邮件分拣plc课程设计

综合成绩优秀（ ）良好（ ）中等（ ）及格（ ）不及格（ ）教师（签名）批改日期2016年 12 月 15 日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： 姓名： 姚金江 调试过程与结果（概要） 教师检查调试情况调试成功（ ） 调试基本成功（ ） 调试失败（ ）现场答辩情况通过（ ） 未通过（ ）教师签名日期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。二、监控界面组态要求图1 监控界面组态界面如上图，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箱。邮码:若采用外部拨码开关则接受PLC信号显示当前邮件编码(LED),若采用界面设置邮码，此处为设置输入点将信号送PLC，在S1动作时刷新或采样。L1、L2：根据PLC信号亮灭。传送带：静态或能动态表示M5的运行,注意:设计界面要比上图的长的多,在传送带上左边应该有S1和邮件出现的位置。SD、复位：模拟按钮信号，点击相关图形送PLC相关控制按钮信号。三、监控系统设计分析用PLC实现邮件分拣系统的电机运行控制，输入点由WinCC控制。WinCC同时获得相应的PLC中变量，并显示到对应的指示灯。编程元件统计如表1所示。表1 编程元件统计及I/O地址分配表编程元件电路器件I/O端子用 途输入继电器SB1I0.0启动按钮SB2I0.1复位按钮SA1SA3I0.2I0.3拨码开关（+，-），输入邮码值S1I1.0邮码检测开关S1SQ1SQ5I1.1-I1.5位置检测行程开关SQ6I1.6进邮箱到位行程开关输出继电器L1Q4.0进邮件指示L1L2Q4.1拣邮件指示L2M5Q4.2传送带电机M5M1M4Q4.4Q4.7邮件分拣电机M1-M4L3L7Q5.0-5.4邮箱1-5指示灯四、PLC系统硬件配置与I/O点分配接线图1. PLC系统硬件配置利用实验室设备进行课题设计，选择西门子S7-300 PLC。输入点由WinCC在监控界面中给出，输出只需12点输出，选择SM322的16点输出模块。PLC的具体硬件配置如下面表2所示。表2 PLC硬件配置表插槽号模板名称模板型号I/O点范围数量1电源模板PS307 5A6ES7 307-1EA00-0AA012CPU模板CPU314-2DP6ES7 314-6CF02-0AB014DI 模板 SM3216ES7 321-1BH02-0AA0I0.0I1.715DO模板 SM3226ES7 322-1BH01-0AA0Q4.0Q5.712、输入输出点分配表I/O点分配如表1中列表所示。3、输入输出接线图I/O接线图如2所示。图2 电路输入、输出接线图五、PLC控制程序设计network1:I0.0启动I0.1停止M0.0维持启动状态并自锁network2:I0.1同上，主要实现的是让M0.1动作然后使后面的计数器复位network3:I0.2按一下加减计数器+1I0.3按一下加减计数器-1M0.1复位输出寄存至MW1.network4:I1.0检测是否有邮件，检测到有邮件则相当于按一下，对应于wincc中的S1_ON行程开关M3.1是捡邮件开始状态M3.2是捡邮件结束状态M0.0是启动状态network5:将MW1中的邮码值MOVE至MW10供给后面作比较，捡邮件开始状态时停止寄送network6：捡邮件开始状态，将邮码值与1,2,3,4,5作比较，是则使M4.1,M4.2,M4.3,M4.4,M4.5其中之一动作，非上述邮码值则使M4.0动作network7：启动之后，捡邮件之前，使进邮件灯（Q4.1亮绿），捡邮件开始后，进邮件灯灭，若是错的邮码值则走上边路使M0.2动作。T1，T0控制M0.2闪烁。network8：邮码值对，则使M4.0常闭，捡邮件灯（Q4.0常亮红），邮码值错误，则M4.0断开，M0.2使Q4.0闪亮。network9：各电机（Q4.45.4)中有一台运行或者下移形成开关I1.6（对应wincc中arrive变量）断开，M0.7则由动作断开。network10：Q4.2对应M5电机，若进邮件开始，Q4.1动作使Q4.2动作，未达成M0.7断开条件之前一直工作。由进邮件转入捡邮件后，前面检测邮码的各中间继电器M4.14.5代替Q4.1使Q4.2动作。