PLC实现-邮件分拣机的控制

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
置通过外部拨码开关来实现，三个拨码开关表示数据0-7，在PLC程序设计部分选用了MOVE指令来简化程序。

2.1 响应时间
可编程控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠地接受持续时
间小于扫描周期的输入信号；但是在本系统中，邮件的输入速度是相对比较慢的，不可能比扫描周期短，所以，系统响应时间没特殊要求，不需要考虑这方面的问题。

2.2 邮件分拣模块
此模块的功能是根据前一个模块(邮政编码检测模块)的工作结
果来动作的。

当邮件从邮政编码检测模块中出来时，邮件分拣模块的电机就按照PLC控制装置发出的控制信号工作，带动与邮件邮政编码相应的轨道动作，接到邮件传送带上，将邮件接入对应的分拣轨道上来，实现邮件按邮政编码的准确分拣。

输出形式为盘袋兼容，既适应目前的邮件作业方式，又可以满足将来采用信盘、集装箱运输的要求。

输出单元采用玻璃钢曲面滑槽，邮件由垂直下落旋转90。

后水平入袋(盘)，减小了邮件的破损率。

2.3 供件模块
这一部分分为两块：一个是人工供件模块，一个是自动供件模块。

在人工供件模式下，分拣人员阅读邮件上的地址或邮政编码，键入地址信息，将部件放入邮件传送单元；再光电检测邮件长度、厚度尺寸，剔除不符合分拣规格的邮件：合格邮件经传送带通过邮件计数模块，进入邮件分拣模块对应的轨道，完成分拣。

在自动供件模式下，人工将成叠的邮件放在供件机上，邮件由动分离装置逐件分离(用吸取式机械手完成)，然后进入同步供件单元：邮件经同步供件单元进入外形检测单元。

2.4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，在机型上可选用西门子公司生产的CPU型号为226型的微型可编程控制器。

3 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，选用西门子S7-200系列PLC，基本单元选用CPU226模块DC24输入/继电器10输出。

3.1 I／O分配
在设计过程中选用西门子S7-200系列PLC，基本单元选用CPU226模块DC24输入/继电器10输出，扩展单元选用EM223DC8输入/继电器8输出能满足控制要求。

在确定了控制对象的控制要求和选择好PLC的机型后，即可以进行安全监控系统的流程设计，考虑到编程简单、检查方便和接线容易等因素，根据实际过程，编制了输入、输出点的地址编号，见表1。

3.2PLC硬件接线图
根据任务分析及I/O分配，绘制PLC硬件接线图，如图2所示，以保证硬件接线操作正确。

图2 PLC硬件接线图
4 系统软件设计
在系统软件设计过程中，首先根据系统控制要求和工艺流程设计出系统顺序功能图，然后根据顺序功能图设计出梯形图。

4.1邮件入箱控制软件设计流程
设计流程：邮件检测；编码信息检测；编码信息转化为脉冲信号；邮件入箱；出错控制。

PLC控制部分流程图如图3所示：
图3 流程图
4.2 单一邮件分拣机的PLC控制梯形图
单一邮件分拣机的PLC控制梯形图如图4所示。

图4 梯形图程序
5结束语
邮件分拣系统改变了人工分拣的工作方式，实现了自动分拣，极大地提高了工作效率。

未来几年，随着全国邮政综合计算机网的建成
和中心局体制的加速实施，我国邮政在机械化和自动化技术领域将取得更大的进步。

参考文献
1 廖常初，PLC编程及应用，机械工业出版社。

2 史国生，电气控制与可编程控器技术，化学工业出版社。

3 德国西门子公司，S7—200中文系统手册。

4 周万珍，高鸿斌。

PLC分析与设计应用，电子工业出版社。

5 王永华译．现代电气控制及PLC应用技术[M]．北京：北京航空航天大学出版社。

6 张万忠、刘明芹．电器与PLC控制技术[M]．北京：化学工业出版社。