物流分揀設計做成

1、揚州市職業(yè)大學電氣與汽車工程學院畢業(yè)設計說明書(論文)作 者: 學 號： 教研室: 專 業(yè): 題 目: 指導者： 評閱者： 2015 年 4 月?lián)P州市職業(yè)大學電氣與汽車工程學院畢業(yè)設計（論文）評語學生姓名： 班級、學號： 題 目： 綜合成績： 指導者評語：（僅供參考）該生能按時完成畢業(yè)設計（論文）任務書規(guī)定的工作，積極查閱有關文獻資料，設計態(tài)度端正，能獨立思考并解決有關技術問題，論文符合學校規(guī)定的格式，寫作的規(guī)范化程度好。設計方案可行，有一定的創(chuàng)新性，如果再多參考一些外文資料，將會更加完善。建議成績評定為xx，可以提交答辯。 指導者(簽字)： 年月日畢業(yè)設計（論文）評語評閱者評語：（僅供參考）

2、該生所選擇的畢業(yè)設計課題具有較高的應用價值和現(xiàn)實意義，設計方案可行，方案具有一定的創(chuàng)新性，工作量飽滿，完全符合畢業(yè)設計（論文）任務書規(guī)定的工作量要求，寫作的規(guī)范化程度好。如果再多參考一些外文資料，將會更加完善。建議成績評定為xx，可以提交答辯。 評閱者(簽字)： 年 月 日答辯委員會（小組）評語：該生答辯思路清晰，知識掌握較全面，口頭表達能力較好，回答問題正確率高，經(jīng)答辯委員會評議，一致通過，該生成績?yōu)閤x。答辯委員會負責人(簽字)： 年月日畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要 隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，工業(yè)設備的機械化和自動化業(yè)不斷進步。許多公司采用生產(chǎn)線輸送自動分揀貨物，并轉移到生產(chǎn)站。輸送器通過

3、手動或機械裝置來裝載貨物，檢測裝置檢測該貨物時，把其傳送到相對應的位置，到位置后應該自動排空輸送帶返回原點并等待物品的下一個傳輸;當該檢測裝置檢測該貨物為原料時，輸送機會把其傳送到適當?shù)奶幚碚?，如此循環(huán)往復工作。這篇文章是在物流快速發(fā)展，人工分揀分選效率不能滿足需求的前提下設計的;采用PLC控制器的準確，快速，高效的特點，多渠道的整理形態(tài)，與驅動單元，傳輸和檢測手段一起，以實現(xiàn)貨物物流的識別和排序，最終實現(xiàn)對貨物的快速，準確，合理的分類需求，從而滿足貨物發(fā)運效率速度。在本文中，該系統(tǒng)主要是設計上的改變，人類的原始排序的硬件和軟件，在自動分揀系統(tǒng)的實現(xiàn)在同一時間，提高分揀貨物的效率，降低物流成本

4、。利用可編程控制器（PLC）設計成本低、效率高的材料分揀裝置，把 PLC作為主控制器，結合氣動裝置，傳感器和其他技術相結合的位置控制，現(xiàn)場控制產(chǎn)品的排序，該系統(tǒng)的靈活性是相對強大的，簡單的程序開發(fā)，自動化程度高，運行穩(wěn)定，精度高，易于控制，可適應各種材料分揀生產(chǎn)線。關鍵詞 傳感器，三菱PLC，三菱編程，PLC仿真目 錄1 緒論11.1選題背景11.2研究分揀系統(tǒng)的意義21.3自動分揀系統(tǒng)的特點32 PLC介紹42.1PLC概述42.2PLC功能42.3PLC的結構及工作原理52.3PLC的特點62.4PLC的發(fā)展方向73 課程設計思路和設計說明73.1題目要求73.2方案選取83.3PLC工作

5、流程圖94 PLC使用說明104.1PLC的選擇104.2軟件介紹114.3編程軟件基本組成114.4輸入梯形圖114.5梯形圖編輯124.6PLC梯形圖編程語言的介紹124.7梯形圖的編程規(guī)則134.8常見梯形圖的設計方法135 電路的設計145.1主回路電路圖145.2輸入輸出分配圖146 三菱PLC程序設計156.1輸入輸出分配圖156.2PLC編程常見的錯誤分析167 調(diào)試與仿真167.1梯形圖的調(diào)試168 控制系統(tǒng)的調(diào)試228.1硬件調(diào)試22結束語24致 謝25參考文獻261 緒論1.1選題背景物流分揀是把大量的貨物從不同位置和單位分配到一組現(xiàn)場操作場地。通?？梢苑譃槭止し謷?，機械分

6、揀裝置和自動分揀。目前的自動分揀系統(tǒng)已經(jīng)成為市場主流，自動分揀可以把貨物投放進去，系統(tǒng)就可以自動的把貨物投放到設定的地方，完全可以按照人們的預先設定來完成。該裝置由接納情報顯示控制裝置，計算機網(wǎng)絡的種類，貨物的位置，把貨物送到某處的一種傳輸設備。因為所有使用機械完全達到自動操作水平，因此，處理貨物分揀的能力較大，工作量也較大。隨著如今社會的進步，市場競爭日益激烈，所以各大中小企業(yè)都急需先進的生產(chǎn)工藝來提高工作效率，尤其是在需要進行材料整理公司，在過去一直采用人工分揀方法，導致效率低生產(chǎn)，高生產(chǎn)成本，沒有很強的競爭力，所以選擇物料自動分揀是勢在必行的。由于以上所述問題，利用PLC技術設計了一個低

