邮件分拣监控系统设计-课程设计

综合成绩：指导教师：专业方向模块综合设计系别电子信息工程系专业电气工程及其自动化班级电气1052学号姓名2008年12月24日专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）1邮件分拣监控系统设计一、控制要求启动后绿灯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，然后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。复位按钮按下，全部停止。二、监控界面组态要求图1监控界面组态界面如上图，具体要求如下：M1、M2、M3、M4、M5：用指示灯接受PLC运行信号亮灭来表示运行与否，M5的动作若有旋转感更好。邮件：一方形物体表示，当M5动作时，该邮件在皮带上水平向右移动，在相关电机与邮箱位置处，分别送PLC相关位置信号，若邮件满足编码，PLC处理后让相关电机动作，同时该邮件下移至该邮箱后消隐或直接消隐，表示该邮件已被放进邮箱。消隐后的该邮件继续在左边出现，表示下一个邮件的到来。邮箱：在邮件放进该邮箱的同时，其上指示灯亮，1秒（时间根据其他动作自定）后熄灭。专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）2另外最好在每个邮箱下放一计数器，显示已进此邮箱的邮件数。S1：检测邮码，具体位置防于M1左方，当邮件经过时该灯亮，并送PLC位置信号，在该信号有效时，PLC检测邮码（读入输入模块3个拨码开关表示的数据0-7）（或在监控界面的邮码图形上设置0-7邮码）以决定该邮件应该放于哪个邮箱。邮码:若采用外部拨码开关则接受PLC信号显示当前邮件编码(LED),若采用界面设置邮码，此处为设置输入点将信号送PLC，在S1动作时刷新或采样。L1、L2：根据PLC信号亮灭。传送带：静态或能动态表示M5的运行,注意:设计界面要比上图的长的多,在传送带上左边应该有S1和邮件出现的位置。SD、复位：模拟按钮信号，点击相关图形送PLC相关控制按钮信号。三、监控系统设计分析用PLC实现邮件分拣系统的电机运行控制，输入点由WinCC控制。WinCC同时获得相应的PLC中变量，并显示到对应的指示灯。编程元件统计如表1所示。表1编程元件统计及I/O地址分配表编程元件电路器件I/O端子用途输入继电器SB1I3.0启动按钮SB2I3.1复位按钮SA1～SA3I3.2～I3.4拨码开关（1，2，4），输入邮码值S1I4.0邮码检测开关S1SQ1～SQ5I4.1-I4.5位置检测行程开关SQ6I4.6进邮箱到位行程开关输出继电器L2Q4.0进邮件指示L2L1Q4.1拣邮件指示L1M5Q4.2传送带电机M5M1～M4Q4.4～Q4.7邮件分拣电机M1-M4L3～L7Q5.0-5.4邮箱1-5指示灯四、PLC系统硬件配置与I/O点分配接线图1.PLC系统硬件配置利用实验室设备进行课题设计，选择西门子S7-300PLC。输入点由WinCC在监控界面中给出，输出只需12点输出，选择SM322的16点输出模块。专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）3PLC的具体硬件配置如下面表2所示。表2PLC硬件配置表插槽号模板名称模板型号I/O点范围数量1电源模板PS3075A6ES7307-1EA00-0AA0－12CPU模板CPU314-2DP6ES7314-6CF02-0AB0－15DO模板SM3226ES7322-1BH01-0AA0Q4.0～Q5.712、输入输出点分配表I/O点分配如表1中列表所示。3、输入输出接线图I/O接线图如2所示。I3.0I3.1I3.2I3.3I3.4I4.0I4.1I4.2I4.3I4.4I4.524VCOMI4.6SB1SB2SA1SA2SA3S1SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6WinCC虚拟输入点MMMMM24VL2L1M5M1M2M3M4L3L4L5L6L7Q4.0Q4.1Q4.2Q4.7Q4.4Q4.5Q4.6Q5.0Q5.1Q5.2Q5.3COMQ5.4L+SM322模块图2电路输入、输出接线图五、PLC控制程序设计专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）4专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）5专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）6专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）7专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）8专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）9六、WinCC监控部分设计1.监控界面设计图2WinCC组态界面打开图形编辑器，建立新画面NewPdl0.PDL。设置监控界面的宽度为1024像素，高度为768像素；画面刷新周期为1（250ms）。在画面中放置适当的按钮，指示灯，传送带，邮件，静态说明文本及数码管等控件。调整画面中各对象的大小、相对位置与层次关系，并对相关联的控件进行编组。最终的监控组态界面图2所示。2.内部变量与过程变量表在WinCC变量管理中添加S7驱动，并在MPI接口中建立与PLC的连接。新连接属性参数如下：站地址，2；段ID，0；机架号，0；插槽号，2。新建立的变量如表3所示。