郵件自動(dòng)分揀系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、目 錄摘 要1abstract2第一章 緒 論31.1 課題的研究背景及意義31.2 plc的概述31.2.1 plc的產(chǎn)生背景41.2.2 plc的發(fā)展過(guò)程41.2.3 plc的特點(diǎn)61.3 plc控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的步驟7第二章 郵件自動(dòng)分揀系統(tǒng)92.1 自動(dòng)分揀系統(tǒng)概述92.2 自動(dòng)分揀系統(tǒng)的主要特點(diǎn)92.3 郵件分揀系統(tǒng)plc控制硬件部分112.3.1 plc控制范圍及要求：112.3.2 分揀機(jī)的動(dòng)作過(guò)程112.4機(jī)型的選擇及輸入輸出的確定122.4.1 內(nèi)存估計(jì)122.4.2 響應(yīng)時(shí)間122.4.3 輸入輸出的確定13第三章 plc控制程序153.1 梯形圖程序163.2 語(yǔ)句表22

2、3.3 程序圖中各輔助觸點(diǎn)的作用243.4 程序圖中各個(gè)定時(shí)器的作用24第四章 安裝與調(diào)試254.2 plc程序的調(diào)試運(yùn)行27第五章 總結(jié)28參考文獻(xiàn)29致 謝30摘 要可編程序控制器(plc)是以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。目前，可編程序控制器已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的控制裝置，其廣泛的深度和廣度成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化程度高低的標(biāo)志。本文針對(duì)繼電器控制系統(tǒng)可靠性較差、使用不夠靈活方便等缺陷，利用plc進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到了控制郵件分揀目的。在系統(tǒng)中充分利用plc在控制方面的卓越性能實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行可靠、故障率低的功能。本論

3、文在內(nèi)容安排上首先介紹了題目的來(lái)源與意義及其相關(guān)的背景：系統(tǒng)方案的確定、總體的組成、設(shè)計(jì)思想與理論依據(jù)等。隨后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括：部分硬件設(shè)計(jì)、安裝；軟件設(shè)計(jì)并編制梯形圖；系統(tǒng)通調(diào)試等。最后，論文對(duì)全文進(jìn)行總結(jié)。關(guān)鍵詞：plc控制 郵件分揀 第一章 緒 論1.1課題的研究背景及意義隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，因此各個(gè)企業(yè)都迫切地需要改進(jìn)技術(shù)，提高效率，尤其在需要進(jìn)行分揀及緩沖、傳送的單位，以往一直采用人工分揀的方法，效率低成本高。為解決上述問(wèn)題，將plc技術(shù)應(yīng)用到分揀裝置中用以提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本是一個(gè)很好的途徑。本文就介紹了plc在郵件分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用。1.2 p

4、lc的概述目前，世界上有200多個(gè)廠家生產(chǎn)300多品種plc產(chǎn)品，而我國(guó)plc生產(chǎn)廠有約30家，卻并沒(méi)有真正形成大規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，其中有一部分廠家是以仿制、來(lái)件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)。但同時(shí)，我國(guó)在plc應(yīng)用方面卻很活躍，近年來(lái)每年約新投入10萬(wàn)臺(tái)套plc產(chǎn)品，年銷售30億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣闊川。所以說(shuō)，對(duì)我國(guó)plc生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)如何生產(chǎn)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的plc產(chǎn)品，并形成規(guī)?；a(chǎn)，打造中國(guó)自己的plc品牌是其面臨的一大課題。一句話，plc自誕生之日起就成為自動(dòng)控制領(lǐng)域一顆耀眼的明星，到今天已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)極其巨大的產(chǎn)業(yè)，也形成了其在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中短期內(nèi)不可被替代的地位。pl

5、c即可編程控制器（pragrammable logic controller）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，是在20世紀(jì)60年代末面向工業(yè)環(huán)境由美國(guó)科學(xué)家首先研制成功的。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都是按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)的。plc自產(chǎn)生至今只有30多年的歷史，卻得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。1.2.1 plc的產(chǎn)生背景在plc誕生之前，工業(yè)控制設(shè)備的主流品種是以繼電器、接觸器為主