network11：I1.11.4分别为邮箱14的形成开关，Q4.4Q4.7为电机m14，控制邮件到达指定位置后下移。network12:邮件下移到指定邮箱后，对应邮箱（Q5.05.4）点一下，以便下面计数器输入network13：复位各邮箱对应的形成开关，并使捡邮件进入结束状态。此时对应wincc中的邮件先返回其y值，再返回其x值，回到原点，进行下一轮进邮件，捡邮件。network1418：各邮箱对应假发计数器累加显示邮件数。六、WinCC监控部分设计 1.监控界面设计图2 WinCC组态界面打开图形编辑器，建立新画面NewPdl0.PDL。设置监控界面的宽度为1024像素，高度为768像素；画面刷新周期为1（250ms）。在画面中放置适当的按钮，指示灯，传送带，邮件，静态说明文本及数码管等控件。调整画面中各对象的大小、相对位置与层次关系，并对相关联的控件进行编组。最终的监控组态界面图2所示。2.内部变量与过程变量表在WinCC变量管理中添加S7驱动，并在MPI接口中建立与PLC的连接。新连接属性参数如下：站地址，2；段ID，0；机架号，0；插槽号，2。新建立的变量如表3所示。表3 变量统计表变量名参数数据类型作用起停控制startI0.0二进制变量启动按钮resetI0.1二进制变量停止按钮拨码开关code+I0.2二进制变量加法计数code-I0.3二进制变量减法计数行程开关s1_onI1.0二进制变量邮件检测点tp1I1.1二进制变量行程点1检测tp2I1.2二进制变量行程点2检测tp3I1.3二进制变量行程点3检测tp4I1.4二进制变量行程点4检测tp5I1.5二进制变量行程点5检测arriveI1.6二进制变量下移到位行程开关tpIB1无符号8位数行程开关状态寄存器运行电机M1Q4.4二进制变量电机运行输出点M2Q4.5二进制变量M3Q4.6二进制变量M4Q4.7二进制变量M5Q4.2二进制变量邮箱收信指示box1Q5.0二进制变量邮箱收信指示灯输出点box2Q5.1二进制变量box3Q5.2二进制变量box4Q5.3二进制变量box5Q5.4二进制变量邮箱计数器cnt1MB13无符号8位数邮箱15邮件数量寄存器cnt2MB15无符号8位数cnt3MB17无符号8位数cnt4MB19无符号8位数cnt5MB21无符号8位数运行指示L1Q4.1二进制变量进邮件指示灯L2Q4.2二进制变量拣邮件指示灯receivingI1.7二进制变量邮箱接收邮件指示其它s1_offM3.2二进制变量拣邮件结束控制s1_startM3.1二进制变量拣邮件启动输出en_allM0.0二进制变量启动标志m5_mM4.5二进制变量邮码值为是否为5mailcodeMB11无符号8位数邮码值寄存器3、动作实现1）起停控制对于起停按钮的操作控制采用模仿实际按钮的动作控制过程：按下按钮触点接通，释放按钮触点断开。则在起始按钮按下时，I3.0接通；释放后，I3.0断开。而复位按钮则类似启动按钮，但多了对一些参数的初始化。在启动按钮的“按左键”事件中添加如下程序：#include apdefap.hvoid OnLButtonDown(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName, UINT nFlags, int x, int y) SetTagBit(start,TRUE);/模拟按键按下，接通常开触点而在它的“释放左键”事件中添加如下程序：#include apdefap.hvoid OnLButtonUp(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName, UINT nFlags, int x, int y)SetTagBit(start,FALSE);/模拟按键弹起，常开触点恢复断开状态复位按钮的程序结构类似于启动按钮的程序，但为了在监控画面中有正常的画面显示，在复位按钮的“按左键”事件中设置了某些参数的初始化语句。