1、邮件分拣模拟控制第 1 页 共 28 页摘 要PLC 控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC 将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。 本文主要讲述 PLC 在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的自动分拣装置。以 PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度
2、高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。关键字：可编程控制器，分拣装置，控制系统，传感器邮件分拣模拟控制第 2 页 共 29 页ABSTRACTThe PLC control is currently the most widely used industrial automation control method, because of its convenient control, able to withstand the harsh environment, therefore, in the industry is better than th
3、at of single chip control. PLC will be the traditional relay control technology, computer technology and communication technology com., specifically for industrial control and design, has a strong function, high reliability, flexible, general environmental adaptability, easy programming, easy to use
4、 and has the advantages of small volume, light weight, low power consumption for a series of advantages, so in the industry more and more widely applied on the.This paper is mainly about PLC in materials sorting system application, the use of programmable logic controller ( PLC ), low cost, high eff
5、iciency of the automatic sorting device. Taking PLC as main controller, combines with the aerodynamic device, sensor technology, control technology, control products automatic sorting. The system has a high degree of automation, stable operation, high precision, easy control, according to different
6、object, modify the system can reach the requirements.Keywords: programmable controller, sorting device, control system, sensor第 1 章 绪 论1.1 课题的研究背景及意义随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个企业都迫切地需要改进技术，提高效率，尤其在需要进行分拣及缓冲、传送的单位，以往一直采用人工分拣的方法，效率低成本高。为解决上述问题，将 PLC 技术应用到分拣装置中用以提高生产效率降低生产成本是一个很好的途径。本文就介绍了 PLC 在邮件分拣系统中的
7、应用。1.2 PLC 的概述目前，世界上有 200 多个厂家生产 300 多品种 PLC 产品，而我国 PLC 生产厂有约 30 家，却并没有真正形成大规模的生产能力和名牌产品，其中有一部分厂家是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产。但同时，我国在 PLC 应用方面却很活跃，近年来每年约新投入 10 万台套 PLC 产品，年销售 30 亿人民币，应用的行业也很广阔川。所以说，对我国 PLC 生产厂家来说如何生产出拥有自主知识产权的 PLC 产品，并形成规模化生产，打造中国自己的 PLC 品牌是其面临的一大课题。一句话，PLC 自诞生之日起就成为自动控制领域一颗耀眼的明星，到今天已经发展为一个极其
8、巨大的产业，也形成了其在自动化控制领域中短期内不可被替代的地位。PLC 即可编程控制器（Pragrammable Logic Controller）是一种数字运算操作的电子系统，是在 20 世纪 60 年代末面向工业环境由美国科学家首先研制成功的。它采用可编程序的存储器，其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都是按易于与工业控制系统形成一体、易于扩充其功能的原则设计的。邮件分拣模拟控制第 3 页 共 29 页PLC 自产生至今只有 30 多年的历史，却得到了迅速发展和广泛应用，
