郵件分揀模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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摘要 PLC控制是目前工業(yè)上最常用的自動(dòng)化控制方法，由于其控制方便，能夠承受惡劣的環(huán)境，因此，在工業(yè)上優(yōu)于單片機(jī)的控制。PLC將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體,專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì),具有功能強(qiáng)、通用靈活、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn),因此在工業(yè)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 本文主要講述PLC在材料分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用，利用可編程控制器( PLC) ,設(shè)計(jì)成本低、效率高的自動(dòng)分揀裝置。以PLC為主控制器,結(jié)合氣動(dòng)裝置、傳感技術(shù)、位置控制等技術(shù),現(xiàn)場(chǎng)控制產(chǎn)品的自動(dòng)分揀。系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點(diǎn),可根據(jù)不同對(duì)象,稍加修改本系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)要求。 關(guān)鍵字：可編程控制器，分揀裝置，控制系統(tǒng)，傳感器 ABSTRACT The PLC control is currently the most widely used industrial automation control method, because of its convenient control, able to withstand the harsh environment, therefore, in the industry is better than that of single chip control. PLC will be the traditional relay control technology, computer technology and communication technology com., specifically for industrial control and design, has a strong function, high reliability, flexible, general environmental adaptability, easy programming, easy to use and has the advantages of small volume, light weight, low power consumption for a series of advantages, so in the industry more and more widely applied on the. This paper is mainly about PLC in materials sorting system application, the use of programmable logic controller ( PLC ), low cost, high efficiency of the automatic sorting device. Taking PLC as main controller, combines with the aerodynamic device, sensor technology, control technology, control products automatic sorting. The system has a high degree of automation, stable operation, high precision, easy control, according to different object, modify the system can reach the requirements. Keywords: programmable controller, sorting device, control system, sensor 目錄 第1章 緒論 1 1.1 課題的研究背景及意義 1 1.2 PLC的概述 1 1.2.1 PLC的產(chǎn)生背景 1 1.2.2 PLC的發(fā)展過(guò)程 2 1.2.3 PLC的特點(diǎn) 2 第2章 PLC安裝與傳感器的種類 4 2.1安裝可靠性技術(shù)要求 4 2.2傳感器的種類 5 第3章 郵件自動(dòng)分揀系統(tǒng) 7 3.1自動(dòng)分揀系統(tǒng)概述 7 3.2 自動(dòng)分揀系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 7 第4章 PLC及傳感器的選擇………………………………………………………………………………………………….9 第5章 郵件分揀系統(tǒng)PLC控制硬件部分 14 5.1 PLC控制范圍及要求 14 5.2 分揀機(jī)的動(dòng)作過(guò)程 15 5.3 機(jī)型的選擇及輸入輸出的確定 16 5.3.1 內(nèi)存估計(jì) 16 5.3.2 響應(yīng)時(shí)間 16 5.3.3 輸入輸出的確定 17 5.3.4 硬件接線圖………………………………………………………………………………………………………………18 第6章 總 結(jié) 19 致 謝 20 參考文獻(xiàn) 21 附錄 22 第1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 PLC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。 