郵包分揀裝置PLC自動控制

董立占

（黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154002）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是近幾年物聯(lián)網(wǎng)和電子商務(wù)領(lǐng)域興起，物流、快遞等領(lǐng)域進(jìn)入了高速增長的時期，但是仍然不能滿足社會經(jīng)濟(jì)對高品質(zhì)，便捷，快速，安全的物流的需求。為了適應(yīng)這一市場需求，發(fā)展大中型物流中心、配送中心和流通中心將是行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，自動化，智能化的郵包分揀裝置將是這一領(lǐng)域的重要裝備，所以研發(fā)自動化分揀裝置有著非常重要的意義。此外目前我國物流海耶發(fā)展還是不均衡的，還有很多靠大量人工分揀的企業(yè)，設(shè)計可編程控制器郵包分揀裝置不但可以降低工人勞動強(qiáng)度，隨著人工成本的增加還可以降低物流成本，所以此裝置對企業(yè)目前發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。

1 可編程控制器郵包分揀裝置設(shè)計原理

郵包分揀系統(tǒng)由上件系統(tǒng)、分揀控制系統(tǒng)、信號采集傳遞裝置、傳送帶系統(tǒng)、分揀窗口、可編程控制器系統(tǒng)組成。

（1）上件系統(tǒng)。編好條形碼的郵包需要輸送到分揀系統(tǒng)的傳送帶上，在此過程中須注意控制上件裝置的速度和傳動鏈牽引保持同步，以便郵包準(zhǔn)確的輸送到分揀系統(tǒng)上。

（2）分揀控制系統(tǒng)。分揀裝置有很多種，如推出式、浮出式、傾斜式、輸送式和分支式等不同裝置對分揀的貨物由不同的要求。在本設(shè)計中分揀裝置選用一小型的皮帶輸送機(jī)。其主要組成為：電動滾筒、轉(zhuǎn)向滾筒和皮帶。其中電動滾筒為動力裝置。可編程控制器（PLC）發(fā)出的指令運作，將分揀裝置上的郵包分揀到指定的分揀窗口中。

（3）信號采集傳遞裝置。它的作用是識別郵包上的條形碼信息和檢測分揀窗口信息，將這些信息轉(zhuǎn)化成信號，作為PLC控制系統(tǒng)的輸入信號，以便控制系統(tǒng)完成指令和實現(xiàn)控制。信號識別有的方法也有很多種，如人工輸入、色碼掃描、鍵盤輸入、條形碼輸入、重量檢測、語音識別、形狀識別及高度檢測等。在本設(shè)計中要分揀貼有條形碼的郵包，信號識別裝置采用全向條形碼掃描儀。由于分揀速度很快，條形碼信號的掃描也屬于在線掃描。分揀窗口的信號采集多采用光電傳感器。

（4）傳送帶系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，傳動鏈?zhǔn)撬蟹謷b置運動的動力源，牽引著皮帶輸送機(jī)和郵包運行。

（5）分揀窗口。分揀窗口是分揀物品脫離主輸送機(jī)進(jìn)行集中的通道，一般由鋼帶、皮帶、滾筒、容器等組成滑槽，以便物品從分揀裝置滑向集中站臺或其它接口設(shè)備。由工作人員將該窗口的所有物品進(jìn)行集中處理。

（6）可編程控制器系統(tǒng)：plc控制系統(tǒng)是提取信號，并將信號進(jìn)行分析處理，發(fā)出其他各系統(tǒng)執(zhí)行指令，確保整個控制裝置正常運轉(zhuǎn)。可編程控制其系統(tǒng)是郵包分揀自動控制裝置的核心和大腦。

2 郵包分揀裝置PLC自動控制方案

如圖1所示。各郵包面上均貼有條形碼，由上件系統(tǒng)將郵包輸送到分揀裝置上，分揀用的皮帶輸送機(jī)由鏈條牽引，在分揀軌道上移動，經(jīng)過條形碼掃描儀時，郵包分揀信息由條形碼掃描儀采集到PLC和計算機(jī)系統(tǒng)中，在其中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，由可編程控制器系統(tǒng)出郵包到達(dá)指定分揀格口所需要的時間，以便郵包到達(dá)分揀格口時計算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出信號，通過控制電動滾筒啟動皮帶輸送機(jī)把郵包分揀到指定格口達(dá)到分揀目的。

圖1 工作原理圖

掃描系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)及探測器即光電轉(zhuǎn)換器件組成，用來完成對條形碼的光學(xué)掃描，并通過光電探測器，將條形碼掃描的光信號轉(zhuǎn)換成電信號。

信號整形部分由信號放大、濾波、波形整形幾部分組成，它的功能是將條形碼的光電掃描信號處理成標(biāo)準(zhǔn)電位的矩形波信號，其高低電平的寬度和條形碼符號的條空尺寸相對應(yīng)。譯碼部分一般由嵌入式微處理器組成，它的功能是對條形碼的矩形波信號進(jìn)行譯碼，其結(jié)果通過接口電路輸出到條形碼應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)終端。

PLC編程系統(tǒng)控制方案：開機(jī)自檢——初始化——設(shè)置信號傳送波特率——值零——設(shè)置傳行接口參數(shù)——開啟程序循環(huán)——服務(wù)程序接入——讀取信號系統(tǒng)中條形碼信息——讀取結(jié)束指令傳輸——計算、比較、分類分揀窗口——確定窗口——調(diào)入窗口分揀子程序——分揀裝置分揀郵包——分揀窗口傳感器信號收集——完成分揀。

程序循環(huán)分揀時的延時控制，郵包必須在指定的分揀口進(jìn)行分揀，從郵包開始分揀到其分揀結(jié)束所需要的時間與該系統(tǒng)中滑塊的長度有關(guān)，但在該郵包分揀結(jié)束后，必須將該分揀口相應(yīng)滑塊的電源斷開，以防止不應(yīng)該在此分揀的郵包在此分揀。

設(shè)在自動分揀系統(tǒng)中，滑塊的長度為△l，所以郵包分揀所需要的時間即固態(tài)繼電器的接通后時間為 t=△lν0即長后斷開電源。

所需硬件：PLC、繼電器、電機(jī)控制接觸器、傳送系統(tǒng)電機(jī)、分揀電機(jī)、條形碼掃描器、光電傳感器、按鈕、傳送帶、熔斷器、上位工業(yè)計算機(jī)、壓力繼電器、熱繼電器、電磁閥、指示燈等。

3 結(jié)語

根據(jù)郵局郵包分揀工作的要求設(shè)計了智能化的郵件分揀系統(tǒng)，進(jìn)行了分揀系統(tǒng)的總體方案的設(shè)計，確定了分揀系統(tǒng)的主要部件和各部分實現(xiàn)的功能，設(shè)計了分揀系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。進(jìn)行了控制系統(tǒng)各部件的選型給出了程序流程圖。經(jīng)論證該系統(tǒng)智能化程度高，可完全替代人工作業(yè)把工人從繁重的勞動中解脫出來。