9、成为当代工业自动化的主要支柱之一。1.2.1 PLC 的产生背景在 PLC 诞生之前，工业控制设备的主流品种是以继电器、接触器为主体的控制装置。继电器、接触器是一些电磁开关。其结构是由励磁线圈、铁心磁路、触点等部件组成。其中触点是接通或断开电路的部件，按励磁线圈通电前的状态又可分为常开和常闭两种类型。线圈通电前呈断开状态的为常开触点，呈接通状态的为常闭触点。同一只接触器或继电器常有多对常开、常闭触点。当励磁线圈通电，衔铁在磁力作用下被铁心吸合时，常开触点接通，常闭触点断开，以完成电路连接的切换。触点又分为主触点及辅助触点。用于主回路，控制较大电流的触点是主触点。用于控制电路，只能通过较小电流的
10、触点称为辅助触点。通过继电器、接触器及其它控制元件的线路连接，可以实现一定的控制逻辑，从而实现生产设备的各种操作控制。人们将由导线连接决定器件间逻辑关系的控制方式称为接线逻辑。随着工业自动化程度的不断提高，使用继电器电路构成工业控制系统的缺陷不断暴露出来。首先是复杂的系统使用成百上千个各种各样的继电器，成千上万根导线连接得密如蛛网。只要有一个继电器、一根导线出现故障，系统就不能正常工作，这就大大降低了这种接线逻辑系统的可靠性。其次是这样的系统维修及改造很不容易，特别是技术改造，当试图改变设备的工作过程以改善设备的功能时，人们宁愿新生产一套控制设备也都不愿意将继电器控制柜中的线路重接。而在 20
11、 世纪 60-70 年代，社会的进步要求制造业生产出小批量、多品种多规格、低成本、高质量的产品以满足市场需要，不断地提出改善生产机械功能的要求。加上当时电子技术已经有了一定的发展，于是人们开始寻求一种以存储逻辑代替接线逻辑的新型工业控制设备。这就是 PLC。1.2.2 PLC 的发展过程1968 年，美国通用汽车公司(GM)为适应汽车型号的不断翻新，想寻找一种能减少重新设计控制系统和接线、降低成本、缩短时间的措施，并设想把计算机功能的完备、灵活通用和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用面向控制过程、面向
12、用户的，自然语言，编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。1969 年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第 1 台 PLC，并在GM 公司的汽车自动装配线上首次使用，获得成功。从此，这项新技术便迅速发展起来。1971 年日本从美国引进了该项新技术，很快就研制出了日本第 1 台 PLC。1973-1974 年，西德和法国也相继研制出了自己的第 1 台 PLC。中国从 1974 年开始研制，1977 年应用于工业生产。限于当时的元器件条件和计算技术的发展水平，早期的 PLC 主要由分立元件和小规模集成电路组成。1959-1973 年是 PLC 的初创时期。在这个时期，PLC 从有触点不可编程的
13、硬接线顺序控制器发展成为小型机的无触点可编程逻辑控制器，可靠性比以往的继电器控制系统有较大提高，灵活性也有所增强。其主要功能限于逻辑运算、计时、计数和顺序控制，CPU 由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。1974-1977 年是 PLC 的发展中期。在这个时期，由于 8 位单片 CPU 和集成存储器芯片的出现，PLC 得到了迅速发展和完善，并逐步趋向系列化和实用化，普遍应用于工业生产过程控制。PLC 除了原有功能外，又增加了数值运算、数据的传递和比较、模拟量的处理和控制等功能，可靠性进一步提高，开始具备自诊断功能。邮件分拣模拟控制第 4 页 共 29 页1978-1983 年，PLC
14、进入成熟阶段。这个时期，微型计算机行业已出现了 16 位 CPU，MCS-51系列单片机也由 Intel 公司推出，使 PLC 也开始朝着大规模、高速度和高性能方向发展，PLC 的生产量在国际上每年以 30%的递增量迅速增长。在结构上，PLC 除了采用微处理器及EPROM，EEP-ROM，CMCS RAM 等 LSI 电路外，还向多微处理器发展，使 PLC 的功能和处理速度大大提高；PLC 的功能又增加了浮点运算、平方、三角函数、相关数、查表、列表、脉宽调制变换等，初步形成了分布式可编程控制器的网络系统，具有通讯功能和远程 I/O 处理能力，编程语言较规范和标准化。此外自诊断功能及容错技术发展
15、迅速，使 PLC 系统的可靠性得到了进一步提高。1984 年后，PLC 的规模更大，存储器的容量又提高了 1 个数量级（最高可达 896K） ，有的 PLC已采用了 32 位微处理器，多台 PLC 可与大系统一起连成整体的分布式控制系统，在软件方面有的已与通用计算机系统兼容。编程语言除了传统的梯形图、流程图语句表外，还有用于算术的BASIC 语言、用于机床控制的数控语言等。在人机接口方面，采用了现实信息等更多直观的 CRT，完全代替了原来的仪表盘，使用户的编程和操作更加方便灵活。PLC 的 I/O 模件一方面发展自带微处理器的智能 I/O 模件，另一方面也注意增大 I/O 点数，以适应控制范围
16、的增大和在系统中使用 A/D，D/A 通讯及其他特殊功能模件的需要。同时，各 PLC 生产厂家还注意提高 I/O 的密集度，生产高密度的 I/O 模件，以节省空间，降低系统的成本。1.2.3 PLC 的特点一、控制结构简单，通用性强，使用方便。由于 PLC 产品的系列化和模块化，PLC 配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，当控制对象的硬件配置确定以后，就可通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。二、功能性强，适应面广。现代 PLC 不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能，而且还具有 A/D 和 D/A 转换、数值运算、数据处理等功能。因此，它既可对开关量进行控制，也可对模拟量
