1、目 录第一章、绪论 11.1 课题的研究背景及意义 .11.2 PLC 的概述 11.2.1 PLC 的产生背景 21.2.2 PLC 的发展过程 21.2.3 PLC 的特点 31.3 PLC 控制系统程序设计的步骤 .3第二章、邮件自动分拣系统 42.1 自动分拣系统概述 42.2 自动分拣系统的主要特点 42.3 邮件分拣系统 PLC 控制硬件部分 52.3.1 PLC 控制范围及要求： 62.3.2 分拣机的动作过程 62.4 机型的选择及输入输出的确定 .72.4.1 内存估计 72.4.2 响应时间 82.4.3 输入输出的确定 9第三章、PLC 控制程序 .103.1 梯形图程序
2、 .113.2 语句表 .173.3 程序图中各辅助触点的作用 .193.4 程序图中各个定时器的作用 .19第四章、安装与调试 .204.1 安装可靠性技术要求 .204.2 PLC 程序的调试运行 22第五章、总结 .23第六章、 参考文献 .241第一章 绪论1.1 课题的研究背景及意义随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个企业都迫切地需要改进技术，提高效率，尤其在需要进行分拣及缓冲、传送的单位，以往一直采用人工分拣的方法，效率低成本高。为解决上述问题，将 PLC 技术应用到分拣装置中用以提高生产效率降低生产成本是一个很好的途径。本文就介绍了 PLC 在邮件分拣系统中的应用
3、。1.2 PLC 的概述目前，世界上有 200 多个厂家生产 300 多品种 PLC 产品，而我国 PLC 生产厂有约 30 家，却并没有真正形成大规模的生产能力和名牌产品，其中有一部分厂家是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产。但同时，我国在 PLC 应用方面却很活跃，近年来每年约新投入 10 万台套 PLC 产品，年销售 30 亿人民币，应用的行业也很广阔川。所以说，对我国 PLC 生产厂家来说如何生产出拥有自主知识产权的 PLC 产品，并形成规模化生产，打造中国自己的 PLC品牌是其面临的一大课题。一句话，PLC 自诞生之日起就成为自动控制领域一颗耀眼的明星，到今天已经发展为一个极其巨大的
4、产业，也形成了其在自动化控制领域中短期内不可被替代的地位。PLC 即可编程控制器（Pragrammable Logic Controller）是一种数字运算操作的电子系统，是在 20 世纪 60 年代末面向工业环境由美国科学家首先研制成功的。它采用可编程序的存储器，其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都是按易于与工业控制系统形成一体、易于扩充其功能的原则设计的。PLC 自产生至今只有 30 多年的历史，却得到了迅速发展和广泛应用，成为当代工业自动化的主要支柱之一。1.2.1
5、PLC 的产生背景在 PLC 诞生之前，工业控制设备的主流品种是以继电器、接触器为主体的控制装置。继电器、接触器是一些电磁开关。其结构是由励磁线圈、铁心磁路、触点等部件组成。其中触点是接通或断开电路的部件，按励磁线圈通电前的状态又可分为常开和常闭两种类型。线圈通电前呈断开状态的为常开触点，呈接通状态的为常闭触点。同一只接触器或继电器常有多对常开、常闭触点。当励磁线圈通电，衔铁在磁力作用下被铁心吸合时，常开触点接通，常闭触点断开，以完成电路连接的切换。触点又分为主触点及辅助触点。用于主回路，控制较大电流的触点是主触点。用于控制电路，只能通过较小电流的触点称为辅助触点。通过继电器、接触器及其它控制
6、元件的线路连接，可以实现一定的控制逻辑，从而实现生产设备的各种操作控制。人们将由导线连接决定器件间逻辑关系的控制方式称为接线逻辑。随着工业自动化程度的不断提高，使用继电器电路构成工业控制系统的缺陷不断暴露出2来。首先是复杂的系统使用成百上千个各种各样的继电器，成千上万根导线连接得密如蛛网。只要有一个继电器、一根导线出现故障，系统就不能正常工作，这就大大降低了这种接线逻辑系统的可靠性。其次是这样的系统维修及改造很不容易，特别是技术改造，当试图改变设备的工作过程以改善设备的功能时，人们宁愿新生产一套控制设备也都不愿意将继电器控制柜中的线路重接。而在 20 世纪 60-70 年代，社会的进步要求制造
7、业生产出小批量、多品种多规格、低成本、高质量的产品以满足市场需要，不断地提出改善生产机械功能的要求。加上当时电子技术已经有了一定的发展，于是人们开始寻求一种以存储逻辑代替接线逻辑的新型工业控制设备。这就是 PLC。1.2.2 PLC 的发展过程1968 年，美国通用汽车公司(GM)为适应汽车型号的不断翻新，想寻找一种能减少重新设计控制系统和接线、降低成本、缩短时间的措施，并设想把计算机功能的完备、灵活通用和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用面向控制过程、面向用户的，自然语言，编程，使不熟悉计算机的人也
