摘要
PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。
本设计主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点。本设计的基本内容是，以可编程控制器PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术, 完成对物料的检测和控制分拣装置的自动分拣。同时，还要根据不同的分拣对象，对本系统稍加修改即可实现要求，使本设计具有一定的灵活性。
关键词:可编程控制器；分拣装置；控制系统；传感器
目录
1 问题的提出 (1)
1.1课题背景及研究意义 (1)
1.2国内外现状 (1)
1.3设计的内容及目的 (2)
1.4材料分拣装置结构及控制要求 (2)
1.5材料分拣装置工作过程概述 (2)
1.6系统的技术指标 (3)
1.7系统的设计要求 (4)
1.7.1 功能要求 (4)
1.7.2 系统的控制要求 (4)
2 控制系统的硬件设计 (5)
2.1系统的硬件结构 (5)
2.2系统关键技术 (5)
2.2.1 确定I/ O 点数 (5)
2.2.2 PLC 的选择 (6)
2.2.3 PLC的输入输出端子分配 (6)
2.2.4 PLC输入输出接线端子图 (7)
2.3检测元件与执行装置的选择 (7)
2.3.1 旋转编码器 (7)
2.3.2 电感传感器 (9)
2.3.3 电容传感器 (10)
2.3.4 颜色传感器 (11)
2.3.5 光电传感器 (12)
2.3.6 步进电机 (13)
3 控制系统的软件设计 (14)
3.1控制系统流程图设计 (14)
3.2控制系统程序设计 (15)
4 控制系统的调试 (20)
5 结论 (21)
致谢 (22)
参考文献 (23)
附录 A 系统设计程序清单 (24)
附录 B 程序语句表 (28)
1 问题的提出
1.1课题背景及研究意义
分拣是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。按分拣的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。
目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。
随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题，利用 PLC 技术设计一种成本低，效率高的材料自动分拣装置，在材料分拣过程中具有重要的意义。
物料分拣采用可编程控制器PLC 进行控制，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。
1.2国内外现状
二次大战以后，自动分拣系统逐渐开始在西方发达国家投入运行，成为发达国家物流中心、配送中心或流通中心所必须的设施条件之一，但因其要求使用者必须具备一定的经济技术条件，因此，在发达国家，物流中心、配送中心或流通中心不用自动分拣系统的情况也很普遍。
我国分拣设备的研发和应用起步较晚，与国外比约晚20年左右。前期主要受历史因素影响，相当长的时期内只停留在研究和中试阶段，改革开放以来，通过国外产品引进及与国外专业厂商技术合作与交流，引入了国外先进技术和理念，国内对分拣设备的研制越来越成熟，应用也越来越多。早期主用应用于在邮政行业，生产和流通领域运用的并不是太多。近几年，输送分拣系统由于它能有效地解决生产分拣过程人工作业运行成本高、效
率低等弊病，所以应用越来越广泛。
1.3设计的内容及目的
PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业现场生产设备的微缩模型。
应用PLC技术结合气动、传感器和位置控制等技术，设计不同类型材料的自动分拣控制系统。本系统的设计以PLC为主控电器，将PLC和物料传感器结合起来，结合气动装置、位置控制技术，完成对物料的检测和分拣装置控制。PLC在物料自动分检系统中的应用，主要包括：传感器的原理和使用方法，设计电气原理图，PLC选型及I/O分配，PLC的硬件系统，控制程序等，达到学用结合的目的。
1.4 材料分拣装置结构及控制要求
PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业现场生产设备的微缩模型。本章主要介绍分拣装置的工艺过程及控制要求。
要想进行PLC控制系统的设计，首先必须对控制对象进行调查，搞清楚控制对象的工艺过程、工作特点，明确控制要求以及各阶段的特点和各阶段之间的转换条件。
1.5 材料分拣装置工作过程概述
如图1-1 所示为本分拣装置的结构示意图。
图1-1 材料分拣装置结构示意图
它采用台式结构，内置电源，有步进电机、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件，可与各类气源相连接。选用颜色识别传感器及对不同材料敏感的电容式和电感式传感器，分别固定在网板上，且允许重新安装传感器排列位置或选择网板不同区域安装。
系统上电后，可编程序控制器首先控制启动输送带，下料传感器SN检测料槽有无物料，若无料，输送带运转一个周期后自动停止等待下料；当料槽有料时，下料传感器输出信号给 PLC，PLC 控制输送带继续运转，同时控制气动阀5进行下料，每次下料时间间隔可以进行调整。物料传感器 SA为电感传感器，当检测出物料为铁质物料时，反馈信号送PLC，由 PLC 控制气动阀 1 动作选出该物料；物料传感器SB为电容传感器，当检测出物料为铝质物料时，反馈信号送 PLC, PLC控制气动阀 2 动作选出该物料；物料传感器 SC 为颜色传感器，当检测出物料的颜色为待检测颜色时，PLC 控制气动阀 3 动作选出该物料。物料传感器SD为备用传感器。当系统设定为分拣某种颜色的金属或非金属物料时，由程序记忆各传感器的状态，完成分拣任务。
1.6 系统的技术指标
输入电压：AC200～240V（带保护地三芯插座）
消耗功率：250W
环境温度范围：-5～40℃
气源：大于0.2MPa切小于0.85Mpa
1.7 系统的设计要求
系统的设计要求主要包括功能要求和控制要求，进行设计之前，首先应分析控制对象的要求。
1.7.1 功能要求
材料分拣装置应实现基本功能如下
（1）分拣出金属和非金属
（2）分拣某一颜色块
（3）分拣出金属中某一颜色块
（4）分拣出非金属中某一颜色块
（5）分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块
1.7.2 系统的控制要求
系统利用各种传感器对待测材料进行检测并分类。当待测物体经下料装置送入传送带后，依次接受各种传感器检测。如果被某种传感器测中，通过相应的气动装置将其推入料箱；否则，继续前行。其控制要求有如下9 个方面：
（1）系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲
（2）电机运行，带动传输带传送物体向前运行
（3）有物料时，下料汽缸动作，将物料送出
（4）当电感传感器检测到铁物料时，推汽缸1 动作
（5）当电容传感器检测到铝物料时，推汽缸2 动作
（6）当颜色传感器检测到材料为某一颜色时，推汽缸3 动作
（7）其他物料被送到SD 位置时，推汽缸4 动作
（8）汽缸运行应有动作限位保护
（9）下料槽内无下料时，延时后自动停机
2 控制系统的硬件设计