程序如下：#include apdefap.hvoid OnLButtonDown(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName, UINT nFlags, int x, int y)SetTagBit(reset,TRUE);/模拟按键按下，接通常开触点SetPropWord(NewPdl1.Pdl,Control2,Left,190);/邮件初始位置SetTagByte(tp,0); /初始化各个行程开关的状态复位开关的弹起同启动按钮一样，使变量Reset为FALSE。2）邮件的动态移动及对应行程开关的控制邮件的动态运动是该监控画面的重要组成部分。同时邮件的运动还控制这对应虚拟行程开关的触发。邮件的运动主要有在M5作用下沿传送带水平运动，也有在分拣电机作用下垂直运动。先对邮件进行X轴方向上的位置控制。选择邮件的位置X属性，选择“C动作”。运动控制程序如下：#include apdefap.hlong _main(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName) int a; BOOL b,c; b=GetTagBit(m5); / 获得电机M5的运行状态 c=GetTagBit(arrive);/ 获得下移到位行程开关的状态 a=GetPropWord(NewPdl1.Pdl,Control2,Left);/邮件当前X值 if (a=220 & a=230)SetTagBit(s1_on,TRUE); else SetTagBit(s1_on,FALSE); /控制邮码检测行程开关S1 /*邮件运行到不同位置触动不同的行程开关SQ1SQ5*/ if (a=245)SetTagBit(TestPoint1,TRUE); else if (a=290)SetTagBit(TestPoint2,TRUE); else if (a=335)SetTagBit(TestPoint3,TRUE); else if (a=380)SetTagBit(TestPoint4,TRUE); else if (a=425)SetTagBit(TestPoint5,TRUE); if (!c) if(b & a430)a+=5;/在未下移到位时，邮件一直右移至右极限 elsea=190; /在下移到位后，邮件在初始位置不变化return a; /返回值a设置邮件的X位置值邮件在水平方向移动到指定位置后，应该下移至邮箱。控制程序类似与X轴方向上的控制。具体程序代码如下：#include apdefap.hlong _main(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName) BOOL a,b,c,d,e,f,g,i; int h,y; a=GetTagBit(tp1);/电机M1旁的行程开关 b=GetTagBit(tp2);/电机M2旁的行程开关 c=GetTagBit(tp3);/电机M3旁的行程开关 d=GetTagBit(tp4);/电机M4旁的行程开关 e=GetTagBit(tp5);/邮件运行到传送带末端的行程开关 f=GetTagBit(m5);/电机M5运行状态 g=GetTagBit(arrive);/邮件下移到位行程开关状态 h=GetPropWord(NewPdl1.Pdl,Control2,Top);/邮件的Y属性值 i=GetTagBit(m5_m);/邮码值是否为5的真假值 /*在M1M4任意启动或该下移至邮箱5时且未下移到位的动作*/ if (!g & ( !f & (a | b | c | d ) ) | (i & e) ) ) if (h330) h=h+5; /向下移动到Y=330 else SetTagBit(arrive,TRUE);/下移到位后，行程开关动作 h=270; /邮件上移至传送带的Y值 return h; /函数返回h值，设置邮件的Y属性5）指示类WinCC监控系统中监视PLC的运行，并以图形化的显示方式在PC上显示出来是WinCC的重要功能。在WinCC监控画面中，除了一些运动控制，还有就是指示类的控制。指示类控制一般采用动态对话框，直接变量连接等方法控制。指示类连接变量如表4所示表4 指示类显示变量连接表指示内容连接变量变量类型进邮件L1l1二进制变量拣邮件L2l2二进制变量电机M1m1二进制变量电机M2m2二进制变量电机M3m3二进制变量电机M4m4二进制变量电机M5m5二进制变量启动SB1start二进制