8、能方便地使用。1969 年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第 1 台 PLC，并在 GM 公司的汽车自动装配线上首次使用，获得成功。从此，这项新技术便迅速发展起来。1971 年日本从美国引进了该项新技术，很快就研制出了日本第 1 台 PLC。1973-1974 年，西德和法国也相继研制出了自己的第 1 台 PLC。中国从 1974 年开始研制，1977 年应用于工业生产。限于当时的元器件条件和计算技术的发展水平，早期的 PLC 主要由分立元件和小规模集成电路组成。1959-1973 年是 PLC 的初创时期。在这个时期，PLC 从有触点不可编程的硬接线顺序控制器发展成为小型机的无触点可编
9、程逻辑控制器，可靠性比以往的继电器控制系统有较大提高，灵活性也有所增强。其主要功能限于逻辑运算、计时、计数和顺序控制，CPU 由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。1974-1977 年是 PLC 的发展中期。在这个时期，由于 8 位单片 CPU 和集成存储器芯片的出现，PLC 得到了迅速发展和完善，并逐步趋向系列化和实用化，普遍应用于工业生产过程控制。PLC 除了原有功能外，又增加了数值运算、数据的传递和比较、模拟量的处理和控制等功能，可靠性进一步提高，开始具备自诊断功能。1978-1983 年，PLC 进入成熟阶段。这个时期，微型计算机行业已出现了 16 位CPU，MCS-51 系列
10、单片机也由 Intel 公司推出，使 PLC 也开始朝着大规模、高速度和高性能方向发展，PLC 的生产量在国际上每年以 30%的递增量迅速增长。在结构上，PLC 除了采用微处理器及 EPROM，EEP-ROM，CMCS RAM 等 LSI 电路外，还向多微处理器发展，使 PLC 的功能和处理速度大大提高；PLC 的功能又增加了浮点运算、平方、三角函数、相关数、查表、列表、脉宽调制变换等，初步形成了分布式可编程控制器的网络系统，具有通讯功能和远程I/O 处理能力，编程语言较规范和标准化。此外自诊断功能及容错技术发展迅速，使 PLC 系统的可靠性得到了进一步提高。1984 年后，PLC 的规模更大
11、，存储器的容量又提高了 1 个数量级（最高可达 896K） ，有的 PLC 已采用了 32 位微处理器，多台 PLC 可与大系统一起连成整体的分布式控制系统，在3软件方面有的已与通用计算机系统兼容。编程语言除了传统的梯形图、流程图语句表外，还有用于算术的 BASIC 语言、用于机床控制的数控语言等。在人机接口方面，采用了现实信息等更多直观的 CRT，完全代替了原来的仪表盘，使用户的编程和操作更加方便灵活。PLC 的I/O 模件一方面发展自带微处理器的智能 I/O 模件，另一方面也注意增大 I/O 点数，以适应控制范围的增大和在系统中使用 A/D，D/A 通讯及其他特殊功能模件的需要。同时，各
12、PLC生产厂家还注意提高 I/O 的密集度，生产高密度的 I/O 模件，以节省空间，降低系统的成本。1.2.3 PLC 的特点一、控制结构简单，通用性强，使用方便。由于 PLC 产品的系列化和模块化，PLC 配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，当控制对象的硬件配置确定以后，就可通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。二、功能性强，适应面广。现代 PLC 不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能，而且还具有 A/D 和 D/A 转换、数值运算、数据处理等功能。因此，它既可对开关量进行控制，也可对模拟量进行控制，既可控制 1 台生产机械、1 条生产线，也可控制 1 个生产过程。PL
13、C 还具有通讯联络功能，可与上位干扰信号有良好的抑制作用。软件方面，设置故障检测与诊断程序。采用以上抗干扰措施后，PLC 平均无故障时间大大延长。三、抗干扰能力强，可靠性高。继电器接触器控制系统虽有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害，大大降低了系统的可靠性。而 PLC 采用微电子技术，带领的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线呗软件程序所取代，故其寿命长，可靠性大大提高。微机虽然有很强的功能但抗干扰能力差，工业现场的电磁干扰、电源波动、机械振动、温度和湿度的变化，都可能使一般通用微机不能