6、體的控制裝置。繼電器、接觸器是一些電磁開(kāi)關(guān)。其結(jié)構(gòu)是由勵(lì)磁線圈、鐵心磁路、觸點(diǎn)等部件組成。其中觸點(diǎn)是接通或斷開(kāi)電路的部件，按勵(lì)磁線圈通電前的狀態(tài)又可分為常開(kāi)和常閉兩種類型。線圈通電前呈斷開(kāi)狀態(tài)的為常開(kāi)觸點(diǎn)，呈接通狀態(tài)的為常閉觸點(diǎn)。同一只接觸器或繼電器常有多對(duì)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)。當(dāng)勵(lì)磁線圈通電，銜鐵在磁力作用下被鐵心吸合時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，以完成電路連接的切換。觸點(diǎn)又分為主觸點(diǎn)及輔助觸點(diǎn)。用于主回路，控制較大電流的觸點(diǎn)是主觸點(diǎn)。用于控制電路，只能通過(guò)較小電流的觸點(diǎn)稱為輔助觸點(diǎn)。通過(guò)繼電器、接觸器及其它控制元件的線路連接，可以實(shí)現(xiàn)一定的控制邏輯，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的各種操作控制。人們將由導(dǎo)線

7、連接決定器件間邏輯關(guān)系的控制方式稱為接線邏輯。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，使用繼電器電路構(gòu)成工業(yè)控制系統(tǒng)的缺陷不斷暴露出來(lái)。首先是復(fù)雜的系統(tǒng)使用成百上千個(gè)各種各樣的繼電器，成千上萬(wàn)根導(dǎo)線連接得密如蛛網(wǎng)。只要有一個(gè)繼電器、一根導(dǎo)線出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就不能正常工作，這就大大降低了這種接線邏輯系統(tǒng)的可靠性。其次是這樣的系統(tǒng)維修及改造很不容易，特別是技術(shù)改造，當(dāng)試圖改變?cè)O(shè)備的工作過(guò)程以改善設(shè)備的功能時(shí)，人們寧愿新生產(chǎn)一套控制設(shè)備也都不愿意將繼電器控制柜中的線路重接。而在20世紀(jì)60-70年代，社會(huì)的進(jìn)步要求制造業(yè)生產(chǎn)出小批量、多品種多規(guī)格、低成本、高質(zhì)量的產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)需要，不斷地提出改善生產(chǎn)機(jī)械功能的

8、要求。加上當(dāng)時(shí)電子技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，于是人們開(kāi)始尋求一種以存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯的新型工業(yè)控制設(shè)備。這就是plc。1.2.2 plc的發(fā)展過(guò)程1968年，美國(guó)通用汽車公司(gm)為適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷翻新，想尋找一種能減少重新設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)和接線、降低成本、縮短時(shí)間的措施，并設(shè)想把計(jì)算機(jī)功能的完備、靈活通用和繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，制成一種通用控制裝置，并把計(jì)算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡(jiǎn)化，用面向控制過(guò)程、面向用戶的，自然語(yǔ)言，編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用。1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（dec）研制出世界上第1臺(tái)plc，并在gm公司的汽車自動(dòng)裝

9、配線上首次使用，獲得成功。從此，這項(xiàng)新技術(shù)便迅速發(fā)展起來(lái)。1971年日本從美國(guó)引進(jìn)了該項(xiàng)新技術(shù)，很快就研制出了日本第1臺(tái)plc。1973-1974年，西德和法國(guó)也相繼研制出了自己的第1臺(tái)plc。中國(guó)從1974年開(kāi)始研制，1977年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展水平，早期的plc主要由分立元件和小規(guī)模集成電路組成。1959-1973年是plc的初創(chuàng)時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期，plc從有觸點(diǎn)不可編程的硬接線順序控制器發(fā)展成為小型機(jī)的無(wú)觸點(diǎn)可編程邏輯控制器，可靠性比以往的繼電器控制系統(tǒng)有較大提高，靈活性也有所增強(qiáng)。其主要功能限于邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和順序控制，cpu由中小規(guī)模集成電路組成

