【文章內(nèi)容簡介】 步中就進(jìn)行。（2）設(shè)計(jì)PLC外部硬件線路設(shè)計(jì)出系統(tǒng)剩余部分的電氣線路圖，包括了主電路圖與PLC外圍的控制電路圖。到此為止，就基本完成了對控制系統(tǒng)的硬件電氣設(shè)計(jì)。（1）程序設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)提出的控制要求，運(yùn)用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方式來設(shè)計(jì)PLC的梯形圖程序。設(shè)計(jì)出來的程序要必須滿足系統(tǒng)的控制要求，在此前提下設(shè)計(jì)者對系統(tǒng)的各個控制功能進(jìn)行逐一編寫，然后逐步地完善系統(tǒng)所要求的功能。（2）程序模擬調(diào)試程序模擬調(diào)試就是用各種元器件或者仿真和組態(tài)軟件模擬現(xiàn)場的實(shí)際情況，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造出一定的實(shí)現(xiàn)環(huán)境。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)現(xiàn)方式的不同，模擬調(diào)試分為硬件模擬調(diào)試法和軟件模擬調(diào)試法這兩種實(shí)現(xiàn)方式。系統(tǒng)中所需要用到的元件如表31：表31 系統(tǒng)元件選擇序列名稱型號數(shù)量1PLCCPU22612電動機(jī)Y263M1453傳送帶DV6014啟動/復(fù)位按鈕LA23DGW26指示燈XDN12427熔斷器TRF250800158交流接觸器3TB4059快速斷路器DZ4760 1P 1A110熱繼電器NR225G/Z 5 PLC的選型本設(shè)計(jì)根據(jù)控制要求需要11個輸入點(diǎn)和11個輸出點(diǎn)，因此本設(shè)計(jì)選擇西門子S7200系列的CPU226型PLC。這個型號的PLC擁有24個輸入、16個輸出的數(shù)字量I/O接口，256個定時器，足夠滿足本設(shè)計(jì)的硬件配置要求。在對元器件進(jìn)行選型的時候需要注意，CPU226型PLC的輸出口是繼電器型，因此可以既可以接交流負(fù)載也可以接直流負(fù)載。驅(qū)動系統(tǒng)是一種由驅(qū)動元件來進(jìn)行傳動的組合裝置。驅(qū)動系統(tǒng)可以根據(jù)其使用的動力源的區(qū)別，而被分為液壓、氣壓、電氣和機(jī)械等多種傳動方式。表32 各種控制方式的比較項(xiàng)目氣壓傳動液壓傳動電氣傳動機(jī)械傳送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單復(fù)雜復(fù)雜較復(fù)雜安裝自由度大大中小輸出力稍大大小不太大定位精度一般一般很高高動作速度大稍大大小通過表32可知，電氣驅(qū)動的精確度最高，郵件分揀系統(tǒng)的精確度較高，因此本文選擇電氣傳動的驅(qū)動方式。電氣傳動中需要考慮的是電動機(jī)的選擇，本設(shè)計(jì)中需要選擇2種電動機(jī)。第一種電動機(jī)需要控制傳送帶的運(yùn)動，由于郵件的質(zhì)量一般不超過70Kg， m/s，可以根據(jù)式() W。 式（）式中 ——表示傳送帶平移作用力； ——表示傳送帶平移速度； ——表示傳送帶摩擦因數(shù)； ——表示郵件質(zhì)量； ——表示重力加速度。在查詢了小型三相異步電動機(jī)的型號后，本論文先選擇了Y263M14型三相異步電動機(jī)。此型號的電動機(jī)性能如表33所示，，由式（） W。由于此電動機(jī)需要頻繁啟動，因此在選擇電動機(jī)的功率上要選擇較大一點(diǎn)的電動機(jī)，而Y263M14型三相異步電動機(jī)的額定功率為120W，滿足設(shè)計(jì)的要求。 式（）式中 ——表示電動機(jī)的效率；——表示傳送帶系統(tǒng)的傳動效率。在選擇電動機(jī)的型號時還需要檢驗(yàn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是否滿足等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求?？梢愿鶕?jù)式（）m，而Y263M14型三相異步電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速可根據(jù)式（） Nm，完全滿足本設(shè)計(jì)的要求，因此本設(shè)計(jì)選擇了Y263M14型三相異步電動機(jī)。表33 Y263M14型三相異步電動機(jī)性能表型號額定功率額定電流轉(zhuǎn)速效率功率因數(shù)最大轉(zhuǎn)矩最小轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩kWAr/min%倍倍倍Y263M14137057 式（）式中 ——表示電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 式（）式中 ——表示電動機(jī)的額定功率；——表示電動機(jī)轉(zhuǎn)子的額定轉(zhuǎn)速。