PLC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。可編程序控制器及其有關(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、接觸器為主體的控制裝置。繼電器、接觸器是一些電磁開關(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)是接通或斷開電路的部件，按勵(lì)磁線圈通電前的狀態(tài)又可分為常開和常閉兩種類型。線圈通電前呈斷開狀態(tài)的為常開觸點(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、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)，常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，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，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，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，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，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。現(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)及觸頭在開閉時(shí)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PLC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)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。 第2章 PLC安裝與傳感器種類 2.1安裝可靠性技術(shù)要求 PLC是專門為工業(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 ① 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，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，開關(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)…。 ② 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)。 ③ 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10．55Hz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。 ④ 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。 ⑤ 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。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I／O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I／O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)開關(guān)柜內(nèi)。PLC的輸入輸出最好分開走線，開關(guān)量和模擬量也要分開敷設(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1／10。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) I／O端的接線 ① 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。盡可能采用常開觸點(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。 ② 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。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PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。PLC的接地線與機(jī)器的接地端相接，接地線的截面積應(yīng)不小于2平方毫米，接地電阻小于100歐；如果要用擴(kuò)展單元接地點(diǎn)應(yīng)與基本單元接地點(diǎn)接在一起。為抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給PLC接上專用地線，接地點(diǎn)應(yīng)與動(dòng)力設(shè)備的接地點(diǎn)分開；若達(dá)不到這種要求，也必須做到與其他設(shè)備公共接地，禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC。 