10、，存儲(chǔ)器為磁芯存儲(chǔ)器。1974-1977年是plc的發(fā)展中期。在這個(gè)時(shí)期，由于8位單片cpu和集成存儲(chǔ)器芯片的出現(xiàn)，plc得到了迅速發(fā)展和完善，并逐步趨向系列化和實(shí)用化，普遍應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制。plc除了原有功能外，又增加了數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)的傳遞和比較、模擬量的處理和控制等功能，可靠性進(jìn)一步提高，開(kāi)始具備自診斷功能。1978-1983年，plc進(jìn)入成熟階段。這個(gè)時(shí)期，微型計(jì)算機(jī)行業(yè)已出現(xiàn)了16位cpu，mcs-51系列單片機(jī)也由intel公司推出，使plc也開(kāi)始朝著大規(guī)模、高速度和高性能方向發(fā)展，plc的生產(chǎn)量在國(guó)際上每年以30%的遞增量迅速增長(zhǎng)。在結(jié)構(gòu)上，plc除了采用微處理器及eprom

11、，eep-rom，cmcs ram等lsi電路外，還向多微處理器發(fā)展，使plc的功能和處理速度大大提高；plc的功能又增加了浮點(diǎn)運(yùn)算、平方、三角函數(shù)、相關(guān)數(shù)、查表、列表、脈寬調(diào)制變換等，初步形成了分布式可編程控制器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有通訊功能和遠(yuǎn)程i/o處理能力，編程語(yǔ)言較規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化。此外自診斷功能及容錯(cuò)技術(shù)發(fā)展迅速，使plc系統(tǒng)的可靠性得到了進(jìn)一步提高。1984年后，plc的規(guī)模更大，存儲(chǔ)器的容量又提高了1個(gè)數(shù)量級(jí)（最高可達(dá)896k），有的plc已采用了32位微處理器，多臺(tái)plc可與大系統(tǒng)一起連成整體的分布式控制系統(tǒng)，在軟件方面有的已與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兼容。編程語(yǔ)言除了傳統(tǒng)的梯形圖、流程圖語(yǔ)句表

12、外，還有用于算術(shù)的basic語(yǔ)言、用于機(jī)床控制的數(shù)控語(yǔ)言等。在人機(jī)接口方面，采用了現(xiàn)實(shí)信息等更多直觀的crt，完全代替了原來(lái)的儀表盤(pán)，使用戶的編程和操作更加方便靈活。plc的i/o模件一方面發(fā)展自帶微處理器的智能i/o模件，另一方面也注意增大i/o點(diǎn)數(shù)，以適應(yīng)控制范圍的增大和在系統(tǒng)中使用a/d，d/a通訊及其他特殊功能模件的需要。同時(shí)，各plc生產(chǎn)廠家還注意提高i/o的密集度，生產(chǎn)高密度的i/o模件，以節(jié)省空間，降低系統(tǒng)的成本。1.2.3 plc的特點(diǎn)一、控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，使用方便。由于plc產(chǎn)品的系列化和模塊化，plc配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，當(dāng)控制對(duì)象的硬件配置確定以后

13、，就可通過(guò)修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。二、功能性強(qiáng)，適應(yīng)面廣?，F(xiàn)代plc不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，而且還具有a/d和d/a轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能。因此，它既可對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，也可對(duì)模擬量進(jìn)行控制，既可控制1臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、1條生產(chǎn)線，也可控制1個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。plc還具有通訊聯(lián)絡(luò)功能，可與上位干擾信號(hào)有良好的抑制作用。軟件方面，設(shè)置故障檢測(cè)與診斷程序。采用以上抗干擾措施后，plc平均無(wú)故障時(shí)間大大延長(zhǎng)。三、抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。繼電器接觸器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸頭，使設(shè)備連線復(fù)雜，由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動(dòng)及觸頭在開(kāi)閉時(shí)

14、受電弧的損害，大大降低了系統(tǒng)的可靠性。而plc采用微電子技術(shù)，帶領(lǐng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器件來(lái)完成，大部分繼電器和復(fù)雜的連線唄軟件程序所取代，故其壽命長(zhǎng)，可靠性大大提高。微機(jī)雖然有很強(qiáng)的功能但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾、電源波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、溫度和濕度的變化，都可能使一般通用微機(jī)不能正常工作。而plc在電子線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)，主要模塊都采用了大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，i/o系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震都有精確考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施；在軟件上采用數(shù)字濾波等抗干擾和故障診斷措施所有這些使pl

