毕业设计（论文）-基于S7-200 PLC和组态王的邮件分拣控制系统设计

基于PLC的邮件分拣控制系统设计基于PLC的邮件分拣控制系统设计PAGE2PAGE1毕业设计题目：基于PLC的邮件分拣控制系统设计系部专业名称班级姓名学号指导教师2016年12月

摘 要用梯形图方法编程，可以使设计思路清晰，编程简便.若需要改变RFID码，设计方案不必作很大调整，只要把控制程序作相应的修改，即可实现控制目的。本设计讲述的是如何利用PLC控制自动邮件分拣，选择西门子的PLC作为控制器，使用RFID读码，设计了硬件电路，分配了PLC的I/O接口、设计了PLC的外部接线图及控制梯形图和语句表程序，实现了自动邮件的控制。关键词:

PLC，邮件分拣，RFID读码

目录摘 要 2目录 3第一章前言 41.1课题研究背景 41.2本课题的目的和意义 4第二章设计要求 5第三章硬件设计 63.1PLC型号的选择和确定 63.2主电路设计 63.3控制电路图 83.4I/O地址分配 93.5PLC接线图 9第四章程序设计 114.1PLC内部地址分配 114.2PLC梯形图 114.3PLC语句表程序 195组态画面的设计 265.1通信建立 265.2数据词典建立 295.3画面建立 305.4运行 36结束语 38参考文献 39致谢 40

第一章前言1.1课题研究背景京东、聚美优品、阿里巴巴上市了，电商争先恐后的上市将会带来什么样的局面呢？这意味着电子商务的零售交易额在不断地增加。巨大的订单，问题也接踵而来—订单越来越多，货物不能在预定时间内及时的送达客户手中。很多时候电商们都是在一阵忙碌后才发现发错货、漏发货，东西损坏等问题。人工分拣邮件系统的作业效率低下，无法满足现代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，自动化、智能化是现代分拣系统的发展趋势。为了改善这种状况实现邮件处理的高度自动化提高邮件的处理速度减少大量的人力以适应现代化的发展从而由PLC控制的邮件分拣十分必要的1.2本课题的目的和意义本课题是用西门子PLC设计邮件分拣系统的控制流程，实现邮件迅速、准确的分拣、发送、保证生产人员安全和是实现节能减排

第二章设计要求设计以PLC为控制核心、基于组态王的远程监控系统，控制要求如下：

1、

初始状态，绿灯L2亮表示可以进邮件

2、

按下启动按钮SB1后，按一次复位按钮，计数计1，以此类推。模拟邮件的邮政编码，信号检测S1为ON表示检测到了邮件

3、

系统能识别的邮码正常值为1、2、3、4、5，若非此5个数，则红灯L1闪烁，表示出错，可重新进邮件（即重新拨入邮码），

4、

若邮码为1—5中的任意一个，则红灯L1亮，绿灯L2灭，表示进入工作状态，电动机M5运行，相应的机构（电机M1—M4）将邮件分捡到邮箱内后，红灯L1灭，绿灯L2亮，表示可以继续进邮件进行分捡.

5、

运行过程中，按下停止按钮，系统停止运行.