7、成本，高效率的自動分揀材料裝置的，通過這種分揀裝置取得在該材料分類處理良好的控制效果。材料分揀可以采用目前市場通用的PLC這一可編程控制器來控制，這種裝置可以連續(xù)并且能夠進行大量的分揀工作，差錯率低，降低勞動強度，進而可以提高企業(yè)的生產(chǎn)進度。此外，具有靈活性分揀系統(tǒng)無縫連接到其他物流設備，實現(xiàn)真正的物流，信息流的分布和材料管理。其設計采用標準化，模塊化裝配系統(tǒng)具有靈活的布局，維護，保養(yǎng)方便等優(yōu)點，不受空間的影響。同時，只要根據(jù)分揀對象的不同，本系統(tǒng)可以稍加修改來實現(xiàn)的要求。PLC控制分揀裝置包括PLC、氣動、傳感器、位置控制等技術，是實際的工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)設備縮影。PLC技術的應用結合了氣動，傳

8、感器及位置控制技術，不同類型的材料的控制系統(tǒng)的設計自動排序。該系統(tǒng)具有靈活性強，程序開發(fā)簡單等特點，可適應的材料的需要已排序靈活的生產(chǎn)線。本文主要介紹硬件和軟件設計PLC控制系統(tǒng)，以及一些調(diào)試方法。自動分揀物品進入分揀系統(tǒng)是指一個特定的位置，直到分布，都是按照人所設置的指令通過自動裝置完成。該裝置由接受信息的排序指示控制裝置，計算機網(wǎng)絡，處理裝置，分支單元（負責排序運到器件中別處的位置的貨物的到達），緩沖工位等組成。除了使用該終端的鍵盤，鼠標，或其它方法來控制設備的輸入分揀信息指示作業(yè)，但因為所有的都是自動控制的操作，所以它的工作效率都要比人工分揀快很多。目前，國內(nèi)自動分揀系統(tǒng)發(fā)展空間很大，絕

9、大多數(shù)大型分揀系統(tǒng)可以分揀上百種不同的物品，分揀能力大的驚人，基本可以達到每小時上萬件。外國分揀系統(tǒng)是大規(guī)模的，包括進料臺，信號板，分揀機，分揀信息識別系統(tǒng)，設備控制系統(tǒng)和計算機管理系統(tǒng)等，而且還具有各種發(fā)運和裝卸周邊機器，包括一個龐大而復雜的系統(tǒng)。大多數(shù)自動排序與自動導引車（AGV）一起連接的自動化倉庫，其他復雜的系統(tǒng)，例如汽車護理鏈，分揀系統(tǒng)的整體結構，它可以說是變化多端的。 從分揀技術水平這一層面來看，歐洲和美國是發(fā)展最早的國家，技術相對成熟穩(wěn)定，在世界上算是遙遙領先。美國和歐洲在20世紀60年代便開始應用分揀系統(tǒng)，二戰(zhàn)之后日本開始引進分揀機，但過去二十年里，由于對后來者的快速

10、發(fā)展自身經(jīng)濟發(fā)展的需要，十幾年間有上百臺的分揀機被投入使用，存儲行業(yè)占58.32，銷售行業(yè)占17.15。到八幾年的時候就擁有了上千臺分揀機，其擁有量在世界上也是最多的。而中國的自動分揀技術相對優(yōu)點落后，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，基本與與國際先進水平相平衡了，但技術創(chuàng)新能力不足，自動分揀技術的物流系數(shù)也降低，大多數(shù)小超市配送中心仍然需要人工來操作。在20世紀80年代初期，一些郵局的小開始采用半自動翻盤分揀機分揀包裹。 1990年，以迎接第十一屆亞運會，從荷蘭引進了一套三個入口，出口60自動分揀系統(tǒng)，在北京設立了一個食品配送中心，配送的貨物3000/小時，這使分揀技術有了一個質(zhì)的飛躍。今天，我們的分揀技術

11、已經(jīng)應用于各個行業(yè)，所以這部分的效率有了很大的提高。自動分揀機最早用于郵政行業(yè)，由于郵局有大量的郵件以及包裹需要在短時間進行分揀操作，所以必須憑借這種高效率的分揀裝置。此后，運輸公司，配送中心，通信，出版業(yè)，煙草業(yè)，出版業(yè)，食品工業(yè)，造紙工業(yè)，化學工業(yè)，機械制造工業(yè)企業(yè)也有應用。1.2研究分揀系統(tǒng)的意義過去二十年里，尤其是在物流行業(yè)，隨著經(jīng)濟技術以及生產(chǎn)力的進步，商品走勢趨于“輕薄短小”，流動往往是小批量多品種和JIT（JUST-IN-TIME，簡稱如JIT）。分揀工作已經(jīng)成為工作的一個重要組成部分，分選系統(tǒng)中的應用已經(jīng)變得越來越普遍。我們的大多數(shù)目前的配送中心和物流企業(yè)都是人工分揀。顯然，隨

