【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1亮，則將郵件送入郵箱1內(nèi)。之后L2燈滅，L1燈亮，表示可以繼續(xù)進(jìn)郵件。同樣按下郵碼B2，郵件檢測(cè)燈L2亮，主電機(jī)M5運(yùn)行。3秒后光電開(kāi)關(guān)M2亮，則將郵件送入郵箱2內(nèi)。之后L2燈滅，L1燈亮。表示可以繼續(xù)進(jìn)郵件。同樣按下郵碼B3，郵件檢測(cè)燈L2亮，主電機(jī)M5運(yùn)行。4秒后光電開(kāi)關(guān)M3亮，則將郵件送入郵箱3內(nèi)。之后L2燈滅，L1燈亮。表示可以繼續(xù)進(jìn)郵件。同樣按下郵碼B4，郵件檢測(cè)燈L2亮，主電機(jī)M5運(yùn)行。5秒后光電開(kāi)關(guān)M4亮，則將郵件送入郵箱4內(nèi)。之后L2燈滅，L1燈亮。若按下郵碼B5，則說(shuō)明被檢郵件不是上述要求的4種郵件，則紅燈L2閃爍，表示出錯(cuò)，主電機(jī)M5停止。重新啟動(dòng)后，才能正常運(yùn)行。按下停止按鈕SP，系統(tǒng)停止運(yùn)行。具體結(jié)構(gòu)如上圖21。 機(jī)型的選擇及輸入輸出的確定 內(nèi)存估計(jì)用戶(hù)程序所需的內(nèi)存容量受以下幾個(gè)因素的影響：開(kāi)關(guān)量輸入，輸出點(diǎn)數(shù)；用戶(hù)的程序水平。所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開(kāi)關(guān)量(輸入+輸出)總點(diǎn)數(shù)10；所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)100(只有模擬量輸入)；所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)200(模擬量輸入／輸出同時(shí)存)。該系統(tǒng)控制程序比較小，而且輸入輸出點(diǎn)較少，因此內(nèi)存容量要求比較低。一般的PLC都能滿(mǎn)足其要求。 響應(yīng)時(shí)間可編程控制器順序掃描的工作方式使它不能可靠地接受持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號(hào)；但是在本系統(tǒng)中，郵件的輸入速度是相對(duì)比較慢的，不可能比掃描周期短，所以，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間沒(méi)特殊要求，不需要考慮這方面的問(wèn)題。郵件分揀是一個(gè)比較固定的、環(huán)境條件較好的工藝過(guò)程，要實(shí)現(xiàn)的功能也相對(duì)簡(jiǎn)單，無(wú)A/D和D／A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算。另外，控制程序也比較固定，不需要在線編程，選用整體式PLC就可以滿(mǎn)足工藝的要求了。綜合前面的工藝要求與I/0點(diǎn)數(shù)可知，在機(jī)型上可選用西門(mén)子公司生產(chǎn)的CPU型號(hào)為224型的微型可編程控制器。 輸入輸出的確定可編程控制器系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)估算。系統(tǒng)I/O分配見(jiàn)下表21：表21系統(tǒng)I/O分配表輸入輸出端子 功能端子功能 啟動(dòng)指示進(jìn)郵件L1 停止郵件檢測(cè)燈L2讀碼器輸出的郵碼1光電開(kāi)關(guān)M1讀碼器輸出的郵碼2光電開(kāi)關(guān)M2讀碼器輸出的郵碼3光電開(kāi)關(guān)M3讀碼器輸出的郵碼4光電開(kāi)關(guān)M4讀碼器輸出的郵碼5光電開(kāi)關(guān)M5啟動(dòng)(WinCC)停止(WinCC)讀碼器輸出的郵碼1(WinCC)讀碼器輸出的郵碼2(WinCC)讀碼器輸出的郵碼3(WinCC)讀碼器輸出的郵碼4(WinCC)讀碼器輸出的郵碼5(WinCC) 通過(guò)上面的I/O點(diǎn)的分析，需要7個(gè)輸入點(diǎn)和7個(gè)輸出點(diǎn)。西門(mén)子的S7200就已經(jīng)符合郵件分揀控制要求。S7200 PLC屬于小型整體式的PLC, 本機(jī)自帶RS485通信接口、內(nèi)置電源和I/O接口。它的硬件配置靈活，既可用一個(gè)單獨(dú)的S7200 CPU構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字量控制系統(tǒng)，也可通過(guò)擴(kuò)展電纜進(jìn)行數(shù)字量I/O模塊、模擬量模塊或智能接口模塊的擴(kuò)展，構(gòu)成較復(fù)雜的中等規(guī)?？刂葡到y(tǒng)。完整的S7200系列PLC實(shí)物如圖22所示。圖22 S7200系列PLC實(shí)物圖S7200系列的PLC有CPU22CPU22CPU22CPU224XP、CPU226等類(lèi)型。此系統(tǒng)選用S7200 CPU224，通入220V交流電。CPU224有14個(gè)輸入、10個(gè)輸出，具有PPI，MPI和自由方式通訊能力，符合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。 定時(shí)器的確定本課題用定時(shí)器來(lái)規(guī)定郵件分揀各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行的時(shí)間。