17、进行控制，既可控制 1 台生产机械、1 条生产线，也可控制 1 个生产过程。PLC 还具有通讯联络功能，可与上位干扰信号有良好的抑制作用。软件方面，设置故障检测与诊断程序。采用以上抗干扰措施后，PLC 平均无故障时间大大延长。三、抗干扰能力强，可靠性高。继电器接触器控制系统虽有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害，大大降低了系统的可靠性。而 PLC 采用微电子技术，带领的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线呗软件程序所取代，故其寿命长，可靠性大大提高。微机虽然有很强的功能但抗干扰能力差，工
18、业现场的电磁干扰、电源波动、机械振动、温度和湿度的变化，都可能使一般通用微机不能正常工作。而 PLC 在电子线路、机械结构及结构上都吸取了生产控制经验，主要模块都采用了大规模与超大规模集成电路，I/O 系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震都有精确考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施；在软件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施所有这些使PLC 具有较高的抗干扰能力，目前各生产厂家生产的 PLC，平均无故障期都大大超过了 IEC 规定的10 万小时，有的甚至达到了几十万小时、四、编程方法简单，容易掌握。PLC 配备有易于接受和掌握的梯形图语言。该
19、语言编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。五、控制系统的设计、安装、调试方便。PLC 用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中邮件分拣模拟控制第 5 页 共 29 页间继电器、时间继电器、计数器等部件，硬软件齐全，且为模块化积木式结构，并已商品化故可按性能、容量（输入、输出点、内存大小）等选用组装。又由于用软件编程取代了硬接线实现控制功能，使安装接线工作量大大减小，设计人员只要有一台 PLC 就可进行控制系统的设计并可在实验室进行模拟调试，而继电接触器系统需在现场调试，工作量大且繁琐。六、体积小，质量小，功耗低，由于 PLC 是将微电子技术应用于工业控制设备的新型产品，因而结
20、构紧凑，坚固，体积小，质量小，功耗低，而且具有很好的抗震性和适应环境温度湿度变化的能力,因此 PLC 很容易装入机械设备内部，是实现机电一体化较理想的控制设备七、维修方便工作量小 PLC 具有完善的自诊断、履历情报存储及监视功能，对于其内部工作状态、通信状态异常状态和输入输出点的状态均有显示。工作人员通过它可以检查出故障原因，工作人员通过它可以查出故障原因，便于迅速处理，及时排除。控制柜的设计、安装接线工作量大为减少。第 2 章 PLC 安装与传感器种类2.1 安装可靠性技术要求PLC 是专门为工业生产服务的控制装置，通常不需要采取什么措施，就可以直在工业环境中使用。但是当生产环境过于恶劣，电
21、磁干扰特别强烈，或安装使用不当，都不能保证 PLC 的正常运行，因此使用时应注意以下问题。1) 工作环境 温度PLC 要求环境温度在 55。C。安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大，开关柜上、下部应有通风的百叶窗，防止太阳光直接照射；如果周围环境温度超过55。C，要安装电风扇，强迫通风。 湿度为了保证 PLC 的绝缘性能，空气的相对湿度应小于 85(无凝路)。 震动应使 PLC 远离强烈的震动源，防止振动频率为 1055Hz 的频繁或连续振动。当使用环境不可避免振动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。 空气避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有许多
22、粉尘或腐蚀性气体的环境，可将 PLC 安装在封闭性较好的控制室或控制柜中，并安装空气净化装置。 电源PLC 供电电源为 50Hz、220(110)V 的交流电，对于电源线来的干扰，PLC 本身具有足够的抵御能力。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境，可以安装一台带屏蔽层的变邮件分拣模拟控制第 6 页 共 29 页比为 1：1 的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。还可以在电源输入端串接 LC 滤波电路。S7-200 系列 PLC 有直流 24V 输出接线端，该接线端可以为输入传感器提供 24V 电源。当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波
