核心内容摘要
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物料自主分拣系统的总体设计
1物料自主分拣技术目前物流行业的高端科技产品(自动化立体仓库、自动分拣机和自动化信息处理以及通讯等)被不断应用于各个领域。
自主分拣系统出现在公众眼前是在第一次世界大战之后美国和日本配送物料所采用的一种设备自主分拣系统现在已经成为发达国家物流中心不可或缺的一部分。
随着科技的进步电子标签的出现计算机技术的引进物料自主分拣的相关技术在我国的发展空间会变得越来越大。
2物料自主分拣技术的特点我们所研究的物料自主分拣系统不仅有人工分拣和半自动化的分拣的优点还具备以下几种特点
使用的效率高。
我们研究物料的自主分拣系统要在受不同时间、气候、人力、温度等诸多方面的影响下还能够继续进行自主分拣并且可以进行大批量的货物分拣。
误差小。
物料自主分拣系统的误差率很大程度上取决于输入信息的准确度的原因问题其中产品的信息识别和载体起主要作用。
在物料自主分拣系统中我们使用的是扫码枪扫描条形码输入只要我们能够保证条形码没有错误那么它的出错率就会很小。
扫码枪扫描条形码输入能够解决我们系统读取信息不准确的问题能提高物料自主分拣系统的抗干扰能力和稳定性。
可以基本上实现系统没有人。
研究物料自主分拣系统最重要的是解决劳动力人员多和降低劳动人员的工作强度问题。
3物料自主分拣系统设计思想当系统应用在快递行业时我们可以把物料自主分拣系统的类别按照地区来区分。
当然我们所研究的系统并不是只能用在快递行业其他行业也可以适用。
当然也可以应用到其他行业具体应用到某个行业时只需要把对应的类别改变成为自己所需要的那一个类别即可。
下面我们就围绕此系统来进行研究和分析。
当上料口上面有货物时可编程控制器(PLC)通知扫码枪的扫描条形码阅读器读取产品的条形码信息。
条形码读取信息输入系统后判断出货物的类型为第一类传送带启动与第一类对应的气缸和次传送带开始动作。
把第一类货物分到对应第一类槽口完成计数后就完成一个周期。
如果条形码识别出来货物为第二类的话第二类的气缸和次传送带开始运行把第二类货物分到第二类货物的槽口进行计数第三类的动作过程也是同样的步骤。
若条形码没有识别出货物是前面三类的哪一类时把它规定成第四类后面步骤跟前面的一样。
在设计物料自主分拣系统时我们优先的是使用自动化运行但是考虑到工厂情况的复杂程度多种多样可能会出现其他的意外情况为此我们还加入了手动操作的环节。
当物料自主分拣系统出现故障时我们检查系统是否是在安全的环境下如果系统是在人为因素情况下出现的故障时我们可以采用手动的方式对物料的自主分拣系统进行分拣。
手动分拣完成后查看系统环境是否安全是在安全的情况下我们按下复位按钮系统开始重新启动运行。
4物料自主分拣系统的工作过程当物料自主分拣系统接通电源后PLC上电设备的准备工作完成运行指示灯亮按下启动按钮物料自主分拣系统的启动启动灯亮PLC给上料口一个上料的工作指令上料口开始上料然后PLC又给主传送带一个运行指令传送带开始运行PLC给扫描枪一个扫描条形码识别输入的指令扫描枪开始扫描进行输入分类若扫描出来的物料是第一类时PLC给气缸一个指令气缸伸出之后PLC给次传送带一个运行指令次传送带开始运行把物料传送到相应的位置并进行计数。
这样就完成了系统的一个周期后面的操作过程也是这样循环进行的唯一不同的地方是如果扫描出来的物料是第二类的话它的气缸和次传送带运行的就不是刚才启动的那一组而是另外一组气缸和次传送带运行。
如此循环下去。
如果系统出现故障的话按下停止按钮系统全部停止运行。
图
1 物料自主分拣顺序图
5物料自主分拣系统设计流程物料自主分拣系统首先要确定上料区、传感器、气缸、传送带的顺序他们之间如何布置以及和如何运行的确定好以后就分别进行叙述。
图
2 物料自主分拣系统示意图
硬件设计
1硬件系统组成物料自主分拣系统整体包含传感器、条形码识别、传送带、气缸、PLC等系统上电后用扫码枪扫描条形码识别有无货物如果有货物条形码就会对检测的货物进行识别和分类。
系统全部采用全自动的模式系统启动运行后扫码枪扫描条形码能自动检测识别判断出货物的某一类条形码识别检测出之后对应的那一组气缸和次传送带动作进行货物的自主分拣。
2传感器的选型
3.