14、正常工作。而 PLC 在电子线路、机械结构及结构上都吸取了生产控制经验，主要模块都采用了大规模与超大规模集成电路，I/O 系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震都有精确考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施；在软件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施所有这些使 PLC 具有较高的抗干扰能力，目前各生产厂家生产的 PLC，平均无故障期都大大超过了 IEC 规定的 10 万小时，有的甚至达到了几十万小时、四、编程方法简单，容易掌握。PLC 配备有易于接受和掌握的梯形图语言。该语言编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。五、控制系统的设
15、计、安装、调试方便。PLC 用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等部件，硬软件齐全，且为模块化积木式结构，并已商品化故可按性能、容量（输入、输出点、内存大小）等选用组装。又由于用软件编程取代了硬接线实现控制功能，使安装接线工作量大大减小，设计人员只要有一台 PLC 就可进行控制系统的设计并可在实验室进行模拟调试，而继电接触器系统需在现场调试，工作量大且繁琐。六、体积小，质量小，功耗低，由于 PLC 是将微电子技术应用于工业控制设备的新型产品，因而结构紧凑，坚固，体积小，质量小，功耗低，而且具有很好的抗震性和适应环境温4度湿度变化的能力,因此 PLC 很容易装入机
16、械设备内部，是实现机电一体化较理想的控制设备七、维修方便工作量小 PLC 具有完善的自诊断、履历情报存储及监视功能，对于其内部工作状态、通信状态异常状态和输入输出点的状态均有显示。工作人员通过它可以检查出故障原因，工作人员通过它可以查出故障原因，便于迅速处理，及时排除。控制柜的设计、安装接线工作量大为减少。1.3 PLC 控制系统程序设计的步骤在对一个控制系统进行设计之前，最重要的工作就是深入了解和分析系统的控制要求，只有这样才可能提出准确的、合理的系统总体设计方案，进而实现各个阶段的设计任务。PLC 程序设计的主要步骤是： 对于较复杂的控制系统，需绘制系统控制流程图，用以清楚地表明动作的顺序
17、和条件。对于简单的控制系统，也可省去这一步。 设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。 根据梯形图编制语句表程序清单。 用编程器将程序键入到 PLC 的用户存储器中，并检查键入的程序是否正确。 对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。 待控制台(柜)及现场施工完成后，就可以进行联机调试。如不满足要求，再修改程序或检查接线，直到满足要求为止。 编制技术文件。 交付使用。第二章 邮件自动分拣系统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
18、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(automatic sorting system)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、输送装置及分拣道口四部分组成，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
19、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。52.1 自动分拣系统概述现代社会已将物流的高科技(自动分拣桃、自动化立体仓库、信息处理及通讯自动化等)广泛应用于各个流通领域。自动分拣系统(Automatic Sorting System)现在已成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。可以肯定，随着物流大环境的逐步改善，科学技术日新月异的进步，特别是感测技术(激光扫描)、电子标签及计算机控制技术等的引入使用，自动分拣系统在我国发展空间巨大。2.2 自动
20、分拣系统的主要特点在我国，自动分拣系统主要用于邮政业的信函分拣或机场的行李分拣等场合。自动分拣系统具有传统的人工分拣无可比拟的优势，其主要特点如下： 分拣效率高：由于采用流水线自动作业方式，自动分拣系统不受气候、时间、人的体力等因素的限制，可以连续运行，而且单位时间分拣件数多，因此它能够连续大批量的分拣物品。一般情况下，自动分拣系统可连续运行 100 个小时以上。中等效率的分拣系统每小时可分拣 7000 件物品。比起人工每小时最多分拣 150 件的效率来说，有点特别明显。更重要的是不需要大量的劳动力来从事分拣作业。实现了从劳动密集型到技术密集型的转变。 分拣误差率低：自动分拣系统的分拣误差率主
21、要取决于所输入分拣信息的准确性。而这又取决于分拣信息的输入机制。其中携带货物的相关载体和识别装置起着主导作用。如果采用人工输入，则误差率在 3%以上；如果采用条形码输入，在条形码喷码无误和无破损的情况下出错率很低。目前自动分拣系统主要采用条形码技术来识别货物；如果采用当前广泛研究的电子标签，则不仅解决了分拣过程中读取信息的不便，而且提高了系统的抗干扰能力和运行稳定性。 分拣作业基本实现无人化：国外建立自动分拣系统的目的之一就是为了减少劳动力的使用，降低劳动强度，自动分拣系统能最大限度减少人员的使用，基本做到无人作业。分拣系统本身并不需要人员，在分拣过程中主要从事以下工作：送货小车抵达自动分拣作
