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1、電氣控制課程設(shè)計(jì)
評語：
考勤（10）
守紀(jì)（10）
過程（40）
設(shè)計(jì)報(bào)告（30）
答辯（10）
總成績（100）
專 業(yè)： 自動化
班 級： 動1001班
姓 名： 武明強(qiáng)
學(xué) 號： 201008430
指導(dǎo)教師： 張斌
蘭州交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院
2013年07月12日
基于PLC的郵件分揀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1 郵件分揀機(jī)設(shè)計(jì)要求
1）當(dāng)按下啟動按
2、鈕時(shí)，傳送帶開始運(yùn)轉(zhuǎn)(即電動機(jī)M5啟動)，綠燈L2亮，表示可以進(jìn)郵件。
2）接近開關(guān)S1～S6為郵件檢測開關(guān)，當(dāng)接近開關(guān)S1為閉合狀態(tài)時(shí)表示郵件分揀機(jī)檢測到有郵件到來。
3）輸入模擬郵件的郵政編碼，分別以1、2，3、4、5代表北京、上海、廣州重慶、沈陽5個城市的郵政編碼，即正常的郵政編碼值為1、2、3、4、5。
4）檢測郵政編碼，如果不是這5個數(shù)，傳送帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)；如果是這5個數(shù)中的任意一個，則紅燈L1亮，綠燈L2滅，傳送帶持續(xù)運(yùn)行。當(dāng)接近開關(guān)S2為閉合狀態(tài)時(shí)時(shí)，表明郵件到達(dá)第一個郵箱處，如果郵件編碼與此處編碼相同，則傳送帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電動機(jī)M1啟動推動推桿，將此郵件分揀到相應(yīng)郵箱內(nèi)，此時(shí)，
3、接近開關(guān)S2變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，電動機(jī)M1的推桿自動收回；如果郵件編碼不符合，則傳送帶繼續(xù)保持運(yùn)行，當(dāng)接近開關(guān)S3為閉合狀態(tài)時(shí)表明郵件到達(dá)第二個郵箱出，再次進(jìn)行比較，若郵政編碼相符合，則可由推桿導(dǎo)入第二個郵箱，否則送至下一個郵箱處，繼續(xù)進(jìn)行比較檢測，依次類推，最終將郵件被分揀到對應(yīng)的郵箱中。
5）在上一步驟的情況下，且郵件編碼在識別的范圍之內(nèi)，如果不是前四個郵箱中的郵件，則最終郵件自動進(jìn)入最后一個郵箱。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 任務(wù)分析
郵件檢測開關(guān)S1～S6采用接近開關(guān)，與啟動按鈕、復(fù)位按鈕和停止按鈕共同作為PLC的輸入進(jìn)行分配I／O地址，其中接近開關(guān)S1～S6在郵件被分揀到郵箱內(nèi)以后會
4、自動復(fù)位。電動機(jī)M1～M4的郵件分揀推桿在郵件被分揀到郵箱內(nèi)以后，將會自動彈回原位。郵碼設(shè)置可以通過外部撥碼盤輸入來實(shí)現(xiàn)，但基于PLC的模擬仿真，只能在程序設(shè)計(jì)部分選用了MOVE指令來實(shí)現(xiàn)郵件編碼的模擬輸入，最后通過比較器實(shí)現(xiàn)郵件目的地的識別，從而完成分揀任務(wù)。
根據(jù)以上任務(wù)分析，該系統(tǒng)有5臺電機(jī)，2個指示燈，6個接近開關(guān)，5個郵箱，3個按鈕， 1個傳送帶裝置，共同組成了分揀系統(tǒng)。在本次設(shè)計(jì)中選用西門子S7-300系列PLC。
2.2 硬件示意圖
圖1 郵件分揀機(jī)的示意圖
2.3 硬件組態(tài)
硬件組態(tài)表如下
槽號
模塊
1
電源模塊 PS 307 10A
2
5、
CPU模塊 CPU314
4
輸入模塊 DI32DC24V
5
輸出模塊 DO32DC24V/0.5A
表1 硬件組態(tài)表
2.4 I／O地址分配
輸入量
輸出量
啟動按鈕SB1
I0.0
紅燈（L1）
Q4.0
復(fù)位按鈕SB2
I0.1
綠燈（L2）
Q4.1
停止按鈕SB3
I0.2
傳送帶M5
Q4.2
接近開關(guān)S1
I0.3
電動機(jī)M1
Q4.3
接近開關(guān)S2
I0.4
電動機(jī)M2
Q4.4
接近開關(guān)S3
I0.5
電動機(jī)M3
Q4.5
接近開關(guān)S4
I0.6
電動機(jī)M4
Q4.6
接近開關(guān)
6、S5
I0.7
接近開關(guān)S6
I1.0
表2 I/O地址分配表
2.5 PLC硬件接線圖
根據(jù)任務(wù)分析及I/O地址分配，繪制PLC硬件接線圖，如圖2所示。
圖2 PLC硬件接線圖
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1軟件設(shè)計(jì)流程圖
根據(jù)控制要求，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。
圖3 系統(tǒng)流程圖
3.2控制系統(tǒng)梯形圖
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)選用梯形圖程序，程序如圖4所示。
圖4 梯形圖程序
4 系統(tǒng)仿真結(jié)果
1 按下開啟按鈕，傳送帶開始運(yùn)轉(zhuǎn)，綠燈亮。
2 接近開關(guān)S5閉合，傳送帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電動機(jī)M4開
7、始啟動，紅燈亮。
3 按下停止按鈕，各個電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
4 按下復(fù)位按鈕，郵件可以再次進(jìn)入。
5 課程設(shè)計(jì)總結(jié)
課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識，解決實(shí)際問題的重要環(huán)節(jié)，是對實(shí)際能力的具體訓(xùn)練和考察過程，總結(jié)本次電氣控制PLC課程設(shè)計(jì)，我收益頗多。在此過程中，我學(xué)會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。從理論到實(shí)踐，從應(yīng)用設(shè)計(jì)到仿真調(diào)試，歷時(shí)多天，失敗多次，在失敗中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在此過程中鞏固了以前所學(xué)過的知識，理解由課本理論知識上升到實(shí)物和實(shí)踐模擬，在模擬中，對STEP7系統(tǒng)仿真軟件，以及Visio繪圖軟件有了進(jìn)一步的應(yīng)用和了解，學(xué)到了很多在課本上沒有學(xué)到過的內(nèi)容。
基于PLC的郵件分揀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
