邮件分拣系统的设计张尹

湖南软件职业学院毕业设计（论文）邮件分拣系统的设计Sortingsystemdesign专业名称：电子信息工程指导教师：刘娟毕业生姓名：张尹毕业生学号：201003030112论文提交日期：2012年12月分类号：学校代码：4711密级：无毕业生学号：201003030112邮件分拣系统的设计Sortingsystemdesign专业名称：电子信息工程指导教师：刘娟毕业生姓名：张尹毕业生学号：201003030112论文课题来源：教师科研课题论文提交日期：2012年12月论文评审单位：湖南软件职业学院引言湖南软件职业学院毕业设计（论文）摘要本文设计了基于s7—200PLC控制的邮件自动分拣系统，给出了系统接线图及程序框图。上机实验运行表明效果良好。面向不同的应用层次,在实验的设计上具有不同的侧重点和不同的实验要求,实现了多元化的分层培养模式。将现代工业控制对象应用于实验教学,不但提高了学生的动手能力和实践能力,更有利于培养学生的综合素质和创新思想。文章阐述了利用PLC内部的指令实现邮件系统自动控制的处理技术，无需硬件的额外投资即可明显提高邮件分拣效率。关键词：PLC邮件分拣自动控制引言湖南软件职业学院毕业设计（论文）AbstractThisarticleisdesignedbasedons7-200PLCcontrolsystemforautomaticsortingofmessages,giventhesystemwiringdiagramandblockdiagram.Run-onexperimentsshowthattheeffectisgoodLevelsfordifferentapplications,thedesignoftheexperimentwithdifferentemphasesanddifferentexperimentalrequirementstoachieveawiderangeoftieredtrainingmodel.Objectsusedinthemodernindustrialcontrolexperimentteaching,notonlyimprovesthestudentsabilityandpracticalability,moreconducivetotheoverallqualityofstudentsandinnovativeideas.ThispaperdiscusseshowtousethePLCinternalinstructiontorealizemailsystemautomaticcontrolprocessingtechnology,withouthardwareadditionalinvestmentcanobviouslyimprovethesortingefficiency.KeyWords:ProgrammableLogicController，E-mailsorting，Automaticcontrol引言湖南软件职业学院毕业设计（论文）目录引言...............................................................11邮件分拣机的控制要求............................................12任务分析........................................................22.1响应时间...................................................22.2邮件分拣模块...............................................22.3供件模块...................................................32.4机型的选择.................................................33系统硬件设计....................................................43.1I／O分配..................................................43.2PLC硬件接线图.............................................54系统软件设计....................................................64.1邮件入箱控制软件设计流程...................................64.2单一邮件分拣机的PLC控制梯形图.............................75结论............................................................9致谢............................................................10参考文献..........................................................11引言1湖南软件职业学院毕业设计（论文）引言最初的分拣系统是完全基于人力的作业系统，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机械设备．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。自动分拣系统(automaticsortingsystem)是二战后在美国、日本以及欧洲的大中型物流中心广泛采用的一种分拣系统。一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道El四部分组成，它们通过计算机网络联结在一起，配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个完整的分拣系统。随着计算机技术的飞速发展。可编程控制器应运而生，并且功能也越来越强大。在应用上，PLC有着其他设备无以比拟的优越性，它可靠性高，抗干扰能力高；适用性强，应用灵活；编程方便，易于使用；功能强大，扩展能力强：控制系统设计、安装、调试方便；维修方便，维修工作量少；体积小，质量轻，易于实现机电一体化。邮件分拣作业是邮件配送中的一个关键环节，它指的是依据邮件的地址．迅速、准确地将发往不同地点的邮件从众多邮件中按邮政编码分拣出来，并准确、及时地运送到邮件的目的地。本文采用S7—200PLC实现邮件的自动分拣控制。邮件分拣机的控制要求1湖南软件职业学院毕业设计（论文）1邮件分拣机的控制要求PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可靠性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。这次设计是要实现基于PLC的邮件分拣控制。控制要求：——能够实现自动供件和人工供件：——检测并剔除外形不合格的邮件：——自动准确识别邮政编码，对邮政编码不符合规格的邮件进行处理(剔除)，并根据邮政编码的不同加以分类，实现邮件的准确自动分拣；——自动计件，能够实时监测邮件的分拣数量。具体工艺过程为：当邮件进入分拣系统时，首先进入外形检测区。在这里，外形不符合要求(封装不好或邮件过大)的邮件被系统从流程线上剔除：如果邮件外形合格，就继续前进到邮编检测区。在邮编检测区，PLC根据邮件邮编的不同，将邮件进行分类存储，以达到邮件分拣的目的。图1-1邮件分拣系统模拟实验面板图任务分析2湖南软件职业学院毕业设计（论文）2任务分析邮件检测开关采用接近开关，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，并且接近开关在邮件被分拣到邮箱内以后会自动复位。电动机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。邮码设置通过外部开关来实现，在PLC程序设计部分选用了MOVE指令来简化程序。在程序控制梯形图中，我们用I0.5口来模拟外形不符的非标准尺寸信号，当按住按钮时，指示灯E1亮，流水线暂停，等待处理。用I0.6口来模拟无效邮编的非标准尺寸信号，当按住按钮时，指示灯E2亮，流水线暂停，等待处理。邮编A、邮编B、邮编C三个按钮指定处理相应邮编的信号，分别用I0.2,I0.3和I0.4控制，按住一个按钮，相应的邮件指示灯亮。2.1响应时间可编程控制器顺序扫描的工作方式使它不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。2.2邮件分拣模块此模块的功能是根据前一个模块(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。输出形式为盘袋兼容，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。输出单元采用玻璃钢曲面滑槽，邮件由垂直下落旋转90。后水平入袋(盘)，减小了邮件的破损率。任务分析3湖南软件职业学院毕业设计（论文）2.3供件模块这一部分分为两块：一个是人工供件模块，一个是自动供件模块。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；合格邮件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。2.4机型的选择邮件分拣是一个比较固定的、环境条件较好的工艺过程，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，在机型上可选用西门子公司生产的CPU型号为226型的微型可编程控制器。充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。输入/输出点的选择，要先弄清楚控制系统的I/O总点数，再按实际所需总点数的15～20%留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需PLC的点数。PLC的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。系统硬件设计4湖南软件职业学院毕业设计（论文）3系统硬件设计根据该邮件分拣机的控制要求，该系统有4台电机，2个指示灯，6个接近开关，3个邮箱，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。3.1I／O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输出能满足控制要求。在确定了控制对象的控制要求和选择好PLC的机型后，即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，编制了输入、输出点的地址编号，见表3.1。表3.1输入、输出地址分配输入定义输入点输出定义输出点启动I0.0指示灯M1Q0.0停止I0.1指示灯M2Q0.1外形不符E1按钮I0.2指示灯MAQ0.2无效邮编E2按钮I0.3指示灯MBQ0.3指示灯E1Q0.5指示灯E2Q0.6系统硬件设计5湖南软件职业学院毕业设计（论文）3.2PLC硬件接线图系统需要实现的功能有：按下启动按钮后，邮件开始进入流水线，