23、的影响，容易使PLC 接收到错误信息。2) 安装与布线动力线、控制线以及 PLC 的电源线和 IO 线应分别配线，隔离变压器与 PLC 和 IO 之间应采用双绞线连接。PLC 应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。PLC 的输入输出最好分开走线，开关量和模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽电阻的110。PLC 基本单元与扩展单元以及功能模块的连接线缆应单独敷设，以防外界信号干扰。交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免同行。3) IO 端的接线 输入
24、接线输入线一般不要超过 30mm。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入线可适当长些。输入输出线不能用同一根电缆，输入输出线要分开。尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。 输出连接输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。由于 PLC 的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的寿命，因此采用电感性负载时选择继电器工作寿命要
25、长。PLC 输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管的旁路电阻保护。4) 外部安全电路为了确保整个系统能在安全状态下可靠工作，避免由于外部电源发生故障、PLC 出现异常、误操作以及误输出造成的重大经济损失和人身伤亡事故，PLC 外部应安装必要的保护电路。5）PLC 的接地良好的接地是保证 PLC 可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。PLC 的接地线与机器的接地端相接，接地线的截面积应不小于 2 平方毫米，接地电阻小于 100 欧；如果要用扩展单元接地点应与基本单元接地点接在一起。为抑制加在电源及输入端、输出
26、端的干扰，应给 PLC 接上专用地线，接地点应与动力设备的接地点分开；若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能靠近 PLC。2.2 传感器的种类国家标准 GB7665-87 对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成” 。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首邮件分拣模拟控制第 7 页 共 29 页要环节。传感器有许多
27、分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分；另一种是按传感器的工作原理来分。 按被测物理量划分的传感器，常见的有：温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为： 1电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气
28、流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成
29、的，主要用于位移、转矩等参数的测量。3光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及加速度的测量。 6半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7谐振式传感器
30、谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测量压力。 8电化学式传感器 电化学式传感器是以离子导电为基础制成，根据其电特性的形成不同，电化学传感器可分为邮件分拣模拟控制第 8 页 共 29 页电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。 另外，根据传感器对信号的检测转换过程，传感器可划分为直接转换型传感器和间接转换型传感器两大类。前者是把输入给传感器的非电量一次性的变换为电信号输出，如光敏电阻受到光照射时，电阻值会发生变化，直接把
31、光信号转换成电信号输出；后者则要把输入给传感器的非电量先转换成另外一种非电量，然后再转换成电信号输出，如采用弹簧管敏感元件制成的压力传感器就属于这一类，当有压力作用到弹簧管时，弹簧管产生形变，传感器再把变形量转换为电信号输出。第 3 章 邮件自动分拣系统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。自动分拣系统(
32、automatic sorting system)是二战后在美国、日本以及欧洲的大中型物流中心广泛采用的一种分拣系统。一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口四部分组成，它们通过计算机网络联结在一起，配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个完整的分拣系统。随着计算机技术的飞速发展，可编程控制器应运而生。并且功能也越来越强大。在应用上，PLC有着其他设备无以比拟的优越性，它可靠性高，抗干扰能力高；适用性强，应用灵活；编程方便，易于使用；功能强大，扩展能力强；控制系统设计、安装、调试方便；维修方便，维修工作量少；体积小，质量轻，易于实现机电一体化。3.1 自动分拣系统概述现代社会已将物流的高科