PLC控制系统的硬件设计，主要是根据被控制对象对PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备，选择合适的PLC类型，并分配I/O点。
2.1 系统的硬件结构
设计系统的硬件结构框图，如图2-1 所示。
图2-1 系统的硬件结构框图
2.2 系统关键技术
系统关键技术即分析控制系统的要求，确定I/O点数，选择PLC的型号，然后进行I/O 分配。
2.2.1 确定I/ O 点数
根据控制要求，输入应该有2个开关信号，6 个传感器信号，包括电感传感器、电容传感器、颜色传感器、备用传感器，以及检测下料的传感器和计数传感器。相应地，有 5 个汽缸运动位置信号，每个汽缸有动作限位和回位限位，共计10 个信号。输出包括控制电动机运行的接触器，以及5 个控制汽缸动作的电磁阀。共需I/ O 点24 个，其中18 个输入，6 个输出。
2.2.2 PLC 的选择
根据上面所确定的I/ O 点数，且该材料分拣装置的控制为开关量控制。因此，选择一般的小型机即可满足控制要求。本系统选用西门子公司的S7-200系列CPU226 型PLC。它有24个输入点，16个输出点，满足本系统的要求。
2.2.3 PLC的输入输出端子分配
根据所选择的PLC型号，对本系统中PLC的输入输出端子进行分配，如表2-1所示
表2-1 材料分拣装置PLC 输入/输出端子分配表
西门子PLC(I/O) 分拣系统接口(I/O) 备注
输入部分I0.0 UCP(计数传感器) 接旋转编码器I0.1 SN(下料传感器) 判断下料有无I0.2 SA(电感传感器)
I0.3 SB(电容传感器)
I0.4 SC(颜色传感器)
I0.5 SD(备用传感器)
I0.6 SFW1(推气缸1动作限位)
I0.7 SEW2(推气缸2动作限位)
I1.0 SFW3(推气缸3动作限位)
I1.1 SFW4(推气缸4动作限位)
I1.2 SFW5(下料气缸动作限位)
I1.3 SBW1(推气缸1回位限位)
I1.4 SBW2(推气缸2回位限位)
I1.5 SBW3(推气缸3回位限位)
I1.6 SBW4(推气缸4回位限位)
I1.7 SBW5(下料气缸回位限位)
I2.0 SB1(启动)
I2.1 SB2(停止)
输出部分Q0.0 M(输送带电机驱动器) Q0.1 YV1(推气缸1电磁阀) Q0.2 YV2(推气缸2电磁阀) Q0.3 YV3(推气缸3电磁阀) Q0.4 YV4(推气缸4电磁阀) Q0.5 YV5(下料气缸电磁阀)
2.2.4 PLC输入输出接线端子图
根据表1可以绘制出PLC的输入输出接线端子图，如图2-2所示。
图2-2 PLC输入输出接线端子图
2.3 检测元件与执行装置的选择
主要是对旋转编码器和各个传感器的选择，并对其作简要介绍。
2.3.1 旋转编码器
旋转编码器是与步进电机连接在一起，在本系统中可用来作为控制系统的计数器，并提供脉冲输入。它转化为位移量，可对传输带上的物料进行位置控制。传送至相应的传感器时，发出信号到PLC ，以进行分拣，也可用来控制步进电机的转速。本系统选用
E6A2CW5C 旋转编码器,原理如图2-3所示。
图2-3 旋转编码器原理示意图
旋转编码器介绍：旋转编码器是用来测量转速的装置。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。它分为单路输出和双路输出两种。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。编码器如以信号原理来分，可分为增量脉冲编码器（SPC）和绝对脉冲编码器（APC）两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件。编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
工作原理如下：由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取，获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D，每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。由于A、B 两相相差90度，可通过比较A 相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。分辨率：编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5～10000线。
信号输出: 信号输出有正弦波（电流或电压），方波（TTL、HTL），集电极开路（PNP、NPN），推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A，
A-；B，B-；Z，Z-），HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。信号连接：编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连
接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。A、B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。 A、A-，B、B-，Z、Z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减最小，抗干扰最佳，可传输较远的距离。对于TTL 的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米。
2.3.2 电感传感器
电感式接近开关属于有开关量输出的位置传感器，用来检测金属物体。它由LC 高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化。由此，可识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。本系统选用M18X1X40 电感传感器。接线图如图2-4，原理图如图2-5。
图2-4 M18X1X40 DC二线常开式电感传感器接线图
图2-5 电感传感器工作原理图
电感传感器介绍：由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时，就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。电感式传感器的特点是：①无活动触点、可靠度高、寿命长；②分辨率高；③灵敏度高；④线性度高、
重复性好；⑤测量范围宽（测量范围大时分辨率低）；⑥无输入时有零位输出电压，引起测量误差；⑦对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高；⑧不适用于高频动态测量。电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量（如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等）的测量。常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中，这三种传感器多制成差动式，以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。