12、著分選的量，分配點增加，縮短反應時間，提高服務質(zhì)量，以及手動單獨分揀排序將不能滿足大規(guī)模分布的要求，所以這部分需要改進。國外一些配送中心多采用分揀分選系統(tǒng)，充分發(fā)揮了分揀技術快速排序，排序分揀錯誤率非常低，效率高，基本上是自動操作的優(yōu)勢。物流專家認為適用于各種小批量時代的用戶需求三項措施表現(xiàn)，物流技術的自動分揀機，自動化倉庫和無人自動導引車。自動分選機是最近乎成熟的產(chǎn)品，這也算是對自動分揀國家在物流技術地位和現(xiàn)狀的更好的概覽之一。自動分揀系統(tǒng)已成為現(xiàn)代物流技術發(fā)展的三大標志之一。1.3自動分揀系統(tǒng)的特點1、可以不間斷的批量性的進行商品分類。由于使用的自動化生產(chǎn)線規(guī)模大，自動化分揀系統(tǒng)不會因為氣

13、候，時間，身體狀況等原因受影響。如連續(xù)操作，而且由于時間單位分揀自動分揀系統(tǒng)的數(shù)量，能夠將系統(tǒng)自動排序排序手工分揀系統(tǒng)可以超過100小時的連續(xù)工作，每小時7000包裝商品，分類，如采用人工分揀150/小時運行，而分揀工人不能連續(xù)在這種勞動強度中工作。2、分揀分類錯誤率很低。自動分類系統(tǒng)分類誤差的大小主要取決于準確的信息輸入命令，而這又取決于對信息輸入到系統(tǒng)中的分類，如果使用手動鍵盤輸入或語音識別其錯誤率超過百分之三，例如由于采用條碼掃描輸入，除非本身條形碼印刷錯誤，或者你不能出差錯。因此，目前自動分揀系統(tǒng)主要采用條形碼技術來識別商品。 3、國外無人整理自動分揀系統(tǒng)的基本活動的目的之一是減少使用

14、人員，減輕勞動強度，提高了員工的工作效率，因此自動分揀系統(tǒng)，以減少人員為目的設計的。整理活動本身并不需要使用人員，人員的使用僅限于以下內(nèi)容：（1）、貨車到達結束自動分揀線進貨,需要人工搬運。 （2）、控制操作系統(tǒng)按鈕對不同物品進行分類。 （3）、排序,整排在最后的負載、裝載貨物。 （4）、管理和維護服務。 例如美國一家公司其配送中心占地面積約十萬多平方米,每天近四十萬種類的分揀排序,可是這個公司僅僅聘用了三四百個工人，這其中絕大多數(shù)工人都在從事上述四項工作，自動分揀線真正是無人化流水線。 關于分揀系統(tǒng)的發(fā)展前景，主要要從其高可靠性，優(yōu)越性，應用

15、領域廣泛性、成本、帶來的經(jīng)濟效益等方面來考慮。 然而，對于產(chǎn)品包裝要求的自動分揀系統(tǒng)都高，自動分揀系統(tǒng)是僅適用于平面和硬包裝的規(guī)則在貨物的種類的底部。包裝產(chǎn)品，包裝，包裝軟，底不平，不易變形，不易損壞，纖長，超重，高，不推翻商品不能歸入與正常的自動分揀機，所以為了使大多數(shù)商品已經(jīng)完成了機械式自動分揀，可以采取兩個步驟：首先，促進包裝標準化，使大部分包裝是符合統(tǒng)一的國家標準;第二是基于大多數(shù)商品的排序定制包裝提供具體的分揀機。但是，讓所有的供應商與全國包裝線的商品是非常困難的，自定義屬性分揀機，硬件等成本不斷上升，以及其普遍性更糟糕，更特別。因此，該公司應決定建立什么樣的自動分揀系統(tǒng)進

16、行操作和貨物包裝。2 PLC介紹2.1PLC概述美國國際電工委員會（IEC）于1987年為可編程控制器定義為：可編程序控制器是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字式電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部進行存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、記數(shù)和算術運算等功能的面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？杀槌绦蚩刂破鳂O其相關外部設備，都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。 定義強調(diào)了PLC應直接應用于工業(yè)環(huán)境中，它必須有一個強大的抗干擾能力，適應能力和廣泛的應用范圍。這是不同于普通的計算機控制系統(tǒng)的一個重

17、要特征。定義也強調(diào)了PLC是“電子數(shù)字計算操作系統(tǒng)”，他也是一臺電腦，它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應用”工業(yè)計算機。這個工業(yè)計算機使用“以用戶為導向的教學，”這樣容易編程。它完成邏輯運算，順序運算，計時，計數(shù)和算術運算等操作，它也有一個“數(shù)字和模擬輸入和輸出”的能力，并且很容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)為一體的”，易“擴張”。2.2PLC功能PLC專為在工業(yè)環(huán)境應用中，用戶需求為基礎，并采用先進的微電腦技術，它具有以下顯著特點。由于使用的PLC的LSI和微處理器，該系統(tǒng)大大降低了設備的數(shù)量，并已采取了一系列的隔離和抗干擾的硬件和軟件的設計和制造過程中的措施，以便它能夠適應惡劣的工作環(huán)境，因此具有較高的可靠性。

18、 PLC控制系統(tǒng)長達20000小時MTBF。高可靠性是PLC成為通用的自動控制設備的運行狀態(tài)的第一選擇中的一個。PLC編程控制系統(tǒng)類似于繼電器階梯原則，知情人士透露，串聯(lián)，并聯(lián)，定時，計數(shù)的概念，讓流行的計算機語言，只要電工和更加熟練和懂行的人幾天就可以熟悉，這是PLC的推廣重要原因之一。PLC硬件具有模塊化結構，靈活的配置，以適應不同的控制對象，控制以形成各種系統(tǒng)帶來極大的便利所需的大小和控制功能。當相同的PLC控制設備針對不同的對象，但在輸入和輸出元件，模塊和應用軟件是不同的。與此同時，控制電路之間的PLC控制系統(tǒng)是由軟編程完成的，只需要對應用程序進行修改，以滿足不同的控制要求，因此PLC