2.2 傳感器的種類 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。 傳感器有許多分類方法，但常用的分類方法有兩種，一種是按被測(cè)物理量來(lái)分；另一種是按傳感器的工作原理來(lái)分。 按被測(cè)物理量劃分的傳感器，常見的有：溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等。 按工作原理可劃分為： 1．電學(xué)式傳感器 電學(xué)式傳感器是非電量電測(cè)技術(shù)中應(yīng)用范圍較廣的一種傳感器，常用的有電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、磁電式傳感器及電渦流式傳感器等。 電阻式傳感器是利用變阻器將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)的原理制成。電阻式傳感器一般有電位器式、觸點(diǎn)變阻式、電阻應(yīng)變片式及壓阻式傳感器等。電阻式傳感器主要用于位移、壓力、力、應(yīng)變、力矩、氣流流速、液位和液體流量等參數(shù)的測(cè)量。 電容式傳感器是利用改變電容的幾何尺寸或改變介質(zhì)的性質(zhì)和含量，從而使電容量發(fā)生變化的原理制成。主要用于壓力、位移、液位、厚度、水分含量等參數(shù)的測(cè)量。 電感式傳感器是利用改變磁路幾何尺寸、磁體位置來(lái)改變電感或互感的電感量或壓磁效應(yīng)原理制成的。主要用于位移、壓力、力、振動(dòng)、加速度等參數(shù)的測(cè)量。 磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，把被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電量制成。主要用于流量、轉(zhuǎn)速和位移等參數(shù)的測(cè)量。 電渦流式傳感器是利用金屑在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線，在金屬內(nèi)形成渦流的原理制成。主要用于位移及厚度等參數(shù)的測(cè)量。 2．磁學(xué)式傳感器 磁學(xué)式傳感器是利用鐵磁物質(zhì)的一些物理效應(yīng)而制成的，主要用于位移、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的測(cè)量。 3．光電式傳感器 光電式傳感器在非電量電測(cè)及自動(dòng)控制技術(shù)中占有重要的地位。它是利用光電器件的光電效應(yīng)和光學(xué)原理制成的，主要用于光強(qiáng)、光通量、位移、濃度等參數(shù)的測(cè)量。 4．電勢(shì)型傳感器 電勢(shì)型傳感器是利用熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等原理制成，主要用于溫度、磁通、電流、速度、光強(qiáng)、熱輻射等參數(shù)的測(cè)量。 5．電荷傳感器 電荷傳感器是利用壓電效應(yīng)原理制成的，主要用于力及加速度的測(cè)量。 6．半導(dǎo)體傳感器 半導(dǎo)體傳感器是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、磁電效應(yīng)、半導(dǎo)體與氣體接觸產(chǎn)生物質(zhì)變化等原理制成，主要用于溫度、濕度、壓力、加速度、磁場(chǎng)和有害氣體的測(cè)量。 7．諧振式傳感器 諧振式傳感器是利用改變電或機(jī)械的固有參數(shù)來(lái)改變諧振頻率的原理制成，主要用來(lái)測(cè)量壓力。 8．電化學(xué)式傳感器 電化學(xué)式傳感器是以離子導(dǎo)電為基礎(chǔ)制成，根據(jù)其電特性的形成不同，電化學(xué)傳感器可分為電位式傳感器、電導(dǎo)式傳感器、電量式傳感器、極譜式傳感器和電解式傳感器等。電化學(xué)式傳感器主要用于分析氣體、液體或溶于液體的固體成分、液體的酸堿度、電導(dǎo)率及氧化還原電位等參數(shù)的測(cè)量。 另外，根據(jù)傳感器對(duì)信號(hào)的檢測(cè)轉(zhuǎn)換過(guò)程，傳感器可劃分為直接轉(zhuǎn)換型傳感器和間接轉(zhuǎn)換型傳感器兩大類。前者是把輸入給傳感器的非電量一次性的變換為電信號(hào)輸出，如光敏電阻受到光照射時(shí)，電阻值會(huì)發(fā)生變化，直接把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出；后者則要把輸入給傳感器的非電量先轉(zhuǎn)換成另外一種非電量，然后再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，如采用彈簧管敏感元件制成的壓力傳感器就屬于這一類，當(dāng)有壓力作用到彈簧管時(shí)，彈簧管產(chǎn)生形變，傳感器再把變形量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。 第3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。 3.1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 Sorting 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?