2.3.3电容传感器
电容传感器也属于具有开关量输出的位置传感器，是一种接近式开关。它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是待测物体的本身。当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化。由此，便可控制开关的接通和关断。本系统选用E2KX8ME1 电容传感器，接线图可参考图2-5，原理图如图2-6。
图2-6 电容传感器工作原理图
电容传感器介绍：用电测法测量非电学量时，首先必须将被测的非电学量转换为电学量而后输入之。通常把非电学量变换成电学量的元件称为变换器；根据不同非电学量的特点设计成的有关转换装置称为传感器，而被测的力学量（如位移、力、速度等）转换成电容变化的传感器称为电容传感器。从能量转换的角度
而言，电容变换器为无源变换器，需要将所测的力学量转换成电压或电流后进行放大和处理。力学量中的线位移、角位移、间隔、距离、厚度、拉伸、压缩、膨胀、变形等无不与长度有着密切联系的量；这些量又都是通过长度或者长度比值进行测量的量，而其测量方法的相互关系也很密切。另外，在有些条件下，这些力学量变化相当缓慢，而且变化范围极小，如果要求测量极小距离或位移时要有较高的分辨率，其他传感器很难做到实现高分
辨率要求，在精密测量中所普遍使用的差动变压器传感器的分辨率仅达到1～5 μm数量级；而有一种电容测微仪，他的分辨率为0.01 μm，比前者提高了两个数量级，最大量程为100±5 μm，因此他在精密小位移测量中受到青睐。
对于上述这些力学量，尤其是缓慢变化或微小量的测量，一般来说采用电容式传感器进行检测比较适宜，主要是这类传感器具有以下突出优点：
(1)测量范围大其相对变化率可超过100%；
(2)灵敏度高，如用比率变压器电桥测量，相对变化量可达10-7数量级；
(3)动态响应快，因其可动质量小，固有频率高，高频特性既适宜动态测量，也可静态测量；
(4)稳定性好由于电容器极板多为金属材料，极板间衬物多为无机材料，如空气、玻璃、陶瓷、石英等；因此可以在高温、低温强磁场、强辐射下长期工作，尤其是解决高温高压环境下的检测难题。
2.3.4 颜色传感器
选用TAOS公司生产的，型号为TCS230颜色传感器。此传感器为RGB(红绿蓝) 颜色传感器，可检测目标物体对三基色的反射比率，从而鉴别物体颜色。TCS230传感器引脚如图2-7所示
图2-7 TCS230颜色传感器
RGB 颜色传感器介绍：
TCS230是美国TAOS公司生产的一种可编程彩色光到频率的转换器。该传感器具有分辨率高、可编程的颜色选择与输出定标、单电源供电等特点；输出为
数字量，可直接与微处理器连接。它把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上，同时在单一芯片上还集成了红绿蓝(RGB)三种滤光器，是业界第一个有数字兼容接口的RGB彩色传感器。TCS230的输出信号是数字量，可以驱动标准的TTL
或CMOS逻辑输入，因此可直接与微处理器或其它逻辑电路相连接。由于输出的是数字量，并且能够实现每个彩色信道10位以上的转换精度，因而不再需要A/D转换电路，使电路变得更简单。TCS230采用8引脚的SOIC表面贴装式封装，在单一芯片上集成有64个光电二极管。这些二极管共分为四种类型。其中16个光电二极管带有红色滤波器，16个光电二极管带有绿色滤波器，16个光电二极管带有蓝色滤波器，其余16个不带有任何滤波器，可以透过全部的光信息。这些光电二极管在芯片内是交叉排列的，能够最大限度地减少入射光幅射的不均匀性，从而增加颜色识别的精确度；另一方面，相同颜色的16个光电二极管是并联连接的，均匀分布在二极管阵列中，可以消除颜色的位置误差。工作时，通过两个可编程的引脚来动态选择所需要的滤波器。该传感器的典型输出频率范围从2Hz～500kHz，用户还可以通过两个可编程引脚来选择100%、20%或2%的输出比例因子，或电源关断模式。输出比例因子使传感器的输出能够适应不同的测量范围，提高了它的适应能力。
当入射光投射到TCS230上时，通过光电二极管控制引脚S2、S3的不同组合，可以选择不同的滤波器；经过电流到频率转换器后输出不同频率的方波(占空比是50%)，不同的颜色和光强对应不同频率的方波；还可以通过输出定标控制引脚S0、S1选择不同的输出比例因子，对输出频率范围进行调整，以适应不同的需求。
S0、S1用于选择输出比例因子或电源关断模式；S2、S3用于选择滤波器的类型；OE 是频率输出使能引脚，可以控制输出的状态，当有多个芯片引脚共用微处理器的输入引脚时，也可以作为片选信号；OUT是频率输出引脚，GND是芯片的接地引脚，VCC为芯片提供工作电压。表2是S0、S1及S2、S3的可用组合。
表2-2 S0、S1及S2、S3 的组合选项
S0 S1 输出频率定标S2 S3 滤波器类型
L L 关断电源L L 红色
L H 20% L H 蓝色
H L 20% H L 无
H H 100% H H 绿色
2.3.5 光电传感器
光电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化。用来检测物体有无的光电传感器是一种小的金属圆柱形设备，发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源。这些小而坚固的白炽灯传感器就是今天光电传感器的雏形。本系统选用FPG 系列小型放大器内藏型光电传感器。原理如图2-8所示，其中负载可接至PLC。
图2-8 FPG光电传感器原理图
光电传感器介绍：光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。光电传感器采用光电元件作为检测元件，首先把被测量的变化转变为信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件3部分组成。光电传感器是将光信号转换为电信号的光敏器件。它可用于检测直接引起光强变化的非电量，也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多。传感器的结构简单，形式灵活多样，体积小。近年来,随着光电技术的发展，光电式传感器已成为系列产品，其品种及产量日益增加，用户可根据需要选用各种规格的产品，它在机电控制、计算机、国防科技等方面的应用都非常广泛。
2.3.6 步进电机
步进电机作为执行机构用于带动传输带输送物料前行，与旋转编码器连接在一起。可以通过控制脉冲个数，来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。同时，可以通过控制脉冲频率来控制材料分拣装置的可编程控制系统控制电机转动的速度，达到调速的目的。步进电机选用的型号为42BYGH101。
3 控制系统的软件设计
软件设计是PLC控制系统的核心，程序设计的主要任务是根据控制要求及工艺流程，画出状态流程图并设计出梯形图。
3.1 控制系统流程图设计
根据系统生产工艺的要求，分析各个设备的操作内容和操作顺序，可画出程序流程图，如图3-1所示。
图3-1控制系统流程图
该系统可选择连续或单次运行工作状态。若为连续运行状态，则系统软件设计流程