15、c具有較高的抗干擾能力，目前各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的plc，平均無(wú)故障期都大大超過(guò)了iec規(guī)定的10萬(wàn)小時(shí)，有的甚至達(dá)到了幾十萬(wàn)小時(shí)、四、編程方法簡(jiǎn)單，容易掌握。plc配備有易于接受和掌握的梯形圖語(yǔ)言。該語(yǔ)言編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。五、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便。plc用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等部件，硬軟件齊全，且為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，并已商品化故可按性能、容量（輸入、輸出點(diǎn)、內(nèi)存大?。┑冗x用組裝。又由于用軟件編程取代了硬接線實(shí)現(xiàn)控制功能，使安裝接線工作量大大減小，設(shè)計(jì)人員只要有一臺(tái)plc就可進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)

16、行模擬調(diào)試，而繼電接觸器系統(tǒng)需在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，工作量大且繁瑣。六、體積小，質(zhì)量小，功耗低，由于plc是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制設(shè)備的新型產(chǎn)品，因而結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體積小，質(zhì)量小，功耗低，而且具有很好的抗震性和適應(yīng)環(huán)境溫度濕度變化的能力,因此plc很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化較理想的控制設(shè)備七、維修方便工作量小 plc具有完善的自診斷、履歷情報(bào)存儲(chǔ)及監(jiān)視功能，對(duì)于其內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)異常狀態(tài)和輸入輸出點(diǎn)的狀態(tài)均有顯示。工作人員通過(guò)它可以檢查出故障原因，工作人員通過(guò)它可以查出故障原因，便于迅速處理，及時(shí)排除?？刂乒竦脑O(shè)計(jì)、安裝接線工作量大為減少。1.3 plc控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的步驟在

17、對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，最重要的工作就是深入了解和分析系統(tǒng)的控制要求，只有這樣才可能提出準(zhǔn)確的、合理的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段的設(shè)計(jì)任務(wù)。plc程序設(shè)計(jì)的主要步驟是： 對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚地表明動(dòng)作的順序和條件。對(duì)于簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，也可省去這一步。 設(shè)計(jì)梯形圖。這是程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 根據(jù)梯形圖編制語(yǔ)句表程序清單。 用編程器將程序鍵入到plc的用戶存儲(chǔ)器中，并檢查鍵入的程序是否正確。 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。 待控制臺(tái)(柜)及現(xiàn)場(chǎng)施工完

18、成后，就可以進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。如不滿足要求，再修改程序或檢查接線，直到滿足要求為止。 編制技術(shù)文件。 交付使用。 第二章 郵件自動(dòng)分揀系統(tǒng)最初的分揀系統(tǒng)是完全基于人力的作業(yè)系統(tǒng)。通過(guò)人工搜索、搬運(yùn)來(lái)完成貨物的提取。這種分揀系統(tǒng)的作業(yè)效率低下，無(wú)法滿足現(xiàn)代化物流配送對(duì)速度和準(zhǔn)確性的高要求。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，分揀系統(tǒng)中開(kāi)始運(yùn)用各種各樣的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和信息技術(shù)成為信息傳遞和處理的重要手段。機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化成為現(xiàn)代分揀系統(tǒng)的主要特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)。自動(dòng)分揀系統(tǒng)(automatic sorting system)是二戰(zhàn)后在美國(guó)、日本以及歐洲的大中型物流中心廣泛采用的一種分揀系統(tǒng)。一

19、般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口四部分組成，它們通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)在一起，配合人工控制及相應(yīng)的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)完整的分揀系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生。并且功能也越來(lái)越強(qiáng)大。在應(yīng)用上，plc有著其他設(shè)備無(wú)以比擬的優(yōu)越性，它可靠性高，抗干擾能力高；適用性強(qiáng)，應(yīng)用靈活；編程方便，易于使用；功能強(qiáng)大，擴(kuò)展能力強(qiáng)；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便；維修方便，維修工作量少；體積小，質(zhì)量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。2.1自動(dòng)分揀系統(tǒng)概述現(xiàn)代社會(huì)已將物流的高科技(自動(dòng)分揀桃、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、信息處理及通訊自動(dòng)化等)廣泛應(yīng)用于各個(gè)流通領(lǐng)域。自動(dòng)分揀系統(tǒng)(automatic sort