22、业线的进货端时，由人工接货；由人工控制分拣系统的运行；分拣系统的末端用人工将分拣出来的货物进行分包、堆盘、装车；自动分拣系统系统的经营、管理与维护。 自动分拣系统最早在我国邮政部门使用。邮件分拣作业是自动分拣的一个重要的应用领域，邮件分拣机依据邮件的地址，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。自动分拣系统的使用，改变了传统的手工作业的分拣方式，大大减轻了笨重的体力劳动，而且更为重要的是提高了邮件分拣作业的准确性。我国人口众多，人员之间的联系紧密，邮件数量相当巨大。近年来，随着我国经济的发展和社会的进步，邮政事业得到了空前发展。邮政通信网的技术含量不断增加，技术装备水平
23、也在不断提高，邮件处理已基本实现机械化，并且朝着自动化的方向迈进。其中，利用机器自动分拣邮件是一个重要的课题。国内的研究工作起源于 20 世纪 70 年代中期。20 多年来，科技人员不断跟踪国际分拣技术的发展状况，推陈出新。截止 1998 年底，全国共有106 套邮件自动分拣设备投入运行。供货厂家有国家邮政局上海研究所、德国 SIEMENS 公司、日本 NEC 公司。本文主要介绍邮件分拣机的工作原理。下图为某邮件分拣机的工作原理框图。它主要通过对在传送带上通过的邮件进行扫码获得邮件的信息，识别出邮政编码后由邮政编码的数字信息来控制邮件流向。6图 1 邮件分拣系统的工作原理图2.3 邮件分拣系统
24、 PLC 控制硬件部分2.3.1 PLC 控制范围及要求：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。硬件部分的分拣机是将软件识别出的邮政编码的编码信息随传送带分拣入各个代表唯一地址的邮箱中，如编码信息代表上海的就拣入上海的邮箱。2.3.2 分拣机的动作过程分拣机工作过程如下：XcXDXEXF 用拨码开关输入，当 XCXDXEXF 取值不是1、2、3、4（0001、0010、0011、0100、0101）时，L1 闪亮表示出错，按停止按钮无效。必须取 XCXDXEXF 为 1、2、
25、3、4（0001、0010、0011、0100、0101）后，再按停止按钮，复位一下，再按起动按钮，则 L2 亮表示可以进邮件，同时 M5 亮，S1 产生 1s 的脉冲闪亮。在这基础上当 XCXDXEXF 取值 0001 时，表示邮编第一个数字为 1，当按下 S2 表示检测到了，脉冲开始计数，经五个脉冲后 M2 亮 2s，表示开头为 1 的邮编进北京的邮箱，同时M5、L2、S1 灭 2s。当 XCXDXEXF 取值 0010 时，表示邮编第一个数字为 2，当按下 S2 表示检测到了，脉冲开始计数，经十个脉冲后 M2 亮 2s，表示开头为 2 的邮编进上海的邮箱，同时M5、L2、S1 灭 2s。
26、当 XCXDXEXF 取值 0011 时，表示邮编第一个数字为 3，当按下 S2 表示检7测到了，脉冲开始计数，经十五个脉冲后 M3 亮 2s，表示开头为 3 的邮编进天津的邮箱，同时 M5、L2、S1 灭 2s。当 XCXDXEXF 取值 0100 时，表示邮编第一个数字为 4，当按下 S2 表示检测到了，脉冲开始计数，经二十个脉冲后 M4 亮 2s，表示开头为 4 的邮编进武汉的邮箱，同时 M5、L2、S1 灭 2s。当 XCXDXEXF 取值 0101 时，表示邮编第一个数字为 5，当按下 S2 表示检测到了，脉冲开始计数，经二十五个脉冲后，M5、L2、S1 灭 2s，表示开头为 5 的
27、邮编进广州的邮箱。当开头为 1 的邮编检测到了，但 M1 还没亮时，转变 XCXDXEXF 的值，发生错误 L1 闪亮，情况就跟开头说的一样了，以此类推当其他号码检测到了，但还没投进箱子时，转变号码就发生错误。当邮编投进邮箱后再按 S2 表示检测到邮件工作。具体结构见图 2。图 2 分拣机工作过程2.4 机型的选择及输入输出的确定2.4.1 内存估计用户程序所需的内存容量受以下几个因素的影响：内存利率：开关量输入，输出点数；用户的程序水平。所需内存字数=开关量(输入+输出)总点数10；所需内存字数=模拟量点数100(只有模拟量输入)；所需内存字数=模拟量点数200(模拟量输入输出同时存)。该系
28、统控制程序比较小，而且输入输出点较少，因此内要求比较低。一般的 PLC 都能满足其要求。82.4.2 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。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A/D 和 DA 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/0 点数可知，在机型上可选用西门子公司生产的 CPU 型号为 226