图中的汽缸4 动作后，程序再转到开始;若为单次运行，则汽缸4 动作后停机。如果需要，该系统可在分拣的同时对分拣的材料进行数量的统计，这只需在各汽缸动作的同时累计即可。应用高速计数器编制程序，可以实现系统的定位控制功能。用高速计数器计数步进电机转过的圈数，来确定物料到达传感器的距离，实现定位功能。定位时，电机停转，计数器清零，传感器开始工作，对物料进行分拣处理。在汽缸1～3 动作后，电机重新运行，高速计数器也重新计数。如果相应的传感器没有检测到物体，则电机重新运行，高速计数器也重新计数，继续运行到下一位置。如果只对材料的某一特性进行分拣，比如只分拣金属和非金属，则只需对传感器的安放或程序进行修改即可。
3.2 控制系统程序设计
根据所绘流程图，在STEP7-Micro/WIN40软件中编写梯形图程序。程序清单见附录。
此指令为高速脉冲输出指令，当使能端输入有效时，检测用程序设置的特殊功能寄存器位，激活由控制位定义得脉冲操作，从Q0.0或Q0.1输出高速脉冲
此指令为高速计数器定义指令，使能输入有效时，为指定的高速计数器分配一种工作模式。高速计数是用来累计比PLC扫描频率更高的脉冲输入
此指令为高速计数器指令，使能输入有效时，根据高速计数器特殊存储器位的状态，并按照HDEF指令指定的模式，设置高速计数器并控制其工作。
下面对所编写梯形图作简要的介绍：
（1）以上为主程序，首先I2.0启动后，M0.1得电并自锁，为之后电动机得电做好准备，I2.1为停止按钮。当PLC处于RUN模式时，SM0.1通电一个周期，Q0.0复位清零，并调用子程序。
（2）以上为子程序中的高速脉冲指令，该程序先将控制脉冲指令的特殊功能寄存器进行初始化，然后当I0.0（下料传感器）检测到有料时，启动PLS（脉冲输出）指令；如果I0.0检测没有物料时，启动定时器T30，延时30秒自动停机。
（3）以上为子程序中的高速计数指令，首先进行高速计数指令的初始化操作，当电机旋转时，带动光电码盘发出脉冲，并输入PLC的接收端，由高速计数指令进行计数，计算步进电机转过的步数，进行定位控制。其中设定预置值为50，当计数至50时，调用中断程序。
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。
材料分拣系统控制系统设计单片机
**大学**远程教育 毕业设计 题目：材料分拣系统控制系统设计（单片机） 入学年月 姓名代xxx 学号110xxxxx 专业机电一体化 联系方式 13xxxx 学习中心 xxxxx 指导教师XXXXXXX___ 完成时间 X月XX日 目录
1 绪论 (1) 1.1 自动分拣系统的定义 (1) 1.2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 (1) 2 系统硬件设计 (2) 2.1 传感器的选型 (2) 2.1.1 电感式传感器 (2) 2.1.2 电容式传感器 (3) 2.1.3 颜色传感器 (5) 2.2 限位开关的设计 (6) 2.3 电磁阀的设计 (7) 2.4 PLC的选型 (8) 2.5 PLC输入输出接线端子图 (9) 3 系统软件设计 (10) 3．1 控制系统流程图设计 (10) 3.2 PLC梯形图程序设计 (11) 3.3 整体梯形图 (12) 3.4 PLC程序指令表 (12) 4 总结 (14) 参考文献 (15)
1 绪论 1．1 自动分拣系统的定义 自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照系统设定的指令靠自动装置来完成的。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求能够经过不同方式，如可经过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。 1．2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 中国自动分拣机的应用大约始于1980年代,近期的市场兴起和技术发展始于1997年。自动分拣的概念先在机场行李处理和邮政处理中心得到应用, 然后普及到其它行业。随着业界对现代化物流的实际需求的增长,各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域, 并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。这些领域的一个共同特点是产品的种类繁多、附加值高、配送门店数量多、准确性要求高和人工处理效率低等特点。
P L C邮件分拣系统 Revised by Chen Zhen in 2021
目录 1 7 9 9 2 3 第六章、4 第一章绪论 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。
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。 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。
邮件分拣PLC控制系统设计 一、设计目的： 用PLC构成邮件分拣控制系统，使其掌握PLC的编程和程序调试方法。二、工作过程： 启动后绿灯L2亮表示可以进邮件，S1为ON表示模拟检测邮件的光信号检测到了邮件，拨码器模拟邮件的邮码，从拨码器读到的邮码的正常值为1，2，3，4，5，若是此5个数中的任一个，则红灯L1亮，电机M5运行，将邮件分拣至邮箱内，完后L1灭，L2亮，表示可以继续分拣邮件。若读到的邮码不是该5个数，则红灯L1闪亮，表示出错，电机M5停止，重新启动后，能重新运行。三、控制系统流程示意图： 实验流程图：
四、机型的选择 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，无需A/D和D/A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/O点数可知，在机型上可选用三菱FX2N-48MR的可编程控制器。 1,什么是PLC 可编程控制器 可编程控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。它从诞生至今，仅有三十年历史。 2,关于BCD码的简介和算法 简介：BCD码是四位二进制码, 也就是将十进制的数字转化为二进制, 但是和普 通的转化有一点不同, 每一个十进制的数字0-9都对应着一个四位的二进制码,对应关系如下: 十进制0 对应二进制0000 ;十进制1 对应二进制0001 (9) 1001 接下来的10就有两个上述的码来表示10 表示为00010000 也就是BCD 码是遇见1001就产生进位,不象普通的二进制码,到1111才产生进位10000。 运算法则：BCD码是十进制数，而运算器对数据做加减运算时，都是按二进制运算规则进行处理的。这样，当将BCD码传送给运算器进行运算时，其结果需要修正。修正的规则是：当两个BCD码相加，如果和等于或小于1001(即十进制数9)，不需要修正；如果相加之和在1010 到1111(即十六进制数0AH～0FH)之间，则需加 6 进行修正；如果相加时，本位产生了进位，也需加 6 进行修正。这样做的原因是，机器按二进制相加，所以 4 位二进制数相加时，是按“逢十六进一”的原则进行运算的，而实质上是 2 个十进制数相加，应该按“逢十进一”的原则相加，16 与10相差6，所以当和超过9或有进位时，都要加 6 进行修正。 五、系统硬件设计 根据该邮件分拣机的控制要求，该系统有4台电机，2个指示灯，6个接近开关，5个邮箱，3个按钮，1个BCD拨码器，1个传动装置。该邮件分拣系统采用PLC控制需要有12个输入点，7个输出点，选用三菱FX-2N系列PLC。 六、I/0分配表 启动按钮SB0 X000 复位按钮 SB1 X0006 检验邮码按钮 SB2 X001 拨码按键（即数字按键）由低位到高位分别为：X0002 ,X0003,X0004 ,X006 红灯L1 Y001 绿灯L2 Y000 电机5运行 Y002 电机1运行Y003 电机2运