19、具有在線修改功能，功能易于擴展，使生產(chǎn)更靈活性。目前，該產(chǎn)品PLC已取得了系列，標準化，正朝著普及的方向發(fā)展，設計人員只需要依據(jù)控制系統(tǒng)，選擇相應的模塊組件設計。采用軟件編程取代硬連線機電控制，大大減少了沉重的安裝和接線工作，這不僅提高了可靠性，同時也大大縮短了施工工期。PLC還具有故障檢測和顯示的功能，使得故障診斷時間可縮短至10分鐘，也不要求維修人員的技術水平有多高。作為微型計算機技術的結果，可編程控制器達到了小型和超小尺寸，它很容易安裝在機械設備內(nèi)，易于實現(xiàn)機電一體化。由于這些特征，PLC作為萬向自動控制設備可用于控制單個的機械和電氣設備，也可用于控制的過程中，其控制精度非常高，易于操作

20、，而且還具有很大的靈活性，并可擴展性，這些特征使得PLC被廣泛的應用。2.3PLC的結構及工作原理PLC的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，他的結構通常由主機、輸入/輸出接口、電源、編程器擴展器接口和外部設備接口等幾個主要部分組成。PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的。在PLC運行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好，并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號作周期性循環(huán)掃描，從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。2.3PLC的特點PLC自身具有完善的功能，模

21、塊化的結構，以及開發(fā)容易、操作方便、性能穩(wěn)定、可靠性高的特點和較高的性價比，使其在工業(yè)生產(chǎn)中的應用前景廣闊，而且隨著集成電路的發(fā)展和網(wǎng)絡時代的到來，PLC必將能夠有更大的用武之地。（1）可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是我們選用PLC最近本的保障，PLC由于采用大規(guī)模集成電路技術，生產(chǎn)工藝十分精準，其內(nèi)部電路具有很強的抗干擾能，而且也具有極其高的可靠性。從PLC的外部電路來看，使用PLC設計的控制系統(tǒng)，和繼電器相比，電氣接線及開關接點相對要少很多，所以故障也就會相對減少。此外，PLC自身還具備硬件故障檢測功能，故障出現(xiàn)時可以立馬發(fā)出警報。在應用軟件中，應用者還可以根據(jù)需要，編寫診斷程序，方便查找

22、故障。（2）配套齊全，功能完善，適用性強目前隨著發(fā)展，PLC有大中小不同規(guī)模多種系列的產(chǎn)品。各種規(guī)模的工業(yè)控制領域都可以使用，可以滿足各種場合；PLC除了邏輯處理功能以外， PLC也具有完整的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種自動化控制領域。（3）易學易用PLC作為通用的工業(yè)控制計算機，其接口相對簡單容易，相對簡單易學的編程語言也受到工程技術人員所喜歡。梯形圖圖形符號及其表達方式與繼電器電路圖相似，可是 PLC可以用少量的開關量邏輯控制指令就可以達到繼電器電路的相應功能。 （4）系統(tǒng)容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了我們所要設計的設備外部的接線的麻煩，減少了對設備布線的時間，當然

23、相應的對設備維護也比較輕松簡單。最主要一點是PLC可以使同一個設備經(jīng)過變換程序來改變原有生產(chǎn)工藝。（5）體積小，重量輕，耗能低PLC屬于小型電器件，目前市面上的產(chǎn)品底部尺寸小，重量輕，耗能也低。由于其小巧的體積很容易被裝入設備內(nèi)部，所以PLC是目前實現(xiàn)機電一體化最理想的一款控制設備。2.4PLC的發(fā)展方向隨著推廣應用PLC技術，PLC將進一步發(fā)展主要體現(xiàn)以下幾個方向。（1）標準化：指令兼容的外圍設備易于擴展，但不同廠家生產(chǎn)的PLC，梯形圖，指令及各種配件之間的分歧是不利于PLC的普及。（2）小型化：隨著微電子技術的進一步發(fā)展，小型機的功能將進一步完善，PLC的結構勢必會更加緊湊，體積更小，更易

24、于安裝和使用。（3）模塊化: 模塊化結構，該系統(tǒng)的結構更靈活，方便。（4）低成本: 與繼電器相比價格更有優(yōu)勢。 （5）高功能:例如（完整位置控制，溫度控制，中斷控制，PID調(diào)節(jié)，通訊，音頻輸出等）。最后，PLC的普及是機電一體化，機電一體化的必然趨勢，也意味著PLC是一個重要的發(fā)展方向。3 課程設計思路和設計說明3.1題目要求在市場社會中，越來越激烈的競爭，使得各類生產(chǎn)企業(yè)迫切需要改進生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，尤其是在需要進行材料整理公司上，在過去一直采用人工分揀方法，導致生產(chǎn)效率低，高成本，各大企業(yè)競爭能力上不去，自動材料分類已成為企業(yè)的唯一選擇。響應于這些問題，利用PLC技術設計了