20、ing system)現(xiàn)在已成為發(fā)達(dá)國(guó)家大中型物流中心不可缺少的一部分?？梢钥隙ǎS著物流大環(huán)境的逐步改善，科學(xué)技術(shù)日新月異的進(jìn)步，特別是感測(cè)技術(shù)(激光掃描)、電子標(biāo)簽及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等的引入使用，自動(dòng)分揀系統(tǒng)在我國(guó)發(fā)展空間巨大。2.2 自動(dòng)分揀系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 在我國(guó)，自動(dòng)分揀系統(tǒng)主要用于郵政業(yè)的信函分揀或機(jī)場(chǎng)的行李分揀等場(chǎng)合。 自動(dòng)分揀系統(tǒng)具有傳統(tǒng)的人工分揀無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，其主要特點(diǎn)如下： 分揀效率高：由于采用流水線自動(dòng)作業(yè)方式，自動(dòng)分揀系統(tǒng)不受氣候、時(shí)間、人的體力等因素的限制，可以連續(xù)運(yùn)行，而且單位時(shí)間分揀件數(shù)多，因此它能夠連續(xù)大批量的分揀物品。一般情況下，自動(dòng)分揀系統(tǒng)可連續(xù)運(yùn)行100個(gè)小

21、時(shí)以上。中等效率的分揀系統(tǒng)每小時(shí)可分揀7000件物品。比起人工每小時(shí)最多分揀150件的效率來(lái)說(shuō)，有點(diǎn)特別明顯。更重要的是不需要大量的勞動(dòng)力來(lái)從事分揀作業(yè)。實(shí)現(xiàn)了從勞動(dòng)密集型到技術(shù)密集型的轉(zhuǎn)變。 分揀誤差率低：自動(dòng)分揀系統(tǒng)的分揀誤差率主要取決于所輸入分揀信息的準(zhǔn)確性。而這又取決于分揀信息的輸入機(jī)制。其中攜帶貨物的相關(guān)載體和識(shí)別裝置起著主導(dǎo)作用。如果采用人工輸入，則誤差率在3%以上；如果采用條形碼輸入，在條形碼噴碼無(wú)誤和無(wú)破損的情況下出錯(cuò)率很低。目前自動(dòng)分揀系統(tǒng)主要采用條形碼技術(shù)來(lái)識(shí)別貨物；如果采用當(dāng)前廣泛研究的電子標(biāo)簽，則不僅解決了分揀過(guò)程中讀取信息的不便，而且提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和運(yùn)行穩(wěn)定性

22、。 分揀作業(yè)基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人化：國(guó)外建立自動(dòng)分揀系統(tǒng)的目的之一就是為了減少勞動(dòng)力的使用，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，自動(dòng)分揀系統(tǒng)能最大限度減少人員的使用，基本做到無(wú)人作業(yè)。分揀系統(tǒng)本身并不需要人員，在分揀過(guò)程中主要從事以下工作：送貨小車抵達(dá)自動(dòng)分揀作業(yè)線的進(jìn)貨端時(shí)，由人工接貨；由人工控制分揀系統(tǒng)的運(yùn)行；分揀系統(tǒng)的末端用人工將分揀出來(lái)的貨物進(jìn)行分包、堆盤(pán)、裝車；自動(dòng)分揀系統(tǒng)系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)、管理與維護(hù)。 自動(dòng)分揀系統(tǒng)最早在我國(guó)郵政部門(mén)使用。郵件分揀作業(yè)是自動(dòng)分揀的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域，郵件分揀機(jī)依據(jù)郵件的地址，迅速、準(zhǔn)確地將發(fā)往不同地點(diǎn)的郵件從眾多郵件中按郵政編碼分揀出來(lái)。自動(dòng)分揀系統(tǒng)的使用，改變了傳統(tǒng)的手工作業(yè)的分揀方