腾飞电子设计大赛设计课题：物料分拣系统PLC控制 系别电气工程系 组别第四组 组长陈强 组员李宏璋、高华、魏杰 指导老师严俊、华满香、钟燕科 完成时间2011年 11 月12日
一概述 PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。 本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。 材料分拣装置是模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC控制、传感器、位置控制、电气传动和气动等技术，可以实现不同材料的自动分选和归类功能，并可配置监控软件由上位机监控。该装置采用台式结构，配有S7-200型CPU、传感器（光电式、电感式、颜色、磁感应式）、旋转编码器、交流电动机、输送带、气缸、电磁阀、直流电源、空气过滤减压器等是典型的机电一体化教学实验装置。 本系统采用的可编程控制器，只要结合不同的传感器，比如根据材料的属性、尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器，就可对不同的物料进行分拣，具有广泛的应用前景。
二、系统的技术要求及指标 1、输入电压：AC200～240V（带保护地三芯插座） 消耗功率：250W 2、环境温度范围：0～40℃ 3、气源：大于且小于 4、分拣功能 （1）能实行对铁物质的分拣 （2）能对铝物质的分拣 （3）能对黄色塑料分拣 （4）能准确的排除废物（前1、2、3都不能满足的物料 本次任务要求： 1）当料仓传感器检测到有物料后，按照一定的时间间隔或按照输送带上物料间隔适当(如物料的间隔不小于某个规定值)的原则，由PLC控制上料汽缸将物料送至输送带上。 2）输送带把物料依次带到各分拣工位。物料经过各分拣工位时，工位上的传感器会检测出是符合检出条件(即材质或颜色是否满足设定条件)，PLC得到传感器发出的符合检出条件信号(即信号有效)时，控制相应汽缸动作将物料推出传送带，送入相应下料斗。 3）PLC要通过输送带电机轴上的编码器跟踪物料的位置，当物料在前3各 分拣工位均未检出时，由第四各工位上的汽缸将物料推出传送带，送入下料斗。 三、使用方法 1、气源由二联体左侧进气口连接?6气管，另一端接气源。（非长期使用，不要向油杯里注油） 2、接通电源（启动按钮） 3、将物料放进竖井式料槽 4、运行方式： a.通电状态下，下料时下料传感器动作，传送带运行。电感传感器检测 到铁材料时，气缸1动作，将材料块推下。 b.电容传感器检测到铝材料时，气缸2动作将材料推下。 c.颜色传感器检测到非金属材料黄色块时，气缸3动作将材料块推下。 d.其它颜色非金属材料块送到SD位置时，气缸4动作将材料块推下。
摘要 PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。 本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。 关键词:可编程控制器，分拣装置，控制系统，传感器 ABSTRACT PLC control is the most commonly used industrial automation control method, because of its convenient control to withstand an adverse environment, it is better than MCU control in the industrial. PLC traditional relay control technology, computer and communication technologies are integrated specifically for industrial control and design, have strong function, common flexible, high reliability and environmental adaptability, and programming simple, easy to use and small size, light weight, a series of low-power advantages in industrial applications become more extensive. This paper focuses on the PLC in the canned beverage production, The design of an automatic sorting device with low cost and high efficiency is presented in the paper, which regards programmable logic controller ( PLC) as the master controller and combines pneumatic device, sensing technology, position control and other technology to implement automatic selecting of the products live. The device is characteristic of high automation, steady running, high precision and easy control, which can fulfill the requirement according to different situations with
基于PLC对邮件分拣系统的控制 摘要 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。 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。邮件分拣作业是邮件配送中的一个关键环节，它指的是依据邮件的地址．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，并准确、及时地运送到邮件的目的地。 本文介绍了用PLC控制技术实现的邮件分检系统。分析了邮件处理自动化的实现方法和工艺流程，对设计邮件自动化设备有一定的参考价值。利用PLC内部的指令实现邮件系统的处理技术，无需硬件的额外投资即可明显提高邮件分拣效率。 关键词：西门子S7-200PLC BCD拔码器邮件分局