，隨著物流大環(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。 3.2 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。 ? 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、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)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。 圖2-1郵件分揀系統(tǒng)的工作原理圖 第4章 傳感器及PLC的選擇 由于本設(shè)計(jì)中所選用的傳感器有光電傳感器和掃碼器兩種，所以只需兩種型號(hào),即：歐姆龍E3JM及西門子MV440/MV420。 打碼器定義： 打碼器是一種讀取條形碼信息的機(jī)器。利用發(fā)射出紅外線光源，然后根據(jù)反射的結(jié)果，利用芯片來(lái)譯碼，最后再返回條形碼所代表的正確字符。 1、掃描 條形碼是由黑與白的線條組合而成的，而條形碼掃描器就是借助黑 與白對(duì)紅外線 反射程度的不同來(lái)判斷條形碼的寬度。條形碼掃描器內(nèi)有感應(yīng)器，會(huì)根據(jù)反射光線強(qiáng)度的不同而產(chǎn)生高低不同的電壓，進(jìn)而產(chǎn)生邏輯數(shù)據(jù)，如圖1 所示。條形碼掃描器所接收到的邏輯信號(hào)，可以根據(jù)編碼規(guī)則，來(lái)產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，如圖2所示。圖 1 通過(guò)掃描產(chǎn)生不同電壓 圖2 根據(jù)編碼規(guī)則產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 2、光學(xué)原理 掃描條形碼時(shí)，條形碼掃描器會(huì)發(fā)出紅外線，并根據(jù)反射回來(lái)的光線強(qiáng)度而輸出強(qiáng)度不同的邏輯信號(hào)，然后再將這些信號(hào)送入條形碼譯碼器去譯碼。 掃碼器的分類 條形碼掃描儀分為掌上型和桌上型，掌上型又分為光罩型和激光型。光罩型的激光的光束約有1~2 條,而桌上型大多為激光型，激光光束為1~20 條不等，采用網(wǎng)狀分布，條數(shù)越多掃描速度越快，因此像超市等場(chǎng)所因?yàn)橐笏俣瓤於蠖嗍褂米郎闲蛼呙鑳x。 掌上型掃描儀的掃描原理： 　　光罩型：在前端發(fā)出數(shù)個(gè)光源，再接收由條形碼中白色線條反射的位置及大小來(lái)判斷數(shù)據(jù)。 激光型：在前端發(fā)出直線型紅外線，左右來(lái)回掁動(dòng)掃描條形碼，再接收由條形碼中白色線條反射的位置及大小來(lái)判斷數(shù)據(jù) 西門子MV440/MV420： SIMATIC MV420/MV440是專為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的讀碼器設(shè)備，是用于在工業(yè)環(huán)境中讀取一維/二維碼的讀碼設(shè)備（也可讀取字符）。一般在生產(chǎn)線上對(duì)產(chǎn)品及外包裝上的一維/二維碼進(jìn)行讀取，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程的控制。 　　典型應(yīng)用： 　　西門子MV440/MV420技術(shù)/功能特性： 主要特點(diǎn)： 　　■ IP67的高防護(hù)等級(jí)及防震動(dòng)、耐沖擊適用于各種嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境 　　■ 多種可選參數(shù) 　　– 分辨率640 x 480, 752 x 480或1024 x 768像素 　　– 可選“校驗(yàn)”功能 　　– 可連接外部光源 　　■ 高讀取速度 　　– 特殊的解碼算法“ID-Genius”（對(duì)低對(duì)比度的DPM直接打碼有高讀取率） 　　–最高每秒80次讀操作 　　–最多可存儲(chǔ)14個(gè)示教碼類型 　　–多碼同時(shí)讀取功能（同一視場(chǎng)內(nèi)最多可同時(shí)解50個(gè)碼） 　　■ 通訊接口 　　– 可直接連接PROFINET 　　– 以太網(wǎng)，RS232，可編程數(shù)字輸入/輸出接口 　　– PROFIBUS DP (通過(guò)ASM系列通訊模塊) 　　– 在同一個(gè)通訊模塊上可以同時(shí)連接MV420, MV440及RFID讀取器 　　■ 自動(dòng)觸發(fā) 　　– 可無(wú)需外部觸發(fā)自動(dòng)記錄圖像 　　■ 基于網(wǎng)頁(yè)的用戶界面 　　– 可通過(guò)安裝有IE程序及JAVA插件的可編程設(shè)備及電腦方便的調(diào)試及運(yùn)行（無(wú)需其他特殊軟件） 　　– 豐富的控制及監(jiān)控功能 　　– 可在SIMATIC WinCC flexible/WinCC上定制用戶界面 　　– 靈活的診斷及記錄功能 　　與自動(dòng)化系統(tǒng)及IT系統(tǒng)的無(wú)縫連接 歐姆龍E3JM: 特點(diǎn)：AC／DC自由電源型 實(shí)現(xiàn)降低成本的2種類型端子板型/E3JM,配線／調(diào)整方便導(dǎo)線引出型/E3JK,在細(xì)長(zhǎng)的機(jī)體內(nèi)凝集功能，且經(jīng)濟(jì)型 小型放大器內(nèi)置型光電開關(guān),機(jī)體細(xì)長(zhǎng)，節(jié)約空間，體積僅為505017.4mm,M.S.R機(jī)能可檢測(cè)平滑，有光澤物體,新式光電-IC，增強(qiáng)抗干擾,電源逆接，輸出短路和輸出逆接保護(hù). 