23、式，大大減輕了笨重的體力勞動(dòng)，而且更為重要的是提高了郵件分揀作業(yè)的準(zhǔn)確性。我國(guó)人口眾多，人員之間的聯(lián)系緊密，郵件數(shù)量相當(dāng)巨大。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，郵政事業(yè)得到了空前發(fā)展。郵政通信網(wǎng)的技術(shù)含量不斷增加，技術(shù)裝備水平也在不斷提高，郵件處理已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，并且朝著自動(dòng)化的方向邁進(jìn)。其中，利用機(jī)器自動(dòng)分揀郵件是一個(gè)重要的課題。國(guó)內(nèi)的研究工作起源于20世紀(jì)70年代中期。20多年來(lái)，科技人員不斷跟蹤國(guó)際分揀技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，推陳出新。截止1998年底，全國(guó)共有106套郵件自動(dòng)分揀設(shè)備投入運(yùn)行。供貨廠家有國(guó)家郵政局上海研究所、德國(guó)siemens公司、日本nec公司。本文主要介紹郵件分揀機(jī)

24、的工作原理。下圖為某郵件分揀機(jī)的工作原理框圖。它主要通過(guò)對(duì)在傳送帶上通過(guò)的郵件進(jìn)行掃碼獲得郵件的信息，識(shí)別出郵政編碼后由郵政編碼的數(shù)字信息來(lái)控制郵件流向。郵件分揀系統(tǒng)的工作原理圖2.3 郵件分揀系統(tǒng)plc控制硬件部分2.3.1 plc控制范圍及要求：自動(dòng)準(zhǔn)確識(shí)別郵政編碼。對(duì)郵政編碼不符合規(guī)格的郵件進(jìn)行處理(剔除)，并根據(jù)郵政編碼的不同加以分類，實(shí)現(xiàn)郵件的準(zhǔn)確自動(dòng)分揀；自動(dòng)計(jì)件，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)郵件的分揀數(shù)量。硬件部分的分揀機(jī)是將軟件識(shí)別出的郵政編碼的編碼信息隨傳送帶分揀入各個(gè)代表唯一地址的郵箱中，如編碼信息代表上海的就揀入上海的郵箱。2.3.2 分揀機(jī)的動(dòng)作過(guò)程分揀機(jī)工作過(guò)程如下：當(dāng)傳送帶開(kāi)始工作

25、，綠燈l1亮，紅燈l2滅，電機(jī)m5驅(qū)動(dòng)帶有推頭的主鏈運(yùn)行，掃碼器讀取傳送帶上的郵件的郵碼，將結(jié)果送入plc進(jìn)行郵件的識(shí)別分析，得到郵件郵政編碼的數(shù)字編碼信息。檢測(cè)發(fā)生器s1檢測(cè)到有郵件，若郵碼信息正確，l2亮，l1滅，系統(tǒng)根據(jù)郵件的郵碼啟動(dòng)相應(yīng)的推桿定時(shí)器，plc從定時(shí)器中采集脈沖數(shù)，當(dāng)定時(shí)器動(dòng)作時(shí)就表示郵件到達(dá)分揀箱時(shí)，推進(jìn)器(m1m4)將郵件推進(jìn)相應(yīng)的郵箱。隨后l2滅，l1亮，繼續(xù)分揀。若郵碼信息出錯(cuò)，則l2閃爍，電機(jī)m5停止動(dòng)作，待重新啟動(dòng)后，再運(yùn)行。具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。 圖2 2.4機(jī)型的選擇及輸入輸出的確定2.4.1 內(nèi)存估計(jì)用戶程序所需的內(nèi)存容量受以下幾個(gè)因素的影響：內(nèi)存利率：開(kāi)關(guān)量輸

26、入，輸出點(diǎn)數(shù)；用戶的程序水平。所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開(kāi)關(guān)量(輸入+輸出)總點(diǎn)數(shù)10；所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)100(只有模擬量輸入)；所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)200(模擬量輸入輸出同時(shí)存)。該系統(tǒng)控制程序比較小，而且輸入輸出點(diǎn)較少，因此內(nèi)要求比較低。一般的plc都能滿足其要求。2.4.2 響應(yīng)時(shí)間可編程控制器順序掃描的工作方式使它不能可靠地接受持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號(hào)；但是在本系統(tǒng)中，郵件的輸入速度是相對(duì)比較慢的，不可能比掃描周期短，所以，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間沒(méi)特殊要求，不需要考慮這方面的問(wèn)題。郵件分揀是一個(gè)比較固定的、環(huán)境條件較好的工藝過(guò)程，要實(shí)現(xiàn)的功能也相對(duì)簡(jiǎn)單，無(wú)a/d和da轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算。另外，

