11)X16行程開關(guān)1(SQ12)X17行程開關(guān)2(SQ13)X20行程開關(guān)3(SQ14)X21行程開關(guān)4(SQ15)X22行程開關(guān)5(SQ16)X23行程開關(guān)6(SQ17)X24行程開關(guān)7(SQ18)X25行程開關(guān)8(SQ19)X26行程開關(guān)9(SQ20)X27 4.3 PLC外部接線圖根據(jù)PLC系統(tǒng)控制要求,設(shè)計(jì)如下圖4.3所示的接線圖。 圖4.3 外部接線圖 4.4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖根據(jù)控制要求,畫出如圖4.4所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖X7T0 K10C4 K9999C3 K9999C2 K9999Y5Y4C1 K9999Y3C0 K9999Y2X1S23X11X12X13X14X15X3X2X3X2X3X3X3X2X2X2X1X0X1X0X0X1X0X1X0X7X6X5X4T0X0X1X2X3S22X0X2X1X3X3X2X1X0X3X2X1X3X2X1X6X0X5X0X4S21Y15Y15S20M0S0M8002 SETY0Y6SETRST Y6Y10Y11Y12Y13 S20M11 S0M11RST Y6 S24X22X17X20X21圖4.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4.5觸摸屏界面4.5.1 觸摸屏操作流程 1.雙擊打開如圖4.5所示的觸摸屏軟件圖標(biāo)。 圖4.5 GT Designer2圖標(biāo)2. 點(diǎn)擊“新建”,創(chuàng)建新的工程或打開原有的工程文件。見圖4.6。 圖4.6 工程選擇 3. 點(diǎn)擊“新建”后,出現(xiàn)“新建工程向?qū)А睂υ挻翱冢缦聢D4.7所示,軟件下面將對觸摸屏的系統(tǒng),連接和界面進(jìn)行向?qū)гO(shè)置。 圖4.7 新建工程向?qū)У拈_始4. 點(diǎn)擊下一步就進(jìn)行系統(tǒng)選擇設(shè)置。在這里可以設(shè)置觸摸屏的型號,通過下拉列表可以選擇支持的觸摸屏型號,我們設(shè)備配置的是GT114*VC行的,所以只需選擇GT114*VC(640x480)。如圖4.8所示。 圖4.8 選擇GOT類型 5. 點(diǎn)擊“下一步”,對GOT類型和顏色選擇進(jìn)行確認(rèn),如果不用更改就單擊“下一步”,進(jìn)入“連接機(jī)器設(shè)置”。如圖4.9所示。 連接機(jī)器:設(shè)置人機(jī)界面觸摸屏監(jiān)控的外設(shè)。本系統(tǒng)設(shè)置成MELSEC_FX。 常用設(shè)置注解如下MELSECFX 三菱FX系列PLC松下FP 松下FP0,F(xiàn)P1系列PLCSIEMESNS7 300 西門子S7 300系列PLCFREQROL 三菱變頻器 圖4.9 連接機(jī)器是FX2N的PLC6. “IF”設(shè)置和“通訊驅(qū)動程序” 通過這項(xiàng)設(shè)置,確定外部設(shè)備的鏈接口,如果GOT是通過RS422口對PLC等外部設(shè)備進(jìn)行通訊的,就將此項(xiàng)設(shè)置成“標(biāo)準(zhǔn)RS422”。下一步,“通訊驅(qū)動程序”的窗口中,如果選擇PLC設(shè)置,則此項(xiàng)只有一種驅(qū)動程序,設(shè)置成MELSECFX即可,再下一步進(jìn)行確認(rèn)。如圖4.10所示。 圖4.10 “IF”設(shè)置和“通訊驅(qū)動程序”7. 確認(rèn)選擇的“IF和“通訊驅(qū)動程序”設(shè)置,單擊“下一步”,結(jié)束硬件方面的設(shè)置。開始畫面切換的設(shè)置,定義了基本畫面軟元件之后,就可以確認(rèn)并結(jié)束向?qū)У脑O(shè)置。如圖4.11。 圖4.11 點(diǎn)擊結(jié)束 8. 通過向?qū)Ы⒑霉こ毯?,出現(xiàn)如圖4.12所示“畫面的屬性”對話框,在“標(biāo)題”欄中輸入“郵件分揀系統(tǒng)”,選擇“指定背景色”選框,在“圖樣背景色”中選擇合適的顏色,確定后可進(jìn)入畫面的制作。這部分設(shè)定也可在畫面制作過程中通過菜單欄或GT DESIGNER2主界面中的“畫面屬性”來設(shè)定或更改。 圖4.12 畫面屬性的設(shè)定9.制作按鈕 這里以”啟動按鈕”為例說明。單擊菜單欄中的“對象(O)”,選擇“開關(guān)”中的“位開關(guān)”(或者點(diǎn)擊對象工具欄的,從顯示的子菜單中選擇“位開關(guān)”),鼠標(biāo)的光標(biāo)變?yōu)?后,點(diǎn)擊希望放置的位置,進(jìn)行放置。此時在界面出現(xiàn)一個位開關(guān),由于沒有設(shè)置圖形,該按鈕只是一個黑框,單擊鼠標(biāo)右鍵或按下鍵盤上“ESC”鍵,退出放置元件;雙擊剛放好的開關(guān),出現(xiàn)如圖4.13所示的位開關(guān)對話框,選擇該按鈕的“動作”類型為“點(diǎn)動”,完成位開關(guān)的基本設(shè)定。 圖4.13 位開關(guān)基本設(shè)定定10. 位開關(guān)的“基本”選項(xiàng)設(shè)置完后,可鼠標(biāo)點(diǎn)擊“指示燈”,出現(xiàn)如圖4.14所示的指示燈設(shè)置對話框,鼠標(biāo)點(diǎn)擊“其他”按鈕,出現(xiàn)如圖4.14的圖像一覽表,點(diǎn)擊“庫”,在“庫”的下拉菜單中選擇“Real Lamp Figure”,顏色選擇“綠色”,選擇圖中的88_05_0_G,此為該位開關(guān)“OFF”狀態(tài)時的圖形,點(diǎn)擊確定按鈕,完成“OFF”狀態(tài)時的設(shè)置;同樣的方法,設(shè)置“ON”狀態(tài)時的圖形設(shè)置,按鈕圖形選擇如圖4.14中的87_05_1-G,完成該按鈕的圖形配置。圖4.14 位開關(guān)指示燈設(shè)定對話框 圖4.15 觸摸屏控制4.6 梯形圖致 謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間,我得到了馬老師的全力幫助和耐心指導(dǎo),在此我向老師表示崇高的敬意和由衷的感謝。大學(xué)三年的生活轉(zhuǎn)眼就過去了,這幾年是我人生中最重要的學(xué)習(xí)階段。我不僅學(xué)到可豐富的專業(yè)知識,而且還學(xué)到了終身受用的學(xué)習(xí)方法和積極地生活態(tài)度。母校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和老師廣博的知識令我敬佩。各位老師的悉心授課使我對電氣專業(yè)有了更豐富、更全面的認(rèn)識,為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。,感謝校方給予我這樣一次機(jī)會,讓我能夠完成一個課題,并在這個過程中,給予我各種方便,使我在即將離校的最后一段時間里,能夠更多地學(xué)習(xí)一些實(shí)踐

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