物流分拣机的设计

论文题名：物流货品分拣系统学生姓名：

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专业：电气自动化技术专业

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摘要

本文系统的设计是基于物流快速发展，手工分拣无法满足分拣效率需求的前提下；利用PLC控制器准确、快速、高效的特点和多通道分拣形式，配以驱动装置、传动装置以及检测装置实现对物流货品的识别和分拣，最终达到了对杂乱无序的物流货品进行快速、准确、合理的按运输需求的分类，并以此满足对货品进行高效出货速度的要求。本文在进行分拣系统设计时，主要通过硬件和软件两方面对原有的人力分拣进行了改变，在实现了分拣系统自动化的同时，提高了货品物流的效率并且降低了成本。

关键词：物流分拣；PLC；条码扫描器；挡板机

目录

引言 (4)

1 物流控制系统的设计 (5)

1.1 物流分拣的设计需求分析 (5)

1.2 物流分拣系统的结构和组成 (5)

1.3 物流分拣系统的控制方案 (5)

1.3.1 传动装置的控制 (6)

1.3.2 感应器的控制 (6)

1.3.3 PLC的控制 (6)

2 硬件设选择 (7)

2.1 感应检测装置 (7)

2.1.1 光电传感器 (7)

2.1.2 条码扫描器 (7)

2.2 驱动装置 (7)

2.2.1 电机设备 (7)

2.2.2 传动装置 (7)

2.3 控制装置 (8)

2.4 其他硬件装置 (8)

2.4.1 行程开关 (8)

2.4.2 挡板机 (8)

3 软件设计具体内容 (9)

3.1 PLC控制器的控制要求及其控制分析 (9)

3.1.1 控制要求 (9)

3.1.2 控制分析 (9)

3.2 PLC的I/O分配表 (10)

3.3 程序流程图设计 (11)

3.4 PLC外部连接图 (12)

3.5 PLC程序梯形图 (13)

4 总结 (16)

5 参考文献 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。

引言

随着商品品种的增多，配送中心的增多，多品种、高频次、随机性的商品分类作业，20世纪90代后得到迅速发展。出错率高、费时费力的人力分类作业，很快被自动分拣机及其系统所替代，开始于邮政包裹分拣系统，目前广泛应用于流通、商业的物流中心和配送中心。物料分拣自动控制系统，以前常采用传统的工艺和继电器控制，体积庞大，布线复杂，元件使用寿命较短，损耗大，性能不可靠，经常出现故障。本系统把原来继电线路顺序控制改为PLC控制；采用电动控制方式提高设备的控制性能。这样不仅提高了物流货品的分拣效率和效益提升，同时还减少了人力消耗和能源损耗。

1 物流控制系统的设计

1.1 物流分拣的设计需求分析

本文所设计的系统主要是为了满足邮件物品物流需求的连年增加，通过分拣线上的检测装置对入货品进行条形码扫描，并有分道至合适的分拣通道上。 在系统当中，将分出6条分拣通道,而且6条分拣通道均以滑坡流动形式进行分拣物流传送，通过这种形式的分拣，不仅降低了能源消耗，还使得物流的分配和运输效率得到大大地提高，即在降低成本的基础上，满足了快速物流货品运输的要求。

1.2 物流分拣系统的结构和组成

本系统主要是由通过感应检测装置、驱动装置、控制装置以及其他硬件装置构成如图1-1的结构。

图1 物流货品分拣系统的示意图

1.3 物流分拣系统的控制方案

本系统的控制方案主要分为三方向的控制：

货

品

M1 S0

L1 L2

1.3.1传动装置的控制

本系统设计中的传动装置主要是通过电机、传送皮带、挡板机组成。

当货物从进货口进入时，电机带动传送皮带运动，再通过检测装置对货品进行需要分拣，然后由挡板机运动对货品进行运送、分道动作，并使货品改道之后能够传送到指定的位置。

对应的分拣通道以滑坡形式进行自行流通，减少了电机控制的能源消耗。

1.3.2感应器的控制

上述系统中的感应器主要由条形码扫描器、光电传感器组成。

货物进入分拣通道时，光电传感器可以对货品的进入数量进行统计；货品的分拣主要是通过条码扫描器对货品上的条形码进行分辨，之后将生成的信号传输到PLC控制器当中进行处理，最后驱动挡板机的运动。同时，还可以通过条形扫描器识别进入货品是否符合分拣要求，并检索出不正常条形码的货品，最后使之进入F通道。

1.3.3PLC的控制

本系统的控制主要是由西门子S7-200型CPU224的PLC控制器作为控制装置进行的。

通过PLC的外围连接，将传动装置及感应装置和PLC控制器相连接，当需要进行货品的分拣时，PLC控制电机起动并带动传送带的运行，之后以光电传感器的检测信号作为计数脉冲对货品的数量进行计数统计；然后，通过条形扫描器的检测信号控制挡板机对货品进行分道传送处理。同时也经由条形码扫描器的检测信号，通过PLC的控制挡板机不运动，再使上述检测的货品进入F通道。

2硬件设选择

2.1 感应检测装置

2.1.1光电传感器

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器.它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号.光电传感器一般由光源,光学通路和光电元件三部分组成.光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛.

本设计系统依据此功能将光电传感器作为进货的一种指示灯等提示使用。

2.1.2条码扫描器

条码扫描器的基本工作原理为：由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面，被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上，使之产生电信号，信号经过电路放大后产生一模拟电压，它和照射到条码符号上被反射回来的光成正比，再经过滤波、整形，形成和模拟信号对应的方波信号，经译码器解释为计算机可以直接接受的数字信号。

综合本系统的检测需要，考虑选择固定式条码扫描器作为分拣检测装置。

2.2 驱动装置

2.2.1电机设备

物流分拣系统当中的重点在于对货品的检测，对于传动和驱动的要求不是很高，只要能够对货品进行传送和分拣传输带动运行即可。所以，这里的主要考虑选择笼型异步电动机作为电机驱动装置。

2.2.2传动装置

在这里，本系统的设计主要考虑在传动部分能够使得传动效率大于1皮带传动装置，这样就能够使得电机拖动转矩减小，耗电量降低。