第二種電動機(jī)用于控制分揀推桿，其選擇方法類似于第一種電動機(jī)。 m/s，，可以根據(jù)式（），所以本設(shè)計(jì)選擇了Y263M14型三相異步電動機(jī)。同時還要檢驗(yàn)電動的轉(zhuǎn)矩是否符合等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求，由式（） Nm，因此本設(shè)計(jì)選擇了Y263M14型三相異步電動機(jī)。綜上所述，本論文的系統(tǒng)一共需要5臺Y263M14型三相交流電動機(jī)。傳感器是一種檢測被測對象的各種物理量的狀態(tài)變化，再將這種狀態(tài)變化量轉(zhuǎn)化為電信號的電氣元件。它主要的使用范圍有檢測系統(tǒng)與作業(yè)的對象、工作環(huán)境的狀態(tài)，為準(zhǔn)確地控制系統(tǒng)的工作提供相應(yīng)的信息。在本設(shè)計(jì)中，需要用到接近開關(guān)。由于郵件檢測的實(shí)物要求，接近開關(guān)必須要能準(zhǔn)確地識別紙制、塑料、金屬等屬性的材料，同時由于只有當(dāng)郵件通過時接近開關(guān)才會動作，所以輸出方式必須是常開型。因此，本設(shè)計(jì)選用了CP18R8DN型接近開關(guān)。CP18R8DN型接近開關(guān)是一種圓柱形電容式交流接近開關(guān)，感應(yīng)距離為8mm，可感應(yīng)非金屬材料，輸出方式為常開型，工作電壓為交流24V。在對郵碼進(jìn)行檢測時要使用掃描器。掃描器是一種自身可以發(fā)射光線去照射郵件上的郵碼，然后利用光電轉(zhuǎn)換器來接收郵碼的反射光線，并將反射光線的亮暗區(qū)別轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行處理的裝置。由于在對郵件上的郵碼進(jìn)行檢測的過程中，郵件的大小形狀、包裹方式、郵碼位置等不盡相同，因此，本設(shè)計(jì)選用了LS 6004I000型全方位掃描器。撥碼器將條形碼掃描器傳輸過來的信號進(jìn)行數(shù)字過濾，以便實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的信號輸出，以此來完成數(shù)字信息的轉(zhuǎn)換，從而傳輸?shù)絇LC中進(jìn)行精準(zhǔn)的控制。本設(shè)計(jì)選用DS05型撥碼器，此種撥碼器有5個撥碼開關(guān)，工作電壓直流24V，足夠滿足本設(shè)計(jì)的要求。（一）接觸器的選擇接觸器是一種利用電磁感應(yīng)來對電動機(jī)進(jìn)行控制的元器件。在選擇接觸器的型號時，需要考慮接觸器觸頭的額定電流，額定電流是在大于8小時的運(yùn)行情形下的接觸器的運(yùn)行電流，～。，因此本設(shè)計(jì)選用了3TB40西門子交流接觸器，此接觸器主觸頭的額定工作電流為1A,主觸頭工作電壓為交流24V，滿足電動機(jī)的電流要求。（二）熔斷器熔斷器是一種用于過電流保護(hù)的保護(hù)元件，它串聯(lián)在線路中，當(dāng)出現(xiàn)長時間的過電流時，高溫會融斷熔斷器的熔體以達(dá)到保護(hù)電路的目的。，～。因此，本設(shè)計(jì)選擇了TRF250800型熔斷器，最大工作電壓為250V，滿足設(shè)計(jì)要求。（三）斷路器斷路器是一種串聯(lián)在電路中，能夠?qū)€路和電動機(jī)進(jìn)行實(shí)時保護(hù)，在欠電壓和過電流等異常工作狀態(tài)時進(jìn)行動作的保護(hù)元件?！?倍，在需要頻繁啟動的電動機(jī)電路中則需要增加倍數(shù)。本論文選取DZ4760 1P 1A型斷路器，此種斷路器動作電流為1A，工作電壓為220V～400V，滿足設(shè)計(jì)要求。（四）熱繼電器熱繼電器是一種通過流過的電流所產(chǎn)生的熱量使不同膨脹系數(shù)的金屬片發(fā)生不同程度的形變，以分?jǐn)嘟佑|器控制電路來斷開主電路的電氣保護(hù)元件。，因此本論文選擇了NR225G/Z ，滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)出如圖31所示的主電路圖。系統(tǒng)是通過PLC對KM1~KM9這9個接觸器進(jìn)行控制，進(jìn)而控制M1~M5這5個電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)以達(dá)到控制要求的。圖31 主電路圖 PLC的硬件接線圖根據(jù)控制要求可得PLC系統(tǒng)的I/O接線圖如圖32所示：圖32 PLC的I/O接線圖 I/O地址分配本文分揀系統(tǒng)的I/O對應(yīng)分配表如表33所示。由表可知，系統(tǒng)總共需要I/O端口數(shù)為11個輸入，11個輸出。表34 分揀系統(tǒng)I/O口分配表輸入編號輸出編號啟動紅燈L1提示進(jìn)郵件郵件檢測綠燈L2提示無效郵碼撥碼器1號線1號電機(jī)正轉(zhuǎn)KM1撥碼器2號線2號電機(jī)正轉(zhuǎn)KM2撥碼器3號線3號電機(jī)正轉(zhuǎn)K