本系統(tǒng)中PLC的選型及特點(diǎn) 1、三菱FX系列PLC簡(jiǎn)介 三菱FX系列是由電源、CPU、存儲(chǔ)器和輸入輸出器件組成的單元型可編程控制器。而且，AC電源、DC輸入型的內(nèi)裝DC24V電源可作為傳感器的輔助電源?；締卧捎靡子诰S修的裝卸端予臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)型內(nèi)裝8K步有備用電池的RAM存儲(chǔ)器。另外，若采用可選的存儲(chǔ)卡盒，最大可擴(kuò)展到16K步。FX2N內(nèi)含計(jì)時(shí)功能，可以進(jìn)行時(shí)間控制。FX2N系列是PLC FX家族中最先進(jìn)的系列。 FX2N系列具有如下優(yōu)點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為提升機(jī)的自動(dòng)化控制提供最大的靈活性和控制能力。 FX2N系列PLC的硬件 FX2N系列具有較高的擴(kuò)展能力以及高水平的性能表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： (1)靈活的配置 (2)高速運(yùn)算 (3)突出的寄存器容量 (4)豐富的元件資源 FX2N系列PLC內(nèi)設(shè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，使用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)實(shí)時(shí)時(shí)鐘可滿足對(duì)時(shí)間靈敏的應(yīng)用要求；增加了過(guò)程控制，可使用FX2N PID指令或易于使用的FX2N-2LC溫控模塊；網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)，完全充足的網(wǎng)絡(luò)模塊式數(shù)據(jù)通信容易實(shí)現(xiàn)；具有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)指令集，使用32位處理、浮點(diǎn)數(shù)、方根和三角幾何指令滿足數(shù)學(xué)功能要求很高的情況；使用DIN導(dǎo)軌或便利的安轉(zhuǎn)孔直接安裝表盤，易于安裝；基于Windows的GX—Developer或FX／PCS-Win軟件能快速、容易的開發(fā)程序；方便直觀的操作員界面， 從一條完整的線路或操作員界面來(lái)選擇數(shù)據(jù)編輯和顯示；為大量實(shí)際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能，以滿足不同的需求——模擬I／O，高數(shù)計(jì)數(shù)器等。 PLC在提升機(jī)電控系統(tǒng)中的運(yùn)行是穩(wěn)定可靠的，這一技術(shù)值得大力推廣?？紤]到礦井提升機(jī)工作性質(zhì)和環(huán)境的特殊性，在具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題： (1)抗干擾性 由于礦井提升機(jī)系統(tǒng)工作在電磁干擾較嚴(yán)重的環(huán)境中，為保證設(shè)備工作正常，選型時(shí)應(yīng)特別注意PLC的電磁兼容性指標(biāo)。同時(shí)最主要部件采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁性性能良好的材料進(jìn)行屏蔽， 以防有外界干擾。 (2)采用冗余結(jié)構(gòu) 根據(jù)對(duì)元件和系統(tǒng)的事故率分析以及對(duì)PLC主機(jī)工作可靠性的分析，在影響由PLC構(gòu)成的制系統(tǒng)正常工作的原因中，PLC本身輸入輸出接口處的故障等，都是重要因素。為保證提升機(jī)運(yùn)行安全可靠，應(yīng)發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)，在安全、監(jiān)視、制動(dòng)等系統(tǒng)中，采用有高度安全可靠性能的冗余結(jié)構(gòu)形式，一旦發(fā)生故障，備用裝置可以立即投入運(yùn)行。 (3)采用模塊式結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)有助于在故障情況下修復(fù)。因?yàn)橐坏┎槌瞿骋欢文K出現(xiàn)故障，就能迅速更換，使系統(tǒng)恢復(fù)正常。 第5章. 郵件分揀系統(tǒng)PLC控制硬件部分 5. 1 PLC控制范圍及要求： 按下啟動(dòng)按鈕，傳送帶1啟動(dòng)，當(dāng)測(cè)件傳感器時(shí)，傳送帶2啟動(dòng)，傳送帶1停止。1秒鐘后又見到達(dá)打碼器處夾緊打碼，打碼完成后松開，郵件繼續(xù)傳送。當(dāng)相應(yīng)傳感器檢測(cè)到相應(yīng)的編碼時(shí)，對(duì)應(yīng)的氣缸啟動(dòng)，郵件進(jìn)入下級(jí)分揀，當(dāng)氣缸到達(dá)限位時(shí)返回原位，當(dāng)下級(jí)分揀中相應(yīng)傳感器檢測(cè)到相應(yīng)的編碼時(shí)，對(duì)應(yīng)的氣缸啟動(dòng)，郵件進(jìn)入指定區(qū)域。按下停止按鈕，全部停止。 5.2 分揀機(jī)的動(dòng)作過(guò)程 郵件分揀系統(tǒng)模擬圖 : 郵件分揀系統(tǒng)模擬圖 5.3機(jī)型的選擇及輸入輸出的確定 5.3.1 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：開關(guān)量輸入，輸出點(diǎn)數(shù)；用戶的程序水平。 