課題中用了6個(gè)定時(shí)器，它們各自的功能如表23所示。表22 定時(shí)器的作用定時(shí)器功能T37根據(jù)郵碼啟動(dòng)定時(shí)，2秒后了L1亮T38根據(jù)郵碼啟動(dòng)定時(shí)，2秒后郵件送入油箱T39根據(jù)郵碼啟動(dòng)定時(shí)，3秒后郵件送入油箱T40根據(jù)郵碼啟動(dòng)定時(shí)，4秒后郵件送入油箱T41根據(jù)郵碼啟動(dòng)定時(shí)，5秒后郵件送入油箱T42設(shè)定分揀時(shí)長(zhǎng)，2秒后提示下一郵件進(jìn)入 EM231模擬量輸入模塊郵件分揀控制系統(tǒng)中，分揀機(jī)檢測(cè)郵件編碼信號(hào)，把檢測(cè)的信號(hào)由數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量輸入到分揀電機(jī)中,驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行。在這里，本課題選用了西門(mén)子EM233模擬量輸出模塊。EM235模塊提供4個(gè)輸入點(diǎn)，1個(gè)輸出點(diǎn)。輸出量通過(guò)變頻器轉(zhuǎn)化為0～20mV的電流信號(hào)。EM235實(shí)物圖見(jiàn)圖23。 圖23 EM235實(shí)物圖EM235具體技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表23:表23 EM235技術(shù)指標(biāo)模擬量輸入特性模擬量輸入點(diǎn)數(shù)4輸入范圍電壓（單極性）0～10V 0～5V 0～1V 0～500mV 0～100mV 0～50mV 電壓（雙極性）177。10V 177。5V 177。 177。1V 177。500mV 177。250mV 177。100mV 177。50mV 177。25mV電流0～20mA數(shù)據(jù)字格式雙極性 全量程范圍32000～+32000單極性 全量程范圍0～32000分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸出特性模擬量輸出點(diǎn)數(shù)1信號(hào)范圍電壓輸出 177。10V電流輸出0～20mA數(shù)據(jù)字格式電壓32000～+32000電流0～32000分辨率電流電壓12位電流11位 變頻器的選擇變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性參數(shù)及電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)要求，對(duì)電動(dòng)機(jī)提供電壓、電流、頻率進(jìn)行控制達(dá)到負(fù)載的要求，因此，變頻器的主電路一樣，逆變器件也相同，只是控制方式不一樣，其控制效果是不一樣的，所以，控制方式是很重要的，它代表變頻器的水平。目前變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制方式大體可分為V/F恒定控制，轉(zhuǎn)差頻率控制，矢量控制，直接轉(zhuǎn)矩控制。西門(mén)子公司M440是一種集多種功能于一體的變頻器。其控制電路由CPU、模擬輸入/輸出、操作面板等部分組成。該變頻器共有20多個(gè)控制端子，分為四類(lèi)：輸入信號(hào)端子、頻率模擬設(shè)定輸入端子、監(jiān)視信號(hào)輸出端子和通信端子。DIN1～DIN6為數(shù)字輸入端子，一般用于變頻器外部控制，其具體功能由相應(yīng)設(shè)置決定。例如出廠時(shí)設(shè)置DIN1為正向運(yùn)行、DIN2為反向運(yùn)行等，根據(jù)需要通圖24 變頻器MM440與PLC控制系統(tǒng)接線原理圖過(guò)修改參數(shù)可改變其相應(yīng)的功能。使用輸入信號(hào)端子可完成對(duì)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、復(fù)位、多級(jí)速度設(shè)定、自由停車(chē)。點(diǎn)動(dòng)等控制操作。AIN1～AIN2為模擬信號(hào)輸入端子分別作為頻率給定信號(hào)和閉環(huán)時(shí)反饋信號(hào)輸入。變頻器提供了3種頻率設(shè)定方式：外界電位器設(shè)定0～10V電壓設(shè)定和4～20mA電流設(shè)定。當(dāng)用電壓或電流設(shè)定時(shí)，最大的電壓或電流對(duì)于變頻器輸出頻率的最大值。變頻器有兩路頻率設(shè)定通道，開(kāi)環(huán)控制或電流對(duì)應(yīng)的變頻器輸出設(shè)定的最大值。變頻器有兩路頻率設(shè)定通道，開(kāi)環(huán)控制時(shí)只用AIN1通道，閉環(huán)控制時(shí)使用AIN2通道作為反饋輸入。接線原理圖如圖24: CPU224硬件連接圖CPU224硬件連接圖如圖25:圖25分揀機(jī)與PLC的硬件連接圖 編程軟件STEP7Micro/WIN簡(jiǎn)介STEP7Micro/WIN是西門(mén)子公司S7200系列PLC的編程軟件，它的功能強(qiáng)大，主要用于開(kāi)發(fā)S7200系列PLC的用戶(hù)程序，以及監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)、檢查排除系統(tǒng)故障，管理用戶(hù)程序文檔等。