Mail sorting system based on PLC control Abstract The initial sorting system is based entirely on human operating system. Through manualsearches, handling to complete the extraction of goods. The sorting system operatingefficiency, can not meet the modern logistics distribution on the speed and accuracy of high demand. With the rapid development of science and technology, sorting system began using a variety of automated machinery and equipment. The computer control technology and information technology has become an important means of information transmission and processing. Mechanization, automation, intelligent modern sorting system main characteristic and development trend. With the rapid development of computer technology, the programmable controller to emerge as the times require. And the function is more and more powerful. In the application of, PLC with other equipment unparalleled superiority, it has high reliability, high anti-interference ability; strong applicability, flexible application; programming convenient, easy to use; powerful, scalable; control system design, installation, convenient debugging; repair repair convenient, less workload; has the advantages of small volume, light weight, and is easy to realize the integration of mechanical and electrical. Mail sorting mail distribution is a key link in the basis, it refers to the mail address. Quickly, accurately sent to different locations of the messages from the other mail by postal code sorting out, and accurate, timely delivery of the message destination. This paper introduces the use of PLC control technology to realize the mail sorting system. Analysis of the mail processing automation to realize the method and the process of design, mail automation equipment has a certain reference value. Using the PLC internal instruction realizing mail processing technology, without the need for additional investment can obviously improve the hardware of mail sorting efficiency. Key words: Siemens S7-200PLC BCD code dialing device mail Branch Bureau
毕 业 设 计（论文）
题目： 物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
姓名
黄建 军
学号
20110103159
专业
机电一体化技术
年级
2011 级
指导教师
陆莲仕
完成时间 2013 年 11 月 25 日
物料自动分拣装置的 PLC 控制系统设计
目录
第一章 绪 论 ......................................1
1.1 物料自动分拣的意义.........................................................................1 1.2 设计任务要求.....................................................................................2 1.3 设计任务分析.....................................................................................2
第二章 物料自动分拣装置结构及总体设计方案 ........... 3
2.1 机械构造分布.....................................................................................3 2.2 设计方案.............................................................................................5
第三章 系统硬件设计 .................................6
3.1 基本结构.............................................................................................6 3.2 主要组成部件.....................................................................................6
第四章 系统软件设计 ................................ 17