29、型的微型可编程控制器。2.4.3 输入输出的确定可编程控制器系统 I/O 点数估算。系统 I/O 分配见下表输入 输出端子 功能 端子 功能I0.0 启动 Q0.0 指示进邮件I0.1 邮件检测 Q0.1 指示邮码是否正常I0.2 读码器输出的邮码 Q0.2 传送带运转接触器I0.3 读码器输出的邮码 Q0.3 指定邮码的推杆接触器I0.4 读码器输出的邮码 Q0.4 指定邮码的推杆接触器I0.5 读码器输出的邮码 Q0.5 指定邮码的推杆接触器I0.6 复位 Q0.6 指定邮码的推杆接触器Q0.7 指定邮码的推杆接触器由表可知共需 I/O 点数为 7 个输入，8 个输出其硬件连接图如下图 3
30、：9图 3 分拣机与 PLC 的硬件连接图10第三章 PLC 控制程序控制系统选用 SIEMENS S7-200 CPU226CN 型 PLC，它能够控制各种设备以满足自动化控制需求。S7-200 的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及其他智能模块通信等指令内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使 S7-200 成为各种控制应用的理想解决方案。邮件入箱控制软件设计流程：一是邮件检测；二是编码信息检测；三是编码信息转化为脉冲信号；四是邮件入箱；五是出错控制。PLC 控制部分程序流程图如下图 4。图 4 PLC 控制部分
31、程序流程图113.1 梯形图程序12131415163.2 语句表17LD 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 T
32、42, +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, +6418= 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
33、Q0.7TON 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= M10.0193.3 程序图中各辅助触点的作用 辅助继电器 功能M0.0 辅助显示正常邮码M0.1 辅
34、助显示正常邮码M0.2 辅助显示正常邮码M0.3 辅助显示正常邮码M0.4 辅助显示正常邮码M10.0 辅助复位M10.1 在邮码输入错误时互锁启动电路M10.2 辅助控制指示下一邮件可以进入M10.3 辅助控制传送带停止M11.0 错误邮码输入时启动定时器 T57，并辅助停止电机 M53.4 程序图中各个定时器的作用定时器 功能T40 根据邮码启动定时，1.6 秒后接通指定的分拣接触器T41 设定分拣时长，2.4 秒后提示下一邮件进入T42 根据邮码启动定时，3.2 秒后接通指定的分拣接触器T43 设定分拣时长，2.4 秒后提示下一邮件进入T44 根据邮码启动定时，4.8 秒后接通指定的分拣
35、接触器T45 设定分拣时长，2.4 秒后提示下一邮件进入T46 根据邮码启动定时，6.4 秒后接通指定的分拣接触器T47 设定分拣时长，2.4 秒后提示下一邮件进入T48 根据邮码启动定时，8 秒后接通指定的分拣接触器T49 设定分拣时长，2.4 秒后提示下一邮件进入T57 设定 L1 闪烁时每周期灯灭时长为 1.6 秒T58 设定 L1 闪烁时每周期灯亮时长为 1.6 秒20第四章 安装与调试4.1 安装可靠性技术要求PLC 是专门为工业生产服务的控制装置，通常不需要采取什么措施，就可以直在工业环境中使用。但是当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，都不能保证 PLC 的正常运
36、行，因此使用时应注意以下问题。1) 工作环境 温度PLC 要求环境温度在 55。C。安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大，开关柜上、下部应有通风的百叶窗，防止太阳光直接照射；如果周围环境温度超过 55。C，要安装电风扇，强迫通风。 湿度为了保证 PLC 的绝缘性能，空气的相对湿度应小于 85(无凝路)。 震动应使 PLC 远离强烈的震动源，防止振动频率为 1055Hz 的频繁或连续振动。当使用环境不可避免振动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。 空气避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有许多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将 PLC 安装在封闭性较好的控