33、技(自动分拣桃、自动化立体仓库、信息处理及通讯自动化等)广泛应用于各个流通领域。自动分拣系统(Automatic Sorting System)现在已成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。可以肯定，随着物流大环境的逐步改善，科学技术日新月异的进步，特别是感测技术(激光扫描)、电子标签及计算机控制技术等的引入使用，自动分拣系统在我国发展空间巨大。邮件分拣模拟控制第 9 页 共 29 页3.2 自动分拣系统的主要特点在我国，自动分拣系统主要用于邮政业的信函分拣或机场的行李分拣等场合。自动分拣系统具有传统的人工分拣无可比拟的优势，其主要特点如下： 分拣效率高：由于采用流水线自动作业方式，自动分
34、拣系统不受气候、时间、人的体力等因素的限制，可以连续运行，而且单位时间分拣件数多，因此它能够连续大批量的分拣物品。一般情况下，自动分拣系统可连续运行 100 个小时以上。中等效率的分拣系统每小时可分拣 7000 件物品。比起人工每小时最多分拣 150 件的效率来说，有点特别明显。更重要的是不需要大量的劳动力来从事分拣作业。实现了从劳动密集型到技术密集型的转变。 分拣误差率低：自动分拣系统的分拣误差率主要取决于所输入分拣信息的准确性。而这又取决于分拣信息的输入机制。其中携带货物的相关载体和识别装置起着主导作用。如果采用人工输入，则误差率在 3%以上；如果采用条形码输入，在条形码喷码无误和无破损的
35、情况下出错率很低。目前自动分拣系统主要采用条形码技术来识别货物；如果采用当前广泛研究的电子标签，则不仅解决了分拣过程中读取信息的不便，而且提高了系统的抗干扰能力和运行稳定性。 分拣作业基本实现无人化：国外建立自动分拣系统的目的之一就是为了减少劳动力的使用，降低劳动强度，自动分拣系统能最大限度减少人员的使用，基本做到无人作业。分拣系统本身并不需要人员，在分拣过程中主要从事以下工作：送货小车抵达自动分拣作业线的进货端时，由人工接货；由人工控制分拣系统的运行；分拣系统的末端用人工将分拣出来的货物进行分包、堆盘、装车；自动分拣系统系统的经营、管理与维护。 自动分拣系统最早在我国邮政部门使用。邮件分拣作
36、业是自动分拣的一个重要的应用领域，邮件分拣机依据邮件的地址，迅速、准确地将发往不同地点的邮件从众多邮件中按邮政编码分拣出来。自动分拣系统的使用，改变了传统的手工作业的分拣方式，大大减轻了笨重的体力劳动，而且更为重要的是提高了邮件分拣作业的准确性。我国人口众多，人员之间的联系紧密，邮件数量相当巨大。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。其中，利用机器自动分拣邮件是一个重要的课题。国内的研究工作起源于 20 世纪 70 年代中期。20 多年来，科技人员不断跟踪国际分
37、拣技术的发展状况，推陈出新。截止 1998 年底，全国共有 106 套邮件自动分拣设备投入运行。供货厂家有国家邮政局上海研究所、德国 SIEMENS 公司、日本 NEC 公司。本文主要介绍邮件分拣机的工作原理。下图为某邮件分拣机的工作原理框图。它主要通过对在传送带上通过的邮件进行扫码获得邮件、的信息，识别出邮政编码后由邮政编码的数字信息来控制邮件流向。邮件分拣模拟控制第 10 页 共 29 页图 2-1 邮件分拣系统的工作原理图第 4 章 传感器及 PLC 的选择由于本设计中所选用的传感器有光电传感器和扫码器两种，所以只需两种型号,即：欧姆龙E3JM 及西门子 MV440/MV420。打 码
38、器 定 义 ：打 码 器 是 一 种 读 取 条 形 码 信 息 的 机 器 。 利 用 发 射 出 红 外 线 光 源 ， 然 后 根 据 反 射 的 结 果 ， 利用 芯 片 来 译 码 ， 最 后 再 返 回 条 形 码 所 代 表 的 正 确 字 符 。1、 扫 描 条 形 码 是 由 黑 与 白 的 线 条 组 合 而 成 的 ， 而 条 形 码 扫 描 器 就 是 借 助 黑 与 白 对 红外 线 反 射 程 度 的 不 同 来 判 断 条 形 码 的 宽 度 。 条 形 码 扫 描 器 内 有 感 应 器 ， 会 根 据 反 射 光 线 强 度的 不 同 而 产 生 高 低 不
39、同 的 电 压 ， 进 而 产 生 逻 辑 数 据 ， 如 图 1 所 示 。 条 形 码 扫 描 器 所 接 收 到 的逻 辑 信 号 ， 可 以 根 据 编 码 规 则 ， 来 产 生 数 字 数 据 ， 如 图 2 所 示 。 图 1 通 过 扫 描 产 生 不 同 电压 图 2 根 据 编 码 规 则 产 生 数 字 数 据 。2、 光 学 原 理 扫 描 条 形 码 时 ， 条 形 码 扫 描 器 会 发 出 红 外 线 ， 并 根 据 反 射 回 来 的 光 线 强 度而 输 出 强 度 不 同 的 逻 辑 信 号 ， 然 后 再 将 这 些 信 号 送 入 条 形 码 译 码 器
40、 去 译 码 。扫 码 器 的 分 类条 形 码 扫 描 仪 分 为 掌 上 型 和 桌 上 型 ， 掌 上 型 又 分 为 光 罩 型 和 激 光 型 。 光 罩 型 的 激 光 的 光 束约 有 12 条 ,而 桌 上 型 大 多 为 激 光 型 ， 激 光 光 束 为 120 条 不 等 ， 采 用 网 状 分 布 ， 条 数 越 多扫 描 速 度 越 快 ， 因 此 像 超 市 等 场 所 因 为 要 求 速 度 快 而 大 多 使 用 桌 上 型 扫 描 仪 。掌 上 型 扫 描 仪 的 扫 描 原 理 ： 光 罩 型 ： 在 前 端 发 出 数 个 光 源 ， 再 接 收 由 条 形 码 中 白 色 线 条 反 射 的 位 置 及 大 小 来 判 断
