基于PLC的邮件分拣控制系统设计

电气控制课程设计专业：自动化班级：动1001班姓名：武明强学号：201008430指导教师：张斌兰州交通大学自动化与电气工程学院2013年07月12日评语：考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成绩（100）电气控制课程设计报告-1-基于PLC的邮件分拣控制系统设计1邮件分拣机设计要求1）当按下启动按钮时，传送带开始运转(即电动机M5启动)，绿灯L2亮，表示可以进邮件。2）接近开关S1～S6为邮件检测开关，当接近开关S1为闭合状态时表示邮件分拣机检测到有邮件到来。3）输入模拟邮件的邮政编码，分别以1、2，3、4、5代表北京、上海、广州重庆、沈阳5个城市的邮政编码，即正常的邮政编码值为1、2、3、4、5。4）检测邮政编码，如果不是这5个数，传送带停止运转；如果是这5个数中的任意一个，则红灯L1亮，绿灯L2灭，传送带持续运行。当接近开关S2为闭合状态时时，表明邮件到达第一个邮箱处，如果邮件编码与此处编码相同，则传送带停止运转，电动机M1启动推动推杆，将此邮件分拣到相应邮箱内，此时，接近开关S2变为断开状态，电动机M1的推杆自动收回；如果邮件编码不符合，则传送带继续保持运行，当接近开关S3为闭合状态时表明邮件到达第二个邮箱出，再次进行比较，若邮政编码相符合，则可由推杆导入第二个邮箱，否则送至下一个邮箱处，继续进行比较检测，依次类推，最终将邮件被分拣到对应的邮箱中。5）在上一步骤的情况下，且邮件编码在识别的范围之内，如果不是前四个邮箱中的邮件，则最终邮件自动进入最后一个邮箱。2系统硬件设计2.1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的输入进行分配I／O地址，其中接近开关S1～S6在邮件被分拣到邮箱内以后会自动复位。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。邮码设置可以通过外部拨码盘输入来实现，但基于PLC的模拟仿真，只能在程序设计部分选用了MOVE指令来实现邮件编码的模拟输入，最后通过比较器实现邮件目的地的识别，从而完成分拣任务。根据以上任务分析，该系统有5台电机，2个指示灯，6个接近开关，5个邮箱，3个按钮，1个传送带装置，共同组成了分拣系统。在本次设计中选用西门子S7-300系列PLC。2.2硬件示意图电气控制课程设计报告-2-图1邮件分拣机的示意图2.3硬件组态硬件组态表如下槽号模块1电源模块PS30710A2CPU模块CPU3144输入模块DI32×DC24V5输出模块DO32×DC24V/0.5A表1硬件组态表2.4I／O地址分配输入量输出量启动按钮SB1I0.0红灯（L1）Q4.0复位按钮SB2I0.1绿灯（L2）Q4.1停止按钮SB3I0.2传送带M5Q4.2接近开关S1I0.3电动机M1Q4.3接近开关S2I0.4电动机M2Q4.4接近开关S3I0.5电动机M3Q4.5接近开关S4I0.6电动机M4Q4.6电气控制课程设计报告-3-接近开关S5I0.7接近开关S6I1.0表2I/O地址分配表2.5PLC硬件接线图根据任务分析及I/O地址分配，绘制PLC硬件接线图，如图2所示。I0.0Q4.0I0.6I0.5I0.4I0.3I0.2I0.1NQ4.4Q4.3Q4.2Q4.1MS7-300PLCSB1L1S4S3S2S1SB3SB2M2M1M5L2Q4.5M3M4Q4.6I0.7I1.0S5S624V图2PLC硬件接线图3系统软件设计3.1软件设计流程图根据控制要求，系统软件设计流程图如图3所示。电气控制课程设计报告-4-读取编码信息能否识别编码信息红灯亮，绿灯灭启动相应电机邮件入箱带动导杆的电动机停止运转传送带停止运转否是绿灯亮，红灯灭传送带运转开始结束图3系统流程图3.2控制系统梯形图系统软件设计选用梯形图程序，程序如图4所示。电气控制课程设计报告-5-电气控制课程设计报告-6-电气控制课程设计报告-7-电气控制课程设计报告-8-电气控制课程设计报告-9-图4梯形图程序4系统仿真结果1按下开启按钮，传送带开始运转，绿灯亮。2接近开关S5闭合，传送带停止运转，电动机M4开始启动，红灯亮。3按下停止按钮，各个电动机停止运转。4按下复位按钮，邮件可以再次进入。电气控制课程设计报告-10-5课程设计总结课程设计是培养我们综合运用所学知识，解决实际问题的重要环节，是对实际能力的具体训练和考察过程，总结本次电气控制PLC课程设计，我收益颇多。在此过程中，我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。从理论到实践，从应用设计到仿真调试，历时多天，失败多次，在失败中不断总结经验，在此过程中巩固了以前所学过的知识，理解由课本理论知识上升到实物和实践模拟，在模拟中，对STEP7系统仿真软件，以及Visio绘图软件有了进一步的应用和了解，学到了很多在课本上没有学到过的内容。