25、一個低成本，高效率的自動分揀裝置的材料，并取得在該材料分類處理良好的控制效果。PLC可編程控制器，以控制所述材料分選，連續(xù)的，高容量的貨物分類，排序錯誤率低，勞動強度大大降低，可以顯著提高勞動生產(chǎn)率，基本排序操作是無需人工操作，并分揀系統(tǒng)靈活地無縫連接到其他物流設備，實現(xiàn)了材料信息發(fā)布和管理解決方案，采用標準化，模塊化裝配系統(tǒng)布置靈活、維護，保養(yǎng)方便等優(yōu)點而設計的。在本文中，以貨物材料的分揀系統(tǒng)為例，詳細的分析了在基于PLC控制的自動分揀系統(tǒng)的設計，文中介紹了分揀系統(tǒng)中信號的采集分析中傳感器的一些基本知識，并通過要求與比較，確定了硬件系統(tǒng)中的一些元器件的選擇與確定了PLC的選型。 在

26、本系統(tǒng)完成其設計之后，對其進行整體調(diào)試。在硬件部分，調(diào)試其各部分安裝的位置及角度，使其材料物塊的運行與傳感器安裝的角度適合。將硬件各部分的動作幅度進行調(diào)試之后，進行了軟硬件綜合調(diào)試，實現(xiàn)材料分揀系統(tǒng)中上料、傳送與分揀的全過程。本課題是基于區(qū)分郵件的不同而設計的郵件分揀系統(tǒng)，主要是實現(xiàn)對特別處理后的郵件的不同代碼進行自動分揀，當有郵件被掃描之后，產(chǎn)生的代碼輸入到PLC中，PLC輸入光電檢查到郵件到達后，計數(shù)器開始計數(shù)，根據(jù)掃描的數(shù)值，來自動區(qū)分郵件的位置，具體方案初步設計如下： 接通電源，系統(tǒng)進入啟動狀態(tài)，指示燈綠燈亮，表示可以進入郵件。 郵件進行掃描，因為本文研究的限制，我

27、們假定掃描的值為PLC的4個輸入點，這4個輸入點代替郵件掃描碼，簡化了PLC和郵件掃描碼的通訊過程。當我們輸入的代碼是我們設定的地址位置，則紅燈L1亮，表示不能在進入郵件，同時電動機啟動，帶動皮帶運輸機運輸郵件，同時高速計數(shù)器開始記錄脈沖的個數(shù)，也就是皮帶運輸郵件走的距離，當記錄的脈沖個數(shù)為我們的分揀箱位置時，若此郵件對應我們分揀箱的位置，分揀機動作，將該郵件推入這個分揀箱的位置，完成后電機停止，紅燈滅，綠燈亮，表示可以繼續(xù)分揀郵件。若不是我們需要的位置，則繼續(xù)記錄高速脈沖，直到記錄的脈沖個數(shù)和郵件相符，相應分揀機動作，將郵件推入郵件的分揀箱。如果輸入的代碼有問題，紅燈閃爍，表示出錯，需要從新

28、輸入。3.2方案選取根據(jù)上面的設計要求，我們選取合適的方案，方案一為電機使用普通電機，外接編碼器控制皮帶的傳動，完成郵件的運動控制，分揀機我們使用電機來控制郵件的分揀。方案二為使用步進電機控制皮帶的傳送，完成郵件的分揀我們使用氣缸動作。比較上面的方案，首先我們比較他們的可靠性，使用步進電機的時候，PLC輸出脈沖給步進電機，步進電機相應之后有可能發(fā)生丟轉的情況，這樣就導致精度不夠。當我們使用普通電機配合編碼器使用的時候，普通電機通過交流接觸器控制，不存在丟轉等情況，我們使用編碼器檢查電機轉過的圈數(shù)，能夠精確的控制。其次我們對電氣元件的成本進行計算，很容易就知道，普通電機配合編碼器的成本更低，而且

29、維修簡單，適合工廠使用。最后，我們對步進電機和普通電機的力矩進行比較，如果郵件很大的時候，或者郵件分揀系統(tǒng)用在物流場合的時候，我們就必須選擇普通的電機，因為普通電機的功率足夠大，而步進電機的功率一般最大能做到5KW左右。根據(jù)上面的比較，我們選擇普通電機配合編碼器作為主體硬件，完成本文的設計。3.3PLC工作流程圖PLC采用計算機通信控制技術，其程序設計同樣也要根據(jù)軟件工程設計方法，程序工作過程可以用流程圖來表示。但是由于PLC的程序執(zhí)行為循環(huán)掃描的工作方式， PLC程序框圖在進行輸出刷新之后，再重新開始輸入的掃描，循環(huán)執(zhí)行這樣的操作。我們遵循這些原則，我們畫出窗簾工作的流程圖，如下圖所示：圖3

30、-1 PLC流程圖 4 PLC使用說明4.1PLC的選擇PLC 1969年在美國誕生，是一種新型的控制器。它使用一個可編程存儲器用于存儲指令和執(zhí)行邏輯運算，順序控制，計數(shù)，計數(shù)和算術功能，是用來控制各種生產(chǎn)過程。在PLC中，控制將第一詢問信號，狀態(tài)控制器的輸入為0或1，其次是這些狀態(tài)的過程由處理結果提供給致動器的輸出來處理。對于繼電器，PLC具有高可靠性，強抗干擾能力，通用性，靈活性好這些優(yōu)點。三菱PLC采用整體式結構，具有豐富的邏輯功能模塊，電源的內(nèi)部整合，I / O接口，擴展接口，多功能，通用性好，體積小，使用方便等特點。經(jīng)過十多年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成為一個模塊化三菱PLC標準件產(chǎn)品，涵蓋了

