基于PLC的邮件分拣控制系统设计.docx

电气控制课程设计

评语：

考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成绩（100）

专业：自动化
班级：动1001班
姓名：武明强
学号：201008430
指导教师：张斌

兰州交通大学自动化与电气工程学院
2013年07月12日
基于PLC的邮件分拣控制系统设计
1邮件分拣机设计要求
1）当按下启动按钮时，传送带开始运转(即电动机M5启动)，绿灯L2亮，表示可以进邮件。
2）接近开关S1～S6为邮件检测开关，当接近开关S1为闭合状态时表示邮件分拣机检测到有邮件到来。
3）输入模拟邮件的邮政编码，分别以1、2，3、4、5代表北京、上海、广州重庆、沈阳5个城市的邮政编码，即正常的邮政编码值为1、2、3、4、5。
4）检测邮政编码，如果不是这5个数，传送带停止运转；如果是这5个数中的任意一个，则红灯L1亮，绿灯L2灭，传送带持续运行。当接近开关S2为闭合状态时时，表明邮件到达第一个邮箱处，如果邮件编码与此处编码相同，则传送带停止运转，电动机M1启动推动推杆，将此邮件分拣到相应邮箱内，此时，接近开关S2变为断开状态，电动机M1的推杆自动收回；如果邮件编码不符合，则传送带继续保持运行，当接近开关S3为闭合状态时表明邮件到达第二个邮箱出，再次进行比较，若邮政编码相符合，则可由推杆导入第二个邮箱，否则送至下一个邮箱处，继续进行比较检测，依次类推，最终将邮件被分拣到对应的邮箱中。
5）在上一步骤的情况下，且邮件编码在识别的范围之内，如果不是前四个邮箱中的邮件，则最终邮件自动进入最后一个邮箱。
2系统硬件设计
2.1任务分析
邮件检测开关S1～S6采用接近开关，与启动按钮、复位按钮和停止按钮共同作为PLC的输入进行分配I／O地址，其中接近开关S1～S6在邮件被分拣到邮箱内以后会自动复位。电动机M1～M4的邮件分拣推杆在邮件被分拣到邮箱内以后，将会自动弹回原位。邮码设置可以通过外部拨码盘输入来实现，但基于PLC的模拟仿真，只能在程序设计部分选用了MOVE指令来实现邮件编码的模拟输入，最后通过比较器实现邮件目的地的识别，从而完成分拣任务。
根据以上任务分析，该系统有5台电机，2个指示灯，6个接近开关，5个邮箱，3个按钮，1个传送带装置，共同组成了分拣系统。在本次设计中选用西门子S7-300系列PLC。
2.2硬件示意图

图1邮件分拣机的示意图
2.3硬件组态
硬件组态表如下
槽号模块1电源模块PS30710A2CPU模块CPU3144输入模块DI32×DC24V5输出模块DO32×DC24V/0.5A
表1硬件组态表
2.4I／O地址分配
输入量输出量启动按钮SB1I0.0红灯（L1）Q4.0复位按钮SB2I0.1绿灯（L2）Q4.1停止按钮SB3I0.2传送带M5Q4.2接近开关S1I0.3电动机M1Q4.3接近开关S2I0.4电动机M2Q4.4接近开关S3I0.5电动机M3Q4.5接近开关S4I0.6电动机M4Q4.6接近开关S5I0.7接近开关S6I1.0表2I/O地址分配表
2.5PLC硬件接线图
根据任务分析及I/O地址分配，绘制PLC硬件接线图，如图2所示。

图2PLC硬件接线图
3系统软件设计
3.1软件设计流程图
根据控制要求，系统软件设计流程图如图3所示。

图3系统流程图

3.2控制系统梯形图
系统软件设计选用梯形图程序，程序如图4所示。

图4梯形图程序
4系统仿真结果
1按下开启按钮，传送带开始运转，绿灯亮。

2接近开关S5闭合，传送带停止运转，电动机M4开始启动，红灯亮。

3按下停止按钮，各个电动机停止运转。

4按下复位按钮，邮件可以再次进入。

5课程设计总结
课程设计是培养我们综合运用所学知识，解决实际问题的重要环节，是对实际能力的具体训练和考察过程，总结本次电气控制PLC课程设计，我收益颇多。在此过程中，我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。从理论到实践，从应用设计到仿真调试，历时多天，失败多次，在失败中不断总结经验，在此过程中巩固了以前所学过的知识，理解由课本理论知识上升到实物和实践模拟，在模拟中，对STEP7系统仿真软件，以及Visio绘图软件有了进一步的应用和了解，学到了很多在课本上没有学到过的内容。