27、控制程序也比較固定，不需要在線編程，選用整體式plc就可以滿足工藝的要求了。綜合前面的工藝要求與i/0點(diǎn)數(shù)可知，在機(jī)型上可選用西門(mén)子公司生產(chǎn)的cpu型號(hào)為226型的微型可編程控制器。2.4.3 輸入輸出的確定可編程控制器系統(tǒng)i/o點(diǎn)數(shù)估算。系統(tǒng)i/o分配見(jiàn)下表輸入輸出端子功能端子功能i0.0啟動(dòng)q0.0指示進(jìn)郵件i0.1郵件檢測(cè)q0.1指示郵碼是否正常i0.2讀碼器輸出的郵碼q0.2傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器i0.3讀碼器輸出的郵碼q0.3指定郵碼的推桿接觸器i0.4讀碼器輸出的郵碼q0.4指定郵碼的推桿接觸器i0.5讀碼器輸出的郵碼q0.5指定郵碼的推桿接觸器i0.6復(fù)位q0.6指定郵碼的推桿接觸器q

28、0.7指定郵碼的推桿接觸器由表可知共需i/o點(diǎn)數(shù)為7個(gè)輸入，8個(gè)輸出其硬件連接圖如下：上圖為分揀機(jī)與plc的硬件連接圖。第三章 plc控制程序控制系統(tǒng)選用siemens s7-200 cpu226cn型plc，它能夠控制各種設(shè)備以滿足自動(dòng)化控制需求。s7-200的用戶程序中包括了位邏輯、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算以及其他智能模塊通信等指令內(nèi)容，從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài)，改變輸出狀態(tài)以達(dá)到控制目的。緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強(qiáng)大的指令集使s7-200成為各種控制應(yīng)用的理想解決方案。郵件入箱控制軟件設(shè)計(jì)流程：一是郵件檢測(cè)；二是編碼信息檢測(cè)；三是編碼信息轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)；四是郵件入箱；五是出錯(cuò)控制。p

29、lc控制部分程序流程圖如下。3.1 梯形圖程序3.2 語(yǔ)句表ld i0.0o q0.0an m11.0o m10.2an m10.0= q0.0ld i0.0o m11.0an m10.0= m10.3ld i0.0an m10.0an m11.0s q0.2, 1ld m10.3o m10.0r q0.2, 1ld i0.2an i0.3an i0.4an i0.5a q0.2an m10.0ton t40, +16= m0.0ld t40= q0.3ld q0.3ton t41, +24ld i0.3an i0.2an i0.4an i0.5a q0.2an m10.0ton t42, +

30、32= m0.1ld t42= q0.4ld q0.4ton t43, +24ld i0.2a i0.3an i0.4an i0.5a q0.2an m0.0ton t44, +48= m0.2ld t44= q0.5ld q0.5ton t45, +24ld i0.4an i0.2an i0.3an i0.5a q0.2an m10.0ton t46, +64= m0.3ld t46= q0.6ld q0.6ton t47, +24ld i0.2a i0.4an i0.3an i0.5a q0.5an m10.0ton t48, +80= m0.4ld t48= q0.7ld q0.7ton

31、 t49, +24ld t41o t43o t45o t47o t49= m10.2ldn i0.2an i0.3an i0.4an i0.5o i0.2a i0.3o i0.3a i0.4o i0.5an m10.0= m11.0ld m11.0an t58ton t57, +16ld t57o m0.0o m0.1o m0.2o m0.3o m0.4an m10.0a m10.3= q0.1ld q0.1an m10.2= m10.1ton t58, +16ld i0.6= m10.03.3 程序圖中各輔助觸點(diǎn)的作用 輔助繼電器功能m0.0輔助顯示正常郵碼m0.1輔助顯示正常郵碼m0.2輔