31、大部分的傳統(tǒng)繼電器的功能，在某種程度上，用戶可以把PLC理解為“智能繼電器?！弊鳛镻LC與各種定時器，計數(shù)器功能塊，它消除了在各種低壓電器元件需要有一個控制柜系統(tǒng)設備。同時，由于具有中繼PLC的輸出點的大的電流承載容量（高達最大3A），它也可直接連接到各種致動器，如小型馬達，照明設備等。降低連接線數(shù)量，接線時間縮短，控制柜節(jié)省空間，易于維護等特點，與傳統(tǒng)的繼電器相比PLC解決方案更可行。三菱PLC中的功能塊包括基本功能塊和特殊功能塊兩部分?；竟δ軌K主要實現(xiàn)與、或、非、與非、異或等基本的數(shù)字邏輯功能，特殊功能塊可以實現(xiàn)延時接通、延時斷開、鎖定繼電器、等繼電器邏輯控制功能。下圖為PLC的內(nèi)部功能

32、圖。 圖4-1 PLC內(nèi)部功能圖4.2軟件介紹FX2N系列的PLC可編程控制器需要使用英文名叫GX Developer這款軟件進行編程。GX Developer編程軟件是三菱公司設計開發(fā)的，此款軟件專門為FX系列的小型PLC所用。此軟件功能性特別強，其主要功能是為廣大用戶設計開發(fā)程序的一個工具，除了是一款工具，也可隨時監(jiān)控監(jiān)測所編程序的執(zhí)行狀態(tài)。基于生成編程者所寫的程序，此款軟件提供了統(tǒng)一的標準的編程語言：語句表（STL）、梯形圖（LAD）、順序功能流程圖（SFC）、功能塊圖（FBD）。 4.3編程軟件基本組成GX Developer編程軟件包括以下幾個部分： l 程序塊:由可執(zhí)行的代碼和注釋

33、組成，可執(zhí)行的代碼由主程序、可選子程序和中斷程序組成。 l 數(shù)據(jù)塊:由數(shù)據(jù)（變量存儲器的初始值）和注釋組成。 l 系統(tǒng)塊:用來設置系統(tǒng)的參數(shù)，例如存儲器的斷電保持范圍、PLC的輸出狀態(tài)、模擬量與數(shù)字量輸入濾波值等。 l 符號表:允許程序員用符號來代替存儲器的地址，符號地址便于記憶，使程序更容易理解 狀態(tài)表:用來觀察程序執(zhí)行時指定的內(nèi)部變量的狀態(tài)，狀態(tài)表并不下載到 PLC，僅僅是監(jiān)控用戶程序運行情況的一種工具。4.4輸入梯形圖輸入梯形圖有兩種方法，一是利用工具條中的快捷鍵輸入。另一種是直接用鍵盤輸入如F5，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)8，F(xiàn)9，F(xiàn)10。下面以一段簡單的程序為例說明這兩種輸入方法.下面解釋一下工

34、具條中各按鈕的功能,F5輸入常開觸點,F6輸入常閉觸點,SF5輸入并聯(lián)常開觸點,SF6輸入并聯(lián)常閉觸點,F7輸入線圈,F8輸入功能指令,F9輸入直線,SF9輸入豎線,CF9橫線刪除,CF10豎線刪除,SF7上升沿脈沖,SF8下降沿脈沖,aF7并聯(lián)上升沿脈沖,aF8并聯(lián)下降沿脈沖,caF10運算結果取反,F10劃線輸入,aF9劃線刪除。另一種鍵盤輸入，如果鍵盤使用熟練，直接從鍵盤輸入則更方便，效力更高。不用點擊工具欄中的按鈕。用鍵盤輸入時，可以不管程序中各觸點的連接關系，常開觸點用LD，常閉觸點用LDI，線圈用OUT，功能指令直接輸入助記符和操作數(shù)。但要注意助記符和操作數(shù)之間用空格隔開。對于出現(xiàn)

35、分支、自鎖等關系的可以直接用豎線去補上。通過一定的練習和摸索，就能熟練地掌握程序輸入的方法。  4.5梯形圖編輯我們在輸入梯形圖的同時，經(jīng)常要對梯形進行一些編輯，如插入、刪除等一系列操作。 （1）、修改、添加和刪除觸點。 修改：需要把光標移到需要修改的地方，然后重新輸入，按回車鍵；之后新的觸點則代替了原來的觸點。另一種 辦法把光標移到觸點上，然后雙擊，會出現(xiàn)一個對話框，然后在此處輸入新觸點的標號，Enter，即可。添加：把光標移到需要修改的地方，然后重新輸入新的觸點，回車鍵即可。 刪除：把光標點在需要刪除的地方，再按 “Delete”刪除鍵，此

36、觸點就被刪了，再點擊直線，回車鍵。這樣直線就覆蓋先有的觸點。 （2）、行插入和行刪除。 在編程的時候，我們會遇到需要行插入和行刪除這些操作，操作方法如下： 行插入：光標移到需要插入行的那個對應處，點擊“編輯（E）”在彈出的下拉菜單里選擇“行插入（N）”，此時光標處就會出現(xiàn)一個空行，進而可以輸入一行程序；以此類推，插入行。 行刪除：光標移到所要刪除行的地方，點擊“編輯（E）”在下拉菜單里選擇“行刪除（E）”，就可以刪除行了；以此類推繼續(xù)刪除。但是請注意，“END”行是刪除不了。4.6PLC梯形圖編程語言的介紹梯形PLC語言是目前使用最廣泛的，最受電氣技術員

