電氣控制課程設計 評語： 考勤（10） 守紀（10） 過程（40） 設計報告（30） 答辯（10） 總成績（100） 專 業(yè)： 自動化 班 級： 動1001班 姓 名： 武明強 學 號： 201008430 指導教師： 張斌 蘭州交通大學自動化與電氣工程學院 2013年07月12日 基于PLC的郵件分揀控制系統(tǒng)設計 1 郵件分揀機設計要求 1）當按下啟動按鈕時，傳送帶開始運轉(zhuǎn)(即電動機M5啟動)，綠燈L2亮，表示可以進郵件。 2）接近開關S1～S6為郵件檢測開關，當接近開關S1為閉合狀態(tài)時表示郵件分揀機檢測到有郵件到來。 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)運行。當接近開關S2為閉合狀態(tài)時時，表明郵件到達第一個郵箱處，如果郵件編碼與此處編碼相同，則傳送帶停止運轉(zhuǎn)，電動機M1啟動推動推桿，將此郵件分揀到相應郵箱內(nèi)，此時，接近開關S2變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，電動機M1的推桿自動收回；如果郵件編碼不符合，則傳送帶繼續(xù)保持運行，當接近開關S3為閉合狀態(tài)時表明郵件到達第二個郵箱出，再次進行比較，若郵政編碼相符合，則可由推桿導入第二個郵箱，否則送至下一個郵箱處，繼續(xù)進行比較檢測，依次類推，最終將郵件被分揀到對應的郵箱中。 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，則最終郵件自動進入最后一個郵箱。 2 系統(tǒng)硬件設計 2.1 任務分析 郵件檢測開關S1～S6采用接近開關，與啟動按鈕、復位按鈕和停止按鈕共同作為PLC的輸入進行分配I／O地址，其中接近開關S1～S6在郵件被分揀到郵箱內(nèi)以后會自動復位。電動機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。郵碼設置可以通過外部撥碼盤輸入來實現(xiàn)，但基于PLC的模擬仿真，只能在程序設計部分選用了MOVE指令來實現(xiàn)郵件編碼的模擬輸入，最后通過比較器實現(xiàn)郵件目的地的識別，從而完成分揀任務。 根據(jù)以上任務分析，該系統(tǒng)有5臺電機，2個指示燈，6個接近開關，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)。在本次設計中選用西門子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 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S1 I0.3 電動機M1 Q4.3 接近開關S2 I0.4 電動機M2 Q4.4 接近開關S3 I0.5 電動機M3 Q4.5 接近開關S4 I0.6 電動機M4 Q4.6 接近開關S5 I0.7 接近開關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)軟件設計 3.1軟件設計流程圖 根據(jù)控制要求，系統(tǒng)軟件設計流程圖如圖3所示。 圖3 系統(tǒng)流程圖 3.2控制系統(tǒng)梯形圖 系統(tǒng)軟件設計選用梯形圖程序，程序如圖4所示。 圖4 梯形圖程序 4 系統(tǒng)仿真結果 1 按下開啟按鈕，傳送帶開始運轉(zhuǎn)，綠燈亮。 2 接近開關S5閉合，傳送帶停止運轉(zhuǎn)，電動機M4開始啟動，紅燈亮。 3 按下停止按鈕，各個電動機停止運轉(zhuǎn)。 4 按下復位按鈕，郵件可以再次進入。 5 課程設計總結 課程設計是培養(yǎng)我們綜合運用所學知識，解決實際問題的重要環(huán)節(jié)，是對實際能力的具體訓練和考察過程，總結本次電氣控制PLC課程設計，我收益頗多。在此過程中，我學會了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。從理論到實踐，從應用設計到仿真調(diào)試，歷時多天，失敗多次，在失敗中不斷總結經(jīng)驗，在此過程中鞏固了以前所學過的知識，理解由課本理論知識上升到實物和實踐模擬，在模擬中，對STEP7系統(tǒng)仿真軟件，以及Visio繪圖軟件有了進一步的應用和了解，學到了很多在課本上沒有學到過的內(nèi)容。