表3变量统计表变量名参数数据类型作用起停控制StartI3.0二进制变量启动按钮ResetI3.1二进制变量停止按钮拨码开关Code_1I3.2二进制变量邮码1开关Code_2I3.3二进制变量邮码2开关Code_4I3.4二进制变量邮码4开关专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）10行程开关S1_onI4.0二进制变量邮件检测点TestPoint1I4.1二进制变量行程点1检测TestPoint2I4.2二进制变量行程点2检测TestPoint3I4.3二进制变量行程点3检测TestPoint4I4.4二进制变量行程点4检测TestPoint5I4.5二进制变量行程点5检测ArriveI4.6二进制变量邮件下移到位检测点TestPointIB4无符号8位数行程开关状态寄存器运行电机M1Q4.4二进制变量电机运行输出点M2Q4.5二进制变量M3Q4.6二进制变量M4Q4.7二进制变量M5Q4.2二进制变量邮箱收信指示Box1Q5.0二进制变量邮箱收信指示灯输出点Box2Q5.1二进制变量Box3Q5.2二进制变量Box4Q5.3二进制变量Box5Q5.4二进制变量邮箱计数器cnt1MB13无符号8位数邮箱1－5邮件数量寄存器cnt2MB15无符号8位数cnt3MB17无符号8位数cnt4MB19无符号8位数cnt5MB21无符号8位数运行指示L1Q4.1二进制变量进邮件指示灯L2Q4.2二进制变量拣邮件指示灯ReceivingI4.7二进制变量邮箱接收邮件指示其它S1_offM3.2二进制变量拣邮件结束控制S1_outM3.1二进制变量拣邮件启动输出EN_allM0.0二进制变量启动标志M5_mM4.5二进制变量邮码值为是否为5MailCodeMB11无符号8位数邮码值寄存器3、动作实现1）起停控制对于起停按钮的操作控制采用模仿实际按钮的动作控制过程：按下按钮触点接通，释放按钮触点断开。则在起始按钮按下时，I3.0接通；释放后，I3.0断开。而复位按钮则类似启动按钮，但多了对一些参数的初始化。在启动按钮的“按左键”事件中添加如下程序：#includeapdefap.h专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）11voidOnLButtonDown(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName,UINTnFlags,intx,inty){SetTagBit(Start,TRUE);//模拟按键按下，接通常开触点}而在它的“释放左键”事件中添加如下程序：#includeapdefap.hvoidOnLButtonUp(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName,UINTnFlags,intx,inty){SetTagBit(Start,FALSE);//模拟按键弹起，常开触点恢复断开状态}复位按钮的程序结构类似于启动按钮的程序，但为了在监控画面中有正常的画面显示，在复位按钮的“按左键”事件中设置了某些参数的初始化语句。程序如下：#includeapdefap.hvoidOnLButtonDown(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName,UINTnFlags,intx,inty){SetTagBit(Reset,TRUE);//模拟按键按下，接通常开触点SetPropWord(NewPdl0.Pdl,Control2,Left,200);//邮件初始位置SetTagByte(TestPoint,0);//初始化各个行程开关的状态}复位开关的弹起同启动按钮一样，使变量Reset为FALSE。2）拨码开关拨码开关的作用是在监控界面中输入邮码值。三个拨码开关为一个字节的低三位，权值分别为4、2、1，可以组成0～7共8个数值。实现拨码的程序如下所示：专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）12#includeapdefap.hvoidOnLButtonDown(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName,UINTnFlags,intx,inty){BOOLa;//声明局部变量a=GetTagBit(Code_4);//获得该按钮原来的状态SetTagBit(Code_4,!a);//将按键原状态取反后送回该位寄存器}3）传送带的动态显示WinCC画面可以动态的显示各种动作，比如说M5带动传送带实现货物的运送。现在传送带上放置了线2-线7共6个Line控件，控制这六个控件的规则运动，可以良好地显示M5拖动传送带工作的过程。先对传送带上的线条线2～线7放置初始位置，然后在每个Line控件的位置X属性中选择“C动作”并编写对应的运动程序。现以线2控件为例：#includeapdefap.hlong_main(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName){inta;BOOLb;b=GetTagBit(M5);//获得电机M5的运行状态a=GetPropWord(NewPdl0.Pdl,线2,Left);//获得线2当前的X值if(b){//在电机M5运行的条件下a+=5;//右移5像素点if(a850){a=220;}//运动右限位}returna;//将运算后的X值通过函数返回值返送线2控件的X属性}程序编写完后，触发器选择“画面周期”。线3～线7的控制程序及触发器与线2完全相同。专业方向模块综合设计报告（05电气工程及其自动化）134）邮件的动态移动及对应行程开关的控制邮件的动态运动是该监控画面的重要组成部分。同时邮件的运动还控制这对应虚拟行程开关的触发。邮件的运动主要有在M5作用下沿传送带水平运动，也有在分拣电机作用下垂直运动。先对邮件进行X轴方向上的位置控制。选择邮件的位置X属性，选择“C动作”。运动控制程序如下：#includeapdefap.hlong_main(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName){inta;BOOLb,c;b=GetTagBit(M5);//获得电机M5的运行状态c=GetTagBit(Arrive);//获得下移到位行程开关的状态a=GetPropWord(NewPdl0.Pdl,Control2,Left);//邮件当前X值if(a=245&a=255){SetTagB