第三章硬件设计3.1PLC型号的选择和确定西门子S7-226PLC是高性能小型PLC，S7-226,本体含24点数字量输入，16点数字量输出。经过分析，系统共使用了9个输入和13个输出，满足使用要求，并有备用。3.2主电路设计380V交流电经过L1，L2，L3，N接入，供系统使用。QF1是总电路断路器，通断整台设备电源。FU1是总电路熔断器，起到过流保护作用。M1是传送带1电机。QF2是传送带1电路断路器，通断传动带1主电路。KM1是传送带1启动接触器，启动停止传送带1.FR1是传送带1过载保护热继电器，保护电机，防止烧毁。同样的，M2是传送带2电机。QF3是传送带2电路断路器，通断传动带2主电路。KM2是传送带2启动接触器，启动停止传送带2.FR2是传送带2过载保护热继电器，保护电机，防止烧毁。同样的，M3是传送带3电机。QF4是传送带3电路断路器，通断传动带3主电路。KM3是传送带3启动接触器，启动停止传送带3.FR3是传送带3过载保护热继电器，保护电机，防止烧毁。同样的，M4是传送带4电机。QF5是传送带4电路断路器，通断传动带4主电路。KM4是传送带4启动接触器，启动停止传送带4.FR4是传送带4过载保护热继电器，保护电机，防止烧毁同样的，M5是传送带5电机。QF6是传送带5电路断路器，通断传动带5主电路。KM5是传送带5启动接触器，启动停止传送带5.FR5是传送带5过载保护热继电器，保护电机，防止烧毁图3-1主电路图同样的，M6是传送带6电机。QF7是传送带6电路断路器，通断传动带6主电路。KM6是传送带6启动接触器，启动停止传送带6.FR6是传送带6过载保护热继电器，保护电机，防止烧毁3.3控制电路图QF8是控制电路断路器，可以通断控制电路电源A1是直流电源，将交流220V变成24V直流电，供PLC和后续电路使用。KA1是传送带1启动中间继电器，PLC控制KA1线圈得电，常开触点闭合，接触器KM1线圈得电，主触点闭合，控制传送带1运行。KA2是传送带2启动中间继电器，PLC控制KA2线圈得电，常开触点闭合，接触器KM2线圈得电，主触点闭合，控制传送带2运行。KA3是传送带3启动中间继电器，PLC控制KA3线圈得电，常开触点闭合，接触器KM3线圈得电，主触点闭合，控制传送带3运行。KA4是传送带4启动中间继电器，PLC控制KA4线圈得电，常开触点闭合，接触器KM4线圈得电，主触点闭合，控制传送带4运行。KA5是传送带5启动中间继电器，PLC控制KA5线圈得电，常开触点闭合，接触器KM5线圈得电，主触点闭合，控制传送带5运行。KA6是传送带6启动中间继电器，PLC控制KA6线圈得电，常开触点闭合，接触器KM6线圈得电，主触点闭合，控制传送带6运行。图3-2控制电路图3.4I/O地址分配根据设计要求分配输入输出表，地址表见表3-1,3-2表3-1数字量输入点代码及地址编号名称内部地址外部编号启动按钮I0.0SB1停止按钮I0.1SB2复位按钮I0.2SB3信号检测I0.3S1位置1检测I0.4SQ1位置2检测I0.5SQ2位置3检测I0.6SQ3位置4检测I0.7SQ4位置5检测I1.0SQ5表3-2数字量输出点代码及地址编号名称内部地址外部编号红灯L1Q0.0L1绿灯L2Q0.1L2邮件电机1Q0.2KA1邮件电机2Q0.3KA2邮件电机3Q0.4KA3邮件电机4Q0.5KA4邮件电机5Q0.6KA5邮件电机6Q0.7KA6推送邮件1Q1.0YA1推送邮件2Q1.1YA2推送邮件3Q1.2YA3推送邮件4Q1.3YA4推送邮件5Q1.4YA53.5PLC接线图PLC接线图如图3-3所示。图3-3PLC数字输入/输出接线图