37、喜愛的編程語言。其原因是，因為具有類似傳統(tǒng)的繼電器控制電路圖梯子;用繼電器控制的設計思路梯形圖基本一致;梯子容易地從電氣控制電路轉換。 PLC梯形圖各種常見的編程語言，雖然PLC在指令中使用其他符號的廠商并不一致，但梯子的設計和編程的基本相同。用梯形圖編程，你必須先確定所使用的編程設備數(shù)量，PLC是通過操作元件的數(shù)量區(qū)分。我們使用FX2N型PLC的模型，它的輸入信號和對應于控制對象始終輸入點的數(shù)量，所述控制回路的輸出點的數(shù)目為一個相應的輸出（如果模擬，模擬也路數(shù)和實際等效），所以分配I / O的實際投入的PLC，點分給實際的I / O電路，邏輯或控制點在編程過程中建立的關系，按照“一步到坐”的

38、接線點連線。4.7梯形圖的編程規(guī)則(1) 每個繼電器線圈和其接觸的兩個具有相同的號碼，沒有限制使用的接觸每個元素的數(shù)量。 (2) 每個梯形圖從左邊開始，連接到最右側的線圈（右側線圈是不允許有接觸點）。(3) 輸出線圈不能直接連接到總線的左側。 (4) 一個方案中，應避免使用兩次的線圈，所謂的雙線圈輸出，這很容易導致誤操作的數(shù)相同。(5)梯形圖沒有真正的電流流動，以便利的因果PLC掃描循環(huán)的理論和邏輯分析，假定“當前”在梯形流，“當前”只能是在階梯流動沿一個方向 - 即，從左至右，變化的電平只能是從上而下。4.8常見梯形圖的設計方法(1)根據(jù)繼電器電路圖設計梯形圖 當繼電器制系統(tǒng)改用用

39、PLC，原來的繼電器控制系統(tǒng)通過使用和試驗期長已顯示，完成的系統(tǒng)需求的控制功能，并且中繼電路和梯子上表示和分析方法有許多相似之處。因此根據(jù)中繼電路設計階梯，大約到繼電器電路“轉換”到具有外部硬件的PLC接線圖和階梯的相同的功能。(2)經(jīng)驗法設計梯形圖 經(jīng)驗設計是在一些經(jīng)典電路的基礎上，根據(jù)控制對象的控制系統(tǒng)的具體要求，不斷修改和完善的階梯，所述階梯設計相對簡單的控制系統(tǒng)。通常需要反復調(diào)試和修改的階梯，增加沖擊或中間編程元素，最后得到一個滿意的結果。此法可沒有一般的規(guī)律可循，具有極大的誘惑性和隨機性，體驗最后的結果是不是唯一的，所用的時間設計，有很大的關系的設計質(zhì)量，一般用于相對簡單的

40、階梯設計(3)順序控制法的設計梯形圖 順序控制是按照生產(chǎn)過程的一個預定順序設計，各個輸入信號的作用下，按順序和時間的內(nèi)部狀態(tài)，在生產(chǎn)過程中，自動執(zhí)行各致動器的有序操作。此次設計我是運用的順序控制法設計的梯形圖，這樣是最簡單方便的程序控制方5 電路的設計5.1主回路電路圖根據(jù)以上的課題討論，我們畫出完整的PLC控制電路圖，如圖所示：圖5-1 主電路電路圖5.2輸入輸出分配圖下圖給出三菱PLC的輸入輸出端口分配情況，其中輸入點為+24V直流電源，輸出為交流220V。圖5-2 輸入輸出分配圖 6 三菱PLC程序設計6.1輸入輸出分配圖盡管梯形圖與繼電器電路圖在結構形式、元件符號及

41、邏輯控制功能等方面相類似，但它們又有許多不同之處，梯形圖具有自己的編程規(guī)則。（1）每一邏輯行總是起于左母線，然后是觸點的連接，最后終止于線圈或右母線（右母線可以不畫出）。（2）梯形圖中的觸點可以任意串聯(lián)或并聯(lián)，但繼電器線圈只能并聯(lián)而不能串聯(lián)。（3）觸點的使用次數(shù)不受限制，中間繼電器和輸入觸電可以隨意使用，沒有固定次數(shù)的限制。（4）一般情況下，在梯形圖中同一線圈只能出現(xiàn)一次。如果在程序中，同一線圈使用了兩次或多次，稱為“雙線圈輸出”。對于“雙線圈輸出”，有些PLC將其視為語法錯誤，絕對不允許；有些PLC則將前面的輸出視為無效，只有最后一次輸出有效；對應三菱PLC，在含有步進指令的梯形圖中允許雙線

42、圈輸出。（5）有幾個串聯(lián)電路相并聯(lián)時，應將串聯(lián)觸點多的回路放在上方。在有幾個并聯(lián)電路相串聯(lián)時，應將并聯(lián)觸點多的回路放在左方，這樣所編制的程序簡潔明了，語句較少。另外，在設計梯形圖時輸入繼電器的觸點狀態(tài)最好按輸入設備全部為常開進行設計更為合適，不易出錯。建議用戶盡可能用輸入設備的常開觸點與PLC輸入端連接，如果某些信號只能用常閉輸入，可先按輸入設備為常開來設計，然后將梯形圖中對應的輸入繼電器觸點取反（常開改成常閉、常閉改成常開）。6.2PLC編程常見的錯誤分析（1）輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等器件的觸點可以多次重復使用，無需復雜的程序結構來減少觸點的使用次數(shù)。（2）梯形圖每