以下對(duì)如何使用編程軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。操作主界面如圖41所示。 STEP7Micro/WIN簡(jiǎn)單介紹圖26 編程軟件STEP7Micro/WIN主界面以STEP7Micro/WIN創(chuàng)建程序，為接通STEP 7Micro/WIN，可雙擊STEP 7Micro/WIN圖標(biāo)，或選擇開(kāi)始（Start） SIMATIC STEP 7 Micro/WIN 。如圖26所示，STEP 7Micro/WIN項(xiàng)目窗口將提供用于創(chuàng)建控制程序的便利工作空間。工具欄將提供快捷鍵按鈕，用于經(jīng)常使用的菜單命令，可顯示或隱藏工具欄的任何按鈕。瀏覽條給出了多組圖標(biāo)，用于訪問(wèn)STEP 7Micro/WIN的不同編程特性。指令樹(shù)將顯示用于創(chuàng)建控制程序的所有項(xiàng)目對(duì)象和指令?？蓪蝹€(gè)的指令從指令樹(shù)拖放到程序中，或雙擊某個(gè)指令，以便將其插入到程序編輯器中光標(biāo)的當(dāng)前位置。程序編輯器包括程序邏輯和局部變量表，可在其中分配臨時(shí)局部變量的符號(hào)名。子程序和中斷程序在程序編輯器窗口的底部均按標(biāo)簽顯示。單擊標(biāo)簽可在子程序、中斷程序和主程序之間來(lái)回變換。STEP 7Micro/WIN提供了用于創(chuàng)建程序的三個(gè)編輯器：梯形圖（LAD）、語(yǔ)句表（STL）和功能塊圖（FBD）。盡管有某些限制，在這些程序編輯器的任何一個(gè)中編寫(xiě)的程序均可用其它程序編輯器進(jìn)行瀏覽和編輯。用的比較多的是梯形圖（LAD）編程語(yǔ)言。下面詳細(xì)介紹梯形圖的特點(diǎn)。梯形圖是使用得最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱(chēng)為PLC的第一編程語(yǔ)言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開(kāi)關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱(chēng)為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱(chēng)為編程。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用梯形圖的圖形符號(hào)來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，程序采用梯形圖的形式描述。這種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用因果關(guān)系來(lái)描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果。每個(gè)梯級(jí)是一個(gè)因果關(guān)系。在梯級(jí)中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在后面。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它來(lái)源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來(lái)的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)是：（1）與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；（2）與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，對(duì)電氣技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，易于撐握和學(xué)習(xí)；（3）與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同在于梯形圖的能流不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，所以應(yīng)用時(shí)，需于原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念相區(qū)別。（4）與布爾助記符程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 STEP7Micro/WIN參數(shù)設(shè)置（通訊設(shè)置）本項(xiàng)目中PLC要與電腦正確通信，安裝完STEP7Micro/WIN編程軟件且設(shè)置好硬件后，可以按下列步驟進(jìn)行通訊設(shè)置。（1）在STEP7Micro/WIN運(yùn)行時(shí)單擊通訊圖標(biāo)，或從“視圖”菜單中選擇選項(xiàng)“通信”，則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)通信對(duì)話框（如圖27所示）。圖27 通信參數(shù)設(shè)置（2）在對(duì)話框中雙擊PC/PPI電纜的圖標(biāo)，將出現(xiàn)PG/PC接口對(duì)話框或者直接單擊“檢視”欄中單擊“設(shè)置PG/PC接口”也行。如圖28所示。圖28 PG/PC接口對(duì)話框（3）單擊Properties按鈕，將出現(xiàn)接口屬性對(duì)話