第四章程序设计根据控制要求和系统分析，硬件电路，编写软件程序。4.1PLC内部地址分配表4-1内部使用地址描述内部地址信号检测S1M0.0邮码识别M0.1红灯L1亮绿灯L2灭电动机MM0.2推送邮件M0.3相应传送带运行M0.4循环执行M0.5识别错误M1.0自动运行指示M10.0推送邮件定时T37传送带运行定时T38邮政编码VW04.2PLC梯形图M10.0为自动运行标志按启动按钮，系统启动按停止按钮，系统停止邮政编码:VW0系统启动后，按复位按钮，按一次，邮政编码加1大于7自动复位为1绿灯L2亮表示可以进邮件:M0.0系统启动，没有任何动作执行，MW0为0，意思是M0.0到M1.7全部为OFF，则执行第1步或者循环动作完成，M0.5为ON，则序号执行绿灯L2:Q0.1检测到邮件进入，执行邮码识别识别正确,红灯L1亮绿灯L2灭电动机，复位识别错误红灯L1:Q0.0邮件电机5:Q0.6识别错误，从新进邮件复位识别错误推送邮件:M0.3推送邮件推送邮件定时预设3S相应传送带运行相应传送带运行定时预设5S推送邮件循环执行:M0.54.3PLC语句表程序ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1TITLE=BEGINNetwork1//M10.0为自动运行标志//按启动按钮，系统启动//按停止按钮，系统停止LDI0.0OM10.0ANI0.1=M10.0Network2//邮政编码:VW0//系统启动后，按复位按钮，按一次，邮政编码加1//大于7自动复位为1LDI0.2EUAM10.0+I1,VW0AW>=VW0,7MOVW1,VW0Network3//绿灯L2亮表示可以进邮件:M0.0//系统启动，没有任何动作执行，MW0为0，意思是M0.0到M1.7全部为OFF，则执行第1步//或者循环动作完成，M0.5为ON，则序号执行LDM10.0LDW=MW0,0OM0.5ALDSM0.0,1RM0.5,1Network4//绿灯L2:Q0.1LDM10.0AM0.0=Q0.1Network5//检测到邮件进入，执行邮码识别LDM10.0AM0.0AI0.3SM0.1,1RM0.0,1Network6//识别正确,红灯L1亮绿灯L2灭电动机，复位识别错误LDM10.0AW>=VW0,1AW<=VW0,5AM0.1SM0.2,1RM0.1,1RM1.0,1Network7//红灯L1:Q0.0//LDM10.0LDM0.2LDM1.0ASM0.5OLDALD=Q0.0Network8//邮件电机5:Q0.6LDM10.0AM0.2=Q0.6Network9//识别错误，从新进邮件LDM10.0LDW<=VW0,0OW>=VW0,6ALDSM1.0,1RM0.1,1SM0.0,1Network10//复位识别错误LDI0.2RM0.0,1Network11//推送邮件:M0.3LDM10.0AM0.2LDW=VW0,1AI0.4LDW=VW0,2AI0.5OLDLDW=VW0,3AI0.6OLDLDW=VW0,4AI0.7OLDLDW=VW0,5AI1.0OLDALDSM0.3,1Network12//推送邮件LDM10.0AM0.3LPSAW=VW0,1AI0.4=Q1.0LRDAW=VW0,2AI0.5=Q1.1LRDAW=VW0,3AI0.6=Q1.2LRDAW=VW0,4AI0.7=Q1.3LPPAW=VW0,5AI1.0=Q1.4Network13//推送邮件定时预设3SLDM10.0AM0.3TONT37,30Network14//相应传送带运行LDM10.0AM0.3AT37SM0.4,1RM0.3,1Network15//相应传送带运行定时预设5SLDM10.0AM0.4TONT38,50Network16//推送邮件LDM10.0AM0.4LPSAW=VW0,1AI0.4=Q0.2LRDAW=VW0,2AI0.5=Q0.3LRDAW=VW0,3AI0.6=Q0.4LRDAW=VW0,4AI0.7=Q0.5LPPAW=VW0,5AI1.0=Q0.7Network17//循环执行:M0.5LDM10.0AM0.4AT38SM0.5,1RM0.4,1END_ORGANIZATION_BLOCK