43、一行都是從左母線開始，線圈終止于右母線。觸點不能放在線圈的右邊。（3）除步進程序外，任何線圈、定時器、計數(shù)器、高級指令等不能直接與左母線相連。（4）在程序中，不允許同一編號的線圈兩次輸出（雙線圈輸出）。（5）不允許出現(xiàn)橋式電路。（6）程序的編寫順序應按自上而下、從左至右的方式編寫。為了減少程序的執(zhí)行步數(shù)，程序應為左大右小，上大下小。（7）輸入設備盡可能用常開觸點在傳統(tǒng)繼電器接觸器控制圖和PLC典型控制電路的基礎上，依據(jù)積累的經(jīng)驗進行翻譯、修改和完善，得到最終的控制程序。下面，根據(jù)設計的要求，同時根據(jù)PLC編寫程序的要求，我們寫出PLC的梯形圖，然后根據(jù)設計要求進行改進。7 調(diào)試與仿真7.1梯形

44、圖的調(diào)試調(diào)試時，首先按控制系統(tǒng)PLC接線圖完成硬件接線，并仔細檢查接線是否有誤，特別要注意接線時不能出現(xiàn)短路、斷路及反接等情況，否則會造成硬件損壞及人身意外。 開始程序調(diào)試：首先將PLC控制程序寫入到PLC機器中，再選擇監(jiān)控狀態(tài)，使PLC處于“RUN”狀態(tài)，然后按啟動按鈕，觀察輸出指示燈和數(shù)碼管是否按預計效果閃滅，并通過監(jiān)控狀態(tài)觀察程序的運行過程及輸入輸出信號、內(nèi)部描述實際出現(xiàn)的問題及解決方案。對照設計控制要求，逐一檢驗設計功能是否能有效的實現(xiàn)，并對程序進行改進和完善。 啟動按鈕X2動作后，我們這里用PLC的脈沖信號，主電機M5開始轉動，路燈亮，同時郵件的脈沖數(shù)歸零。停止按鈕X1動作后，所有中

45、間繼電器都歸零，計數(shù)器也歸零，為了測試的方便，我們使用普通的計數(shù)器，高速計數(shù)器我們使用C251，對應的輸入為X0，完成設計的要求，下圖為啟動和停止程序圖：圖7-1 啟動和停止圖郵件檢查光電X3動作后，電機也啟動，這樣就輸出有郵件中間繼電器M50，防止工作繼電器M45到M49都歸零，下圖為程序圖：圖7-2 有郵件工作運輸郵件電機啟動后，有郵件輸入繼電器M50動作，識別碼沒有問題，計數(shù)器根據(jù)X0的脈沖數(shù)開始動作；M8000為狀態(tài)繼電器，當PLC上電后，我們把C2的值轉移到中間存儲器D0中；當撥碼輸入到PLC對于的值為X6/X4有輸入的時候，紅燈亮中間繼電器M20動作，綠燈亮中間繼電器復位，完成有郵

46、件的轉換，程序圖如下圖所示：圖7-3 有郵件輸入紅燈亮中間繼電器M20有輸出，計數(shù)器C2有輸出，主電機立刻停止，紅燈延時滅中間繼電器M59有輸出，計時器T5開始計時，延時3秒之后，電機停止工作，綠燈亮，程序復位，程序圖如下圖所示：圖7-4 分揀動作當編碼輸入有問題的時候，光電開關X3檢查到郵件到達后，中間繼電器M50工作，狀態(tài)繼電器M8012動作0.5秒，停止0.5秒，中間繼電器M98開始有輸出，輸出信號是閃爍的信號，完成指示燈的閃爍輸出，于此同時，識別碼錯誤中間繼電器M100動作，電機工作繼電器M5復位，電機停止工作，程序如下圖所示：圖7-5 輸入代碼錯誤上面是物流分揀的程序簡單分析，下面是

47、我用電腦在三菱GX-Developer進行的仿真。首先程序寫完后，要進行程序檢查，檢查無誤之后才能寫入PLC中，然后進行模擬，下圖為PLC程序完成后，程序檢測無誤，能夠進行模擬。按下按鈕X2之后，電機工作中間繼電器M5動作，綠燈亮中間繼電器M82動作，指示燈有輸出，程序仿真如下圖所示：圖7-6 開始程序仿真當我們沒有輸出代碼的時候，代碼顯示輸入錯誤，有郵件光電動作之后，錯誤代碼中間繼電器M98開始閃爍輸出，主電機停止工作，中間繼電器M100開始有輸出，程序仿真如下圖所示：圖7-7 錯誤代碼輸出圖當我們假設輸入代碼X6有輸入的時候，啟動程序后，紅燈繼電器M19一直保持輸出，紅燈保持亮，我們把采集到的脈沖數(shù)同我們的設計值進行比較，程序如下圖所示：圖7-8 程序開始動作當計數(shù)器的值和我們設定值相同的時候，分揀電機開始動作，主電機復位，計數(shù)器同時復位，主電機動作延時3秒之后，主電機停止，程序復位，程序仿真圖如下圖所示：圖7-9 分揀電機工作8 控制系統(tǒng)的調(diào)試在PLC軟硬