1传感器的选择传感器一般是把化学量或者其他物理量转换成电信号的器件。
它一般是由转换元件和敏感元件组成的具有独立的检测货物的能力可以将检测出来的信号反馈给PLCPLC给出输出信号。
被测量按一定的规律转换成我们可以使用的输出信号。
3.
2光纤传感器利用被测物体对光的反射来选择流通电路从而来判断检测物体的有无。
光纤传感器是光电传感器的一种只要由放大器和检测头组成光纤传感器不受任何电磁信号的干扰、使用寿命长、远距离传输、在恶劣环境下也适用。
光电传感器是电量传感器它是用电压和电流的变化形式来传输光电传感器是把电信号转换成光信号在由光信号转换成电信号。
它由发送器、接收器和检测电路这三部分组成。
图
1 光纤传感器
3.
3扫码枪扫描时我们一般都是扫描的货物条形码。
条形码是根据宽度和反射率的不同出现的条和空编码使需要按照一定的编码规则编制条形码主要是用来表达数字或字母符号信息的图形标识。
从外表上看是一组粗细不同、有一定规则的平行线条图形反射率相差很大的黑色条和白色条组成的。
条形码印制时必须要符合国家的条码标准来。
条形码的成本很低、识别速度快是现代物流信息行业的普遍载体条形码技术共有两类。
一类是一维码另外一类是二维码。
工业上一般使用的是一维码。
条形码识别通常是通过扫描器扫描条码完成有译码和扫码两个过程。
条形码扫描后发出的光源在反射后反射到条形码内部的光电转换器上光电转换器根据黑白条光的强弱把光信号并转换成相应的电信号。
经过放大电路增强信号之后再输送到整流电路中把模拟信号转换为数字信号最后由计算机系统进行数据处理和管理货物上的条形码信息被识别出来。
图
2 扫码枪
软件设计
1功能分析该类系统是对一般较多的设备进行控制设备都相对比较分散距离较远。
不同的设备之间要频繁的进行的信息传输选择时要使用具有多台通信功能的PLC。
图
系统控制结构图系统设计中使用一台条形码阅读器和几台被控设备使用一台PLC控制多个对象。
只要PLC的性能足够强大就可以完成我们系统所设计基本操作功能。
除此之外为了方便操作人员能更直观的使用系统进行工作给它添加一个人机交互的模块。
构成图
所示的系统控制结构。
从图上我们可以看到系统共有四个部分PLC控制器组态软件(MCGS)的上位机、传感器、电机、条形码阅读器等模块条形码阅读器和传感器相当信息采集部分。
PLC控制器这部分相当于系统的大脑承担了数据的运算处理能力运算处理是系统的关键部分。
可以收集条形码阅读器的信息对信息处理加工将得到的信息发送到电机上来执行。
同时将数据的信息反馈到上位机方便工作人员进行监控接受上位机发出的指令做出调整和更改。
物料分拣系统与上位机之间的通信协议
1系统与上位机的通信协议与PLC连接的的计算机我们称为上位机我们可以在上位机上设定参数、状态显示以及数据存储。
PLC与上位机是通过RS-232接口进行通信实现了两者之间的实时数据转送。
因为数据传输的通信接口选择的串行接口是RS-232所以得选择RS-232串行通信接口设备连接比较方便。
2上位机上机位的功能
进行物料材料和重量设定传送给PLCPLC来控制并完成物料的自主分拣。
在计算机上可以显示它的实时运行状态对系统进行实时监控。
可以实现物料之间的数量统计和数据的存储。
上位机采用昆仑通态公司组态软件(MCGS)进行数据得实时监控。
MCGS是一套基于Windows的软件开发平台用于构建和生成上位机监控系统的软件。
MCGS设备进行驱动的程序采集的数据和发送设备。
设备驱动程序是由VC(C语言)、VB程序的语言DLL(动态链接库)文件进行编写包含各种设备通信协议的处理程序。
MCGS在运行环境当中用相应的设备来进行驱动程序与其他设备进行数据交换从而实现系统的通信。
每个驱动程序只占一个线的程序他们之间互不干扰。
图
1 组态软件
仿真分析
1组态设计组态软件的设计主要包括上料区、条形码识别、4个光电传感器、4个气缸、1个主传送带和4个次传送带、计数器。
控制又分为自动控制和手动控制自动控制控制系统复位、启动、停止手动控制也同样可以控制启动、停止、复位。
2仿真分析组态软件该物料分拣系统主要是对条形码进行识别分类之后对物料进行自主分拣的系统。
组态仿真设计运行时首先打开相对应的仿真软件找到对应我们系统的仿真文件进入运行环境找到背景方案选择自己所需要的分辨率多少进行通讯测试测试完成后下载工程进行启动运行。
图
1 模拟仿真
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