32、助顯示正常郵碼m0.3輔助顯示正常郵碼m0.4輔助顯示正常郵碼m10.0輔助復(fù)位m10.1在郵碼輸入錯(cuò)誤時(shí)互鎖啟動(dòng)電路m10.2輔助控制指示下一郵件可以進(jìn)入m10.3輔助控制傳送帶停止m11.0錯(cuò)誤郵碼輸入時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器t57，并輔助停止電機(jī)m53.4程序圖中各個(gè)定時(shí)器的作用定時(shí)器功能t40根據(jù)郵碼啟動(dòng)定時(shí)，1.6秒后接通指定的分揀接觸器t41設(shè)定分揀時(shí)長(zhǎng)，2.4秒后提示下一郵件進(jìn)入t42根據(jù)郵碼啟動(dòng)定時(shí)，3.2秒后接通指定的分揀接觸器t43設(shè)定分揀時(shí)長(zhǎng)，2.4秒后提示下一郵件進(jìn)入t44根據(jù)郵碼啟動(dòng)定時(shí)，4.8秒后接通指定的分揀接觸器t45設(shè)定分揀時(shí)長(zhǎng)，2.4秒后提示下一郵件進(jìn)入t46根據(jù)郵碼啟

33、動(dòng)定時(shí)，6.4秒后接通指定的分揀接觸器t47設(shè)定分揀時(shí)長(zhǎng)，2.4秒后提示下一郵件進(jìn)入t48根據(jù)郵碼啟動(dòng)定時(shí)，8秒后接通指定的分揀接觸器t49設(shè)定分揀時(shí)長(zhǎng)，2.4秒后提示下一郵件進(jìn)入t57設(shè)定l1閃爍時(shí)每周期燈滅時(shí)長(zhǎng)為1.6秒t58設(shè)定l1閃爍時(shí)每周期燈亮?xí)r長(zhǎng)為1.6秒第四章 安裝與調(diào)試4.1安裝可靠性技術(shù)要求plc是專門(mén)為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的控制裝置，通常不需要采取什么措施，就可以直在工業(yè)環(huán)境中使用。但是當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，都不能保證plc的正常運(yùn)行，因此使用時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題。1) 工作環(huán)境 溫度plc要求環(huán)境溫度在55。c。安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通

34、風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，開(kāi)關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗，防止太陽(yáng)光直接照射；如果周圍環(huán)境溫度超過(guò)55。c，要安裝電風(fēng)扇，強(qiáng)迫通風(fēng)。 濕度為了保證plc的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85(無(wú)凝路)。 震動(dòng)應(yīng)使plc遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為1055hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免振動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等。 空氣避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有許多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將plc安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。 電源plc供電電源為50hz、220(110)v的交流電，對(duì)于電源線來(lái)的干擾，plc本身具有足夠的抵御能力

35、。對(duì)于可靠性要求很高的場(chǎng)合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接lc濾波電路。s7-200系列plc有直流24v輸出接線端，該接線端可以為輸入傳感器提供24v電源。當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，容易使plc接收到錯(cuò)誤信息。2) 安裝與布線動(dòng)力線、控制線以及plc的電源線和io線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與plc和io之間應(yīng)采用雙絞線連接。plc應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。plc的輸入輸出最好分開(kāi)

36、走線，開(kāi)關(guān)量和模擬量也要分開(kāi)敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽電阻的110。plc基本單元與擴(kuò)展單元以及功能模塊的連接線纜應(yīng)單獨(dú)敷設(shè)，以防外界信號(hào)干擾。交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，避免同行。3) io端的接線 輸入接線輸入線一般不要超過(guò)30mm。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入線可適當(dāng)長(zhǎng)些。輸入輸出線不能用同一根電纜，輸入輸出線要分開(kāi)。盡可能采用常開(kāi)觸點(diǎn)形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。 輸出連接輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓級(jí)的輸出電壓

37、。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級(jí)的電源。由于plc的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒毀印制電路板，因此，應(yīng)用熔絲保護(hù)輸出元件。采用繼電器輸出時(shí)，所承受的電感性負(fù)載的大小，會(huì)影響到繼電器的壽命，因此采用電感性負(fù)載時(shí)選擇繼電器工作壽命要長(zhǎng)。plc輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾，因此要采取措施加以控制，如直流輸出的續(xù)流管保護(hù)，交流輸出的阻容吸收電路，晶體管及雙向晶閘管的旁路電阻保護(hù)。4) 外部安全電路為了確保整個(gè)系統(tǒng)能在安全狀態(tài)下可靠工作，避免由于外部電源發(fā)生故障、plc出現(xiàn)異常、誤操作以及誤輸出造成的重大經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡事故，plc外部應(yīng)安裝必要的保護(hù)電路。5）plc的接地良好的接地是保證