所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(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。 5.3.2 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D／A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算。另外，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。 5.3.3 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分配見下表: 輸入 輸出 原件 符號(hào) 原件 符號(hào) 啟動(dòng) X0 傳送帶1 Y0 停止 X1 傳送帶2 Y1 測(cè)件傳感器 X2 夾緊打碼 Y2 掃碼器（江蘇） X3 氣缸（江蘇） Y3 掃碼器（安徽） X23 氣缸（安徽） Y4 掃碼器（浙江） X24 氣缸（浙江） Y5 掃碼器（無(wú)錫） X4 氣缸（無(wú)錫） Y6 掃碼器（常州） X25 氣缸（常州） Y7 掃碼器（南京） X26 氣缸（南京） Y10 掃碼器（滁州） X5 氣缸（滁州） Y11 掃碼器（六安） X27 氣缸（六安） Y12 掃碼器（安慶） X30 氣缸（安慶） Y13 掃碼器（杭州） X6 氣缸（杭州） Y14 掃碼器（嘉興） X31 氣缸（嘉興） Y15 掃碼器（寧波） X32 氣缸（寧波） Y16 氣缸限位（江蘇） X7 　 　 氣缸限位（安徽） X10 　 　 氣缸限位（浙江） X11 　 　 氣缸限位（無(wú)錫） X12 　 　 氣缸限位（常州） X13 　 　 氣缸限位（南京） X14 　 　 氣缸限位（滁州） X15 　 　 氣缸限位（六安） X16 　 　 氣缸限位（安慶） X17 　 　 氣缸限位（杭州） X20 　 　 氣缸限位（嘉興） X21 　 　 氣缸限位（寧波） X22 　 　 氣缸限位（夾緊打碼） X33 　 　 輸入輸出表 5.3.4 硬件接線圖： 第6章 總 結(jié) 本文主要利用PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、配套齊全、功能完善，適用性強(qiáng)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)建造量小、維護(hù)方便等等優(yōu)點(diǎn)，采用FX2N型PLC，實(shí)現(xiàn)郵件自動(dòng)分揀的自動(dòng)控制。 論文在深入研究PLC控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成了以下幾方面的工作： 1) 系統(tǒng)分析了自動(dòng)分揀系統(tǒng)的要求，完成了基于PLC控制的郵件自動(dòng)分揀系統(tǒng)的部分設(shè)計(jì)。 2) 制器是控制系統(tǒng)的核心部分，在全面分析了可編程控制器的基礎(chǔ)上確定采用三菱PLC作為本課題的控制器，使系統(tǒng)的開放性和通用性大大加強(qiáng)。 3) 對(duì)控制系統(tǒng)工藝流程進(jìn)行了細(xì)化，優(yōu)化了系統(tǒng)控制邏輯；設(shè)計(jì)了PLC控制系統(tǒng)軟件并進(jìn)行調(diào)試，提高了系統(tǒng)的可靠性和通用性。 致 謝 本論文是在楊漾老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的，從論文選題到論文完成的整個(gè)過(guò)程中，都凝聚了導(dǎo)師的心血。導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和一絲不茍的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，必將對(duì)我今后的工作和生活產(chǎn)生極大的影響。我還感謝學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)和同學(xué)們，是他們?cè)趯W(xué)習(xí)上給了我許多便利和支持，使我能有更多的時(shí)間和更好的條件做好論文。 在此，再一次向楊老師表示我最誠(chéng)摯的謝意，向我的家人及學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)同學(xué)們表示感謝。 參考文獻(xiàn) [1] 《電氣與PLC綜合控制技術(shù)》朱文勝，趙斯軍.蘇州大學(xué)出版社，2008 [2] 《可編程控制器原理及應(yīng)用》路林吉，王堅(jiān)．清華大學(xué)出版社，2002 [3] 《PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用》廖常初．機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [4] 《PLC的發(fā)展》寨希林，曲非非．微計(jì)算機(jī)信息，2002 [5] 《PLC編程及應(yīng)用》廖常初．機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [6] 《PLC的選型問(wèn)題》王兆義．上海電器技術(shù)，1997 [7] 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