4.1 I/O 分配表........................................................................................17 续表 ............................................................................................................. 18 4.2 接线图...............................................................................................19 4.3 软件控制流程图...............................................................................20 4.4 顺序控制功能图...............................................................................21 4.5 PLC 控制程序....................................................................................22
第五章 系统总成本估算 .............................. 28
5.1 系统使用的零部件...........................................................................28 5.2 系统总开支.......................................................................................29
第六章 毕业设计总结 ................................ 30
参考文献 ............................................ 31
电气控制课程设计 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
PLC课程设计报告 院系自动化学院 专业自动化 课题邮件分拣监控系统设计 班级自动化1131 班学号 姓名 2016 年12 月
PLC课程设计调试记录 班级：自动化 1131 班学号： 1131204130 姓名：姚金江
邮件分拣监控系统设计 一、控制要求 启动后绿灯 L1亮表示可以进邮件， S1为 ON表示模拟检测邮件的光信号检测 到了邮件，拨码器模拟邮件的邮码，从拨码器读到的邮码的正常值为 1、2、3、4、5，若是此 5个数中的任一个，则红灯 L2亮，电机 M5运行，将邮件分拣至邮箱内，然后 L2 灭，L1亮，表示可以继续分拣邮件。若读到的邮码不是该 5 个数，则红灯L2 闪烁，表示出错，电机 M5停止，重新启动后，能重新运行。复位按钮按下，全部停止。 组态界面如上图，具体要求如下： M1、M2、M3、 M4、M5：用指示灯接受 PLC运行信号亮灭来表示运行与否， M5 的动作若有旋转感更好。 邮件：一方形物体表示，当 M5动作时，该邮件在皮带上水平向右移动，在相关电机与邮箱位置处，分别送 PLC相关位置信号，若邮件满足编码， PLC处理后让相关电机动作，同时该邮件下移至该邮箱后消隐或直接消隐，表示该邮件已被放进邮箱。消隐后的该邮件继续在左边出现，表示下一个邮件的到来。 邮箱：在邮件放进该邮箱的同时，其上指示灯亮， 1 秒（时间根据其他动作自定）后熄灭。 另外最好在每个邮箱下放一计数器，显示已进此邮箱的邮件数。 S1：检测邮码，具体位置防于 M1左方，当邮件经过时该灯亮，并送 PLC位置信号，在该信号有效时， PLC 检测邮码（读入输入模块 3 个拨码开关表示的数据 0- 7 ）（或在监控界面的邮码图形上设置 0-7 邮码）以决定该邮件应该放于哪个邮 监控界面组态要求 图 1 监控界面
邮件分拣P L C控制系统设计 一、设计目的： 用PLC构成邮件分拣控制系统，使其掌握PLC的编程和程序调试方法。 二、工作过程： 启动后绿灯L2亮表示可以进邮件，S1为ON表示模拟检测邮件的光信号检测到了邮件，拨码器模拟邮件的邮码，从拨码器读到的邮码的正常值为1，2，3，4，5，若是此5个数中的任一个，则红灯L1亮，电机M5运行，将邮件分拣至邮箱内，完后L1灭，L2亮，表示可以继续分拣邮件。若读到的邮码不是该5个数，则红灯L1闪亮，表示出错，电机M5停止，重新启动后，能重新运行。 三、控制系统流程示意图： 实验流程图： 四、 机型的选择 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，无需A/D 和D/A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/O点数可知，在机型上可选用三菱FX2N-48MR的可编程控制器。
1,什么是PLC 可编程控制器 可编程控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。它从诞生至今，仅有三十年历史。 2,关于BCD码的简介和算法 简介：BCD码是四位二进制码, 也就是将十进制的数字转化为二进制, 但是和普通的转化有一点 不同, 每一个十进制的数字0-9都对应着一个四位的二进制码,对应关系如下: 十进制0 对应二进制0000 ;十进制1 对应二进制0001 ....... 9 1001 接下来的10就有两个上述的码来表示10 表示为00010000 也就是BCD码是遇见1001就产生进位,不象普通的二进制码,到1111才产生进位 10000。 运算法则：BCD码是，而运算器对数据做加减运算时，都是按二进制运算规则进行处理的。这样，当将BCD码传送给运算器进行运算时，其结果需要修正。修正的规则是：当两个BCD码相加，如果和等于或小于1001(即9)，不需要修正；如果相加之和在1010 到1111(即十六进制数0AH～0FH)之间，则需加6 进行修正；如果相加时，本位产生了进位，也需加6 进行修正。这样做的原因是，机器按相加，所以4 位相加时，是按“逢十六进一”的原则进行运算的，而实质上是2 个相加，应该按“逢十进一”的原则相加，16 与10相差6，所以当和超过9或有进位时，都要加6 进 行修正。 五、系统硬件设计 根据该邮件分拣机的控制要求，该系统有4台电机，2个指示灯，6个接近开关，5个邮箱，3 个按钮，1个BCD拨码器，1个传动装置。该邮件分拣系统采用PLC控制需要有12个输入点，7个 输出点，选用三菱FX-2N系列PLC。 六、I/0分配表 启动按钮SB0 X000 复位按钮 SB1 X0006 检验邮码按钮 SB2 X001 拨码按键（即数字按键）由低位到高位分别为：X0002 ,X0003,X0004 ,X006 红灯L1 Y001 绿灯L2 Y000 电机5运行 Y002 电机1运行Y003 电机2运行Y004 电机3运 行Y005 电机4运行Y006 5号邮箱运行Y007
目录 中文摘要 英文摘要 1绪论 1.1课题的背景和意义 1.2材料分拣系统国内外研究现状 1.3材料分拣系统特点 1.4PLC简介及特点 1.5本课题的设计内容 2材料分拣系统工作原理和总体设计 2.1工作原理 2.2总体设计 2.2.1结构设计 2.2.2系统结构组成 3PLC 控制系统的硬件设计 3.1系统主回路设计 3.2 PLC控制系统的设备组成 3.3 CPU及数字量扩展模块选择 4PLC控制系统的软件设计 4.1PLC程序结构 4.2PLC编程 4.3PID控制的功能指令 5结论 致谢 参考文献 （附录）