37、制室或控制柜中，并安装空气净化装置。 电源PLC 供电电源为 50Hz、220(110)V 的交流电，对于电源线来的干扰，PLC 本身具有足够的抵御能力。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境，可以安装一台带屏蔽层的变比为 1：1 的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。还可以在电源输入端串接 LC 滤波电路。 S7-200 系列 PLC 有直流 24V 输出接线端，该接线端可以为输入传感器提供 24V 电源。当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使 PLC 接收到错误信息。2) 安装与布线21动力线、控制线以及 PLC 的电源线
38、和 IO 线应分别配线，隔离变压器与PLC 和 IO 之间应采用双绞线连接。PLC 应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。PLC 的输入输出最好分开走线，开关量和模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽电阻的110。PLC 基本单元与扩展单元以及功能模块的连接线缆应单独敷设，以防外界信号干扰。交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免同行。3) IO 端的接线 输入接线输入线一般不要超过 30mm。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入线可适当长些。输入输
39、出线不能用同一根电缆，输入输出线要分开。尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。 输出连接输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。由于 PLC 的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的寿命，因此采用电感性负载时选择继电器工作寿命要长。PLC 输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的
40、阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管的旁路电阻保护。4) 外部安全电路为了确保整个系统能在安全状态下可靠工作，避免由于外部电源发生故障、PLC 出现异常、误操作以及误输出造成的重大经济损失和人身伤亡事故，PLC外部应安装必要的保护电路。5）PLC 的接地良好的接地是保证 PLC 可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲22击危害。PLC 的接地线与机器的接地端相接，接地线的截面积应不小于 2 平方毫米，接地电阻小于 100 欧；如果要用扩展单元接地点应与基本单元接地点接在一起。为抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给 PLC 接上专用地线，接地点应与动力设备的接地点分开；若达不到这种要求，也
41、必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能靠近 PLC。4.2 PLC 程序的调试运行按下启动按钮 I0.0 绿灯 L1 亮后他表示邮件可以进入。当扫码器上检测元件检测到物体时，扫码器开始扫码，并将邮码输入 PLC。若邮码为正常值，则红灯 L2 亮，传送带开始动作。PLC 根据输入邮码启动相应定时器，当邮件到达指定邮箱位置时定时器接通，分拣推杆动作，将邮件分拣至邮箱内。2.4 秒后，红灯 L2 灭，绿灯 L1 亮，表示下一邮件可以进入。若输入邮码不是正常值，则红灯闪烁表示出错，传送带停止。重新启动后系统重新运行。23第五章 总结本文主要利用 PLC 作为通用工业控制计算
42、机，可靠性高、抗干扰能力强、配套齐全、功能完善，适用性强、系统设计建造量小、维护方便等等优点，采用 S7-200 型 PLC，实现邮件自动分拣的自动控制。论文在深入研究 PLC 控制技术的基础上，完成了以下几方面的工作：1) 系统分析了自动分拣系统的要求，完成了基于 PLC 控制的邮件自动分拣系统的部分设计。2) 制器是控制系统的核心部分，在全面分析了可编程控制器的基础上确定采用西门子 PLC 作为本课题的控制器，使系统的开放性和通用性大大加强。3) 对控制系统工艺流程进行了细化，优化了系统控制逻辑；设计了 PLC 控制系统软件并进行调试，提高了系统的可靠性和通用性。24第六章 参考文献1电气与 PLC 综合控制技术朱文胜，赵斯军.苏州大学出版社，20082可编程控制器原理及应用路林吉，王坚清华大学出版社，20023PLC 基础及应用廖常初机械工业出版社，20034PLC 的发展寨希林，曲非非微计算机信息，20025可编程序控制器原理及应用教程李树雄北京航空航天大学出版，20036可编程控制器 PLC 的基本原理及应用武峰电子世界，2002
