邮件分拣系统的制作方法

本实用新型属于PLC技术领域，具体来说涉及一种邮件分拣系统。

背景技术：

可编程控制器(PLC)是计算机科技、远程通信和自动化控制相结合的一种新型人工智能控制装置。在当前社会的自动控制领域中，PLC技术是非常重要的占有主导地位的技术。目前，PLC实验教学的一般思路是根据系统控制要求选择PLC硬件配置，然后编写梯形图并输入到PLC中，最后输出在实验板上观察运行结果。由于硬件配置单一，实验者不能观察到中间变量的变化过程，不能体会实验变化过程的实际意义，因此对实验结果也只能有片面感知认识和被动接收，达不到学以致用的目的。此外，由于实验板的运行效果是采用发光二极管来进行模拟的，实验的运行状态非常抽象、不直观、并且很难感受现实的状态。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种邮件分拣系统，该邮件分拣系统可实现邮件的分级分拣监控控制，并可模拟真实环境的PLC实验演示系统。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种邮件分拣系统，包括：Arduino单片机、步进电机、4自由度机械手、触摸屏、扫码仪、一级控制器、二级控制器和三级控制器，其中，所述扫码仪、触摸屏和二级控制器依次电连接，所述4自由度机械手、步进电机、Arduino单片机和三级控制器依次电连接，所述一级控制器分别与所述二级控制器和三级控制器电连接；

所述扫码仪用于对邮件进行扫码；所述触摸屏用于监控所述扫码仪扫码并采集所述扫码仪的数据；所述二级控制器用于接收所述触摸屏的数据以及向所述一级控制器传输数据；所述一级控制器用于储存数据并将数据传输至三级控制器，所述三级控制器对数据进行区分并向所述Arduino单片机传输信号，所述Arduino单片机用于控制所述步进电机以驱动所述4自由度机械手分拣邮件。

在上述技术方案中，所述一级控制器为S7-400。

在上述技术方案中，所述二级控制器为S7-300。

在上述技术方案中，所述三级控制器为S7-200。

在上述技术方案中，所述一级控制器与所述二级控制器、三级控制器分别采用PROFIBUS-DP传输数据。

在上述技术方案中，所述二级控制器与所述触摸屏通过RS 485通讯线缆电连接。

在上述技术方案中，所述步进电机为两相混合式步进电机。

相比于现有技术，本实用新型的邮件分拣系统可将不同地址的邮件分拣到相应的存放位置；应用到PLC实验教学，具有直观性、灵活性和参与性，该邮件分拣系统解决了被控对象的替代问题，并且运行过程生动，现实感强。

附图说明

图1是本实用新型的邮件分拣系统的结构示意图。

其中，1：一级控制器 2：三级控制器 3：Arduino单片机

4：步进电机 5：4自由度机械手 6：扫码仪

7：触摸屏 8：二级控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，包括：Arduino单片机3、步进电机4、4自由度机械手5、触摸屏7、扫码仪6、一级控制器1、二级控制器8和三级控制器2，其中，扫码仪6、触摸屏7和二级控制器8依次电连接，4自由度机械手5、步进电机4、Arduino单片机3和三级控制器2依次电连接，一级控制器1分别与二级控制器8和三级控制器2电连接。扫码仪6用于对邮件进行扫码；触摸屏7用于监控扫码仪6扫码并采集扫码仪6的数据；二级控制器8用于接收触摸屏7的数据以及向一级控制器1传输数据；一级控制器1用于储存数据并将数据传输至三级控制器2，三级控制器2对数据进行区分并向Arduino单片机3传输信号，Arduino单片机3用于控制所述步进电机4以驱动所述4自由度机械手5分拣邮件。一级控制器1与二级控制器8、三级控制器2分别采用PROFIBUS-DP传输数据。二级控制器8与触摸屏7通过RS 485通讯线缆电连接。

在本实用新型的具体实施方式中，一级控制器1、二级控制器8、三级控制器2均采用西门子S7系列的PLC，一级控制器1选用PLC S7-400 CPU-412-2 DP(S7-400)，该PLC由独立模块组成，根据设计需要添加输入模块为DI 32 DC24V，和输出模块为DO 32 DC24V/0.5A。二级控制器8选用PLC S7-300 CPU-313C-2 DP(S7-300)，其中输入16点、输出16点，该型号还带有1个MPI接口和1个DP接口，可以通过MPI协议完成触摸屏和西门子S7-300之间的通讯。三级控制器2选用PLC S7-200 224-CN(S7-200)，其中，I/O数分别为10/14，它具有基本的控制功能和运算能力。

Arduino单片机是USB接口系列新款单片机开发系统。ATmega328是开发系统核心控制部件，同时具有14个数字接口(其中6路可作为脉冲输出)，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源接口和一个ICSP header。这些部件满足设计的要求。Arduino的核心控制上已经预置了引导装载程序。

触摸屏是工控设备中使用最普遍的一种人机交互的监控界面，又被称为人机界面(HMI)，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。其中触摸屏作为PLC的前端设备，在使用者和机器之间架设了一条道路，它用简单明了图标和符号代替传统设备的指示灯、选择开关等，节约成本，提高了可靠性。

驱动机械手采用步进电机进行驱动和控制，来保证机械手动作的准确性。步进电机选择M415B型两相混合式步进电机，具有控制精度较高，并在供电电路切断时，步进电机具有自定位功能，因此仍能保持原来的位置。

本实用新型的邮件分拣系统通过识别邮件上的各个地方特定的编码，区分不同编码对应各自地域，通过4自由度机械手5将邮件放置在每个地域的特定位置，实现对不同地域的邮件的分拣。下面对本实用新型邮件分拣系统的工作过程进行说明。

用扫码仪6(RFID射频识别扫码)对邮件进行扫码，触摸屏7采集扫码仪6的扫码数据以及监控扫码仪(包括人工向触摸屏输入信号和在触摸屏上显示扫码数据)，二级控制器8接收触摸屏7的数据以及向一级控制器1传输数据，一级控制器1储存数据并将数据传输至三级控制器2，三级控制器2根据数据对邮件进行地域的区分并向Arduino单片机3传输信号，Arduino单片机3根据信号控制步进电机4，以驱动4自由度机械手5分拣邮件，将不同地域的邮件分拣到相应的存放位置。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。