基于PLC的材料分拣系统 摘要 随着社会的不断进步，市场竞争的日趋激烈，各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。 本论文分析材料分拣系统的工作原理及系统的组成结构，采用稳定性较好的工控设备PLC对材料的运输、分拣进行实时控制。最后对系统的软硬件设计进行详细的介绍。本论文的材料分拣系统已在国内外许多实际的材料分拣系统中得到应用，并取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。经实践证明该系统能极大的节省劳力，具有明显的经济效益和社会效益。 关键词：材料分拣；自动生产线；物料传送；PLC；
The material sorting system based on PLC Abstract With the development of society, market competition become very fierce.Every enterprise tries its best to improve production technology for improving the productivity efficiency, especially in the enterprises which need the technology of material sorting .Many years ago ,we use hand to sort material. This method has low production efficiency,but high production costs. So automatic sorting has become the only choice of enterprises. This paper analyzes the working principle of material sorting system and introduce the structure of the system.This system has used PLC which has a good stability.I use PLC to control the transportation of material and sorting. In the end, the system hardware and software designing were introduced in detail. The material sorting system in this paper has been used in many factories at home and abroad.And it has a stable and reliable performance and good effect in energy saving. Using this control system can save the labor and get obvious economic benefits and social benefits. Keywords: material sorting; Automatic production line; PLC;
课程设计任务书 一、基本情况 学时：1周学分：1学分适应班级： 二、课程设计的意义、性质、目标、要求 1．意义 课程设计是PLC课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不少的，是非常必要的。 2．性质 课程设计是提高学生PLC技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合PLC课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。 3．目标 通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。 4．要求 （1）课程设计的基本要求 PLC课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括选择总体方案，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图。程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。 （2）课程设计的教学要求 PLC课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间（一周）累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。 课程设计的任务相对分散，每3—5名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。 三、课程设计题目及过程
邮件分拣机的PLC控制 摘要：本文介绍了用PLC控制技术实现的邮件分拣系统。分析了邮件处理自动化的实现方法和工艺流程，对设计邮件自动化设备有一定的参考价值。利用PLC内部的指令实现邮件系统的处理技术，无需硬件的额外投资即可明显提高邮件分拣效率。 关键词：西门子S7－200PLC BCD拨码器邮件分拣 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。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，技术装备水平也在不断的提高，邮件处理已基本实现机械化，并且朝着自动化的方向迈进。为此，本文介绍了一种利用PLC控制的自动分拣系统，它不仅可以降低人工拣取、搬运的劳动强度，提高劳动生产率，降低成本，还具有较高的可靠性和安全性。 1邮件分拣机的控制要求 按下启动按钮后，电动机M5运行，绿灯L2亮，传送带运转，表示可以进邮件。S1～S6为检测邮件的接近开关，当接近开关S1为ON 时表示邮件分拣机检测到有邮件到来。从拨码器拨入BCD码模拟邮件的邮政编码，分别以1、2，3、4、5代表北京、上海、天津、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。若非此5个数，则红L1闪烁表示出错，电动机M5停止，需按下启动
按钮后才能重新运行。若是此5个数中的任意一个，则红灯L1亮，绿灯L2灭，电动机M5持续运行。当接近开关S2为ON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，则电动机M5停止，电动机M1启动并推动推杆，将此邮件分拣到该邮箱内，接近开关S2变为OFF，M1的推杆自动收回，分拣完毕后红灯L1熄灭，绿灯L2亮表示可以继续进邮件；如果邮件编码与此处编码不同，则电动机M5继续保持运行，当接近开关S3为ON时表明邮件到达第二个邮箱处再进行比较判断，依次类推，当接近开关S4和接近开关S5为ON时表明邮件到达第三个和第四个邮箱处；如果邮件编码与前四处编码均不同，则表明编码为5，邮件将经过接近开关S6处自动进入第5个邮箱，然后红灯L1熄灭，绿灯L2亮可以继续进邮件。 邮件分拣机的PLC控制用于对相关邮件的自动化分拣，单一邮件分拣机的硬件示意图如图1所示。 图1 邮件分拣机的示意图 2 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的输入分配I／O地址，并且接近开关S1～S6在邮件被分拣到邮箱内以后会自动复位。拨码器采用BCD码，至少需要一个字节的存储单元来存储拨入的邮政编码。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