5组态画面的设计5.1通信建立在组态王里面，设备里面找到选择COM2，双击打开设置串口，进行通信参数设定。图5-1通信参数设定建立设备连接，选择PLC，西门子，S7-200系列，PPI图5-2组态王中PLC选择设定设备名称图5-3组态王通信设备名称选择COM2，图5-4选择COM口根据PLC里的系统设置，组态王与PLC通信的地址，设定为2，图5-5PLC地址设定尝试恢复间隔和最长恢复时间设定，预设可以图5-6设定恢复策略设定完信息总结如下：图5-7设备设定信息总结5.2数据词典建立建立以下数据词典：图5-8变量汇总5.3画面建立根据工艺和控制要求建立监控画面，建立传送带1，传送带2，传送带3，传送带4，传送带5，传送带6，建立电机1，电机2，电机3，电机4，电机5，电机5，邮政编码，信号检测，启动，停止按钮，红灯L1，绿灯L2。连接变量。做出的实际监控画面如图5-9图5-9实际监控画面为了演示系统，建立动画连接，例如邮政编码为1，隐含属性，和垂直移动属性。图5-10邮政编码1移动图5-11邮政编码1显示图5-12邮政编码1垂直移动连接为了建立动画，空白画面，右键，属性，设定命令语言，如图5-13.设定。循环周期设定100毫秒。在存在时编写命令语言，完整的命令语言见附录。图5-13循环命令语言详细的命令见下：if(\\本站点\自动运行指示==1){if(\\本站点\邮件电机5==1){if(\\本站点\邮政编码==1){\\本站点\水平移动设定=\\本站点\水平移动设定1;}if(\\本站点\邮政编码==2){\\本站点\水平移动设定=\\本站点\水平移动设定2;}if(\\本站点\邮政编码==3){\\本站点\水平移动设定=\\本站点\水平移动设定3;}if(\\本站点\邮政编码==4){\\本站点\水平移动设定=\\本站点\水平移动设定4;}if(\\本站点\邮政编码==5){\\本站点\水平移动设定=\\本站点\水平移动设定5;}if(\\本站点\水平移动<=\\本站点\水平移动设定){\\本站点\水平移动=\\本站点\水平移动+5;}}if((\\本站点\邮件电机1==1)&&(\\本站点\垂直移动1<垂直移动限制)){\\本站点\垂直移动1=\\本站点\垂直移动1+5;}if((\\本站点\邮件电机2==1)&&(\\本站点\垂直移动2<垂直移动限制)){\\本站点\垂直移动2=\\本站点\垂直移动2+5;}if((\\本站点\邮件电机2==1)&&(\\本站点\垂直移动2<垂直移动限制)){\\本站点\垂直移动3=\\本站点\垂直移动3+5;}if((\\本站点\邮件电机3==1)&&(\\本站点\垂直移动3<垂直移动限制)){\\本站点\垂直移动3=\\本站点\垂直移动3+5;}if((\\本站点\邮件电机4==1)&&(\\本站点\垂直移动4<垂直移动限制)){\\本站点\垂直移动4=\\本站点\垂直移动4+5;}if((\\本站点\邮件电机6==1)&&(\\本站点\垂直移动6<垂直移动限制)){\\本站点\垂直移动6=\\本站点\垂直移动6+5;}}if(\\本站点\动作步骤==5){\\本站点\水平移动=0;\\本站点\垂直移动1=0;\\本站点\垂直移动2=0;\\本站点\垂直移动3=0;\\本站点\垂直移动4=0;\\本站点\垂直移动6=0;}if(\\本站点\M00==1)\\本站点\动作步骤=0;if(\\本站点\M01==1)\\本站点\动作步骤=1;if(\\本站点\M02==1)\\本站点\动作步骤=2;if(\\本站点\M03==1)\\本站点\动作步骤=3;if(\\本站点\M04==1)\\本站点\动作步骤=4;if(\\本站点\M05==1)\\本站点\动作步骤=5;5.4运行到组态王画面编辑，找到文件菜单，点击切换到View，切换到运行画面图5-14切换到运行画面启动运行后，第1个画面是仿真演示画面。初始画面如下。图5-15初始画面点击启动按钮，启动按钮变绿色，表示系统运行。电机电机M1，动画运行图5-16运行画面需要连接PLC，通过PLC动作控制组态王动画、

结束语在老师和同学的帮助下做完了基于PLC的邮件分拣控制系统设计的工作，通过这次的毕业设计，我能运用已学的知识解决我在设计中遇到的问题，使自己的动手能力和思考问题的能力得到了很大的提高。在做设计的过程中我查阅了很多的资料，并认真的阅读这些与我的设计相关的资料，从而我的专业涵养得到了提高，知识的储备量也有所增加。在做设计时，我复习了很多专业课的知识，这使得我的专业知识在离校之前得到了巩固。整个设计通过了软件和硬件上的调试、仿真。我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助的。在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。但是，通过这次设计我也发现自己的很多不足之处。在设计过程中我发现自己考虑问题很不全面，自己的专业知识掌握的很不牢固，所掌握的计算机应用软件还不够多，我希望自己的这些不足之处能在今后的工作和学习中得到改善。而且，通过这次设计，我懂得了学习的重要性，学会了坚持和努力，这将为以后的工作、学习做出了最好的榜样！。

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