邮件分拣机的工作原理及接线知识扩展

1. 目的

（1）了解邮件分拣机的工作原理和演示单元的工作原理。

（2）掌握编程器的操作以及编程器的下载、上载、检查和运行操作。

2. 设备

（1）PLC-主机单元一台。

（2）PLC 邮件分拣机单元（图3-36）一台。

（3）编程器（或计算机）一台。

（4）安全连线若干条。

（5）PLC 串口通信线一条。

图3-36　邮件分拣机单元模块图

3. 例题

1）邮件分拣机的工作原理

启动后绿灯L2 亮、红灯L1 灭且电机M5 运行，表示可以进行邮件分拣。开关S2 为ON表示检测到了邮件，用拨码开关模拟邮件的邮编号码（1.0～1.3 为拨码开关，对应的为1、2、4、8，从拨码开关读到的邮码的正常值为1、2、3、4、5。若非此5 个数，则红灯L1 闪烁，表示出错，电机M5 停止。重新启动后，可再运行。若是此5 个数中的任一个，则红灯亮绿灯灭，电机M5 运行，PLC 采集电机光码器S1 的脉冲数（从邮件读码器到相应的分拣箱的距离已折合成脉冲数），邮件到达分拣箱时，推进器将邮件推进邮箱。随后红灯灭绿灯亮，可继续分拣。

2）PLC 邮件分拣机演示单元的工作原理

L1、L2 分别为红、绿指示灯，S2 开关为模拟读码器，M1～M4 为模拟推进器，其上面的指示灯为等待，下面的指示灯为工作。电路原理图如图3-37 所示，当开关断开时LED（上）亮，LED（下）灭；当开关闭合时LED（上）灭，LED（下）亮。

M5 模拟传送带的驱动电机，S1 模拟光码器，其脉冲电路如图3-37 所示，当a 端接入电源后，NE555 开始振荡，脉冲信号经S1 端可供PLC 输入端采集。

邮件分拣控制系统演示单元的工作原理图如图3-37 所示。

图3-37　邮件分拣控制系统演示单元的工作原理图

4. I/O 分配表

邮件分拣控制系统的I/O 分配表如表3-13 所示。

表3-13　邮件分拣I/O 分配表

5. I/O 接线图

图3-38　邮件分拣机I/O 接线图

6. 实物接线图

本项目实物接线图如图3-39 所示。

(www.xing528.com)

图3-39　邮件分拣机实物接线图

7. 知识扩展

随着生产力的发展和自动化水平的提高，在越来越多的控制过程中需要对高速脉冲信号进行处理，而普通的计数方式远远不能满足要求。如：PLC 中计数器的最短计数周期为程序的扫描周期，随着系统程序增加，则计数周期也将随之增加，这样PLC 就无法检测到比程序扫描周期更短的脉冲信号，造成系统出错。为此，生产厂家为PLC 增加了处理高速脉冲的功能，即高速计数器功能。S7-200 SMART HSC（高速计数器）计数模式支持见表3-14。

表3-14　S7-200 SMART HSC（高速计数器）计数模式支持

高速计数器的编程方法有两种：一是采用梯形图或语句表进行正常编程，二是通过STEP 7-Micro/WIN 编程软件进行引导式编程。不论哪一种方法，都先要根据计数输入信号的形式与要求确定计数模式；然后选择计数器编号，确定输入地址。

分拣单元所配置的PLC 是S7-224 XP AC/DC/RLY 主单元，集成有6 点的高速计数器，编号为HSC0～HSC5，每一编号的计数器均分配有固定地址的输入端。同时，高速计数器可以被配置为12 种模式中的任意一种，如表3-15 所示。

表3-15　S7-200PLC 的HSC0～HSC5 输入地址和计数模式

根据分拣单元旋转编码器输出的脉冲信号形式（AB 相正交脉冲，Z 相脉冲不使用无外部复位和启动信号），由表3-15 容易确定，所采用的计数模式为模式0，选用的计数器为HSC0，B 相脉冲从I0.0 输入，A 相脉冲从I0.1 输入，计数倍频设定为4 倍频分拣单元高速计数器编程要求较简单，不考虑中断子程序、预置值等。

8. 程序编写

本项目程序图如3-40 图所示。

图3-40　邮件分拣机程序图

9. 操作注意

（1）先将PLC 主机上的电源开关拨到关状态，严格按图3-39 所示接线，注意12 V 和24 V电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏PLC 触点。

（2）将电源线插进PLC 主机表面的电源孔中，再将另一端插到220 V 电源插板。

（3）将PLC 主机的电源开关拨到开状态，并且必须将PLC 串口置于STOP 状态，然后通过计算机或编程器将程序下载到PLC 中，下载完后，将PLC 串口置于RUN 状态。

（4）按照下列步骤进行实训操作：

① 拨上1.0～1.3 中任一个或两个，但二进制组合值必须在1～5（1.0、1.1、1.2、1.3 分别对应的代码是1、2、4、8）。

② 先拨上0.1、后拨下0.1，L2、M5 保持亮。

③ 拨上S2，M1～M4 有一组灯箭头亮灭反向（与编码对应），同时L1 亮、L2 灭，后恢复原状，最后L2、L5 亮。如果编码组合后，超出数值5，则L1 闪烁，再次操作需重新按“启动”。

10. 思考题

（1）绿灯L2 亮、红灯L1 灭且电机M5 运行，表示可以进行邮件分拣，其余任何时候不得启动工作方式。

（2）拨码开关读到的邮码的正常值为1、2、3、4、5。若非此5 个数，则红灯L1 闪烁，表示出错，电机M5 停止。

（3）重新启动后，可再运行。