PLC邮件分拣系统

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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113.2 语句表173.3 程序图中各辅助触点的作用19

2、3.4 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 24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。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

3、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 Controll

4、er)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 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

5、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

6、。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

7、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

8、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

9、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

10、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，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 软件方面有的已与通用计算机系统兼容。编程语言除了传

11、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 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

12、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。PLC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

13、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

14、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OPLC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、控制系统的设计、安装、调试方便OPLC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

15、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 境温度湿度变化的能力，因此PLC很容易装入机械设备内部，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

16、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