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)學院，黑龍江 佳木斯 154002）

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是近幾年物聯(lián)網(wǎng)和電子商務領(lǐng)域興起，物流、快遞等領(lǐng)域進入了高速增長的時期，但是仍然不能滿足社會經(jīng)濟對高品質(zhì)，便捷，快速，安全的物流的需求。為了適應這一市場需求，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)，設計可編程控制器郵包分揀裝置不但可以降低工人勞動強度，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。在本設計中分揀裝置選用一小型的皮帶輸送機。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，傳動鏈是所有分揀裝置運動的動力源，牽引著皮帶輸送機和郵包運行。

（5）分揀窗口。分揀窗口是分揀物品脫離主輸送機進行集中的通道，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備。由工作人員將該窗口的所有物品進行集中處理。

（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和計算機系統(tǒng)中，在其中進行數(shù)據(jù)分析處理，由可編程控制器系統(tǒng)出郵包到達指定分揀格口所需要的時間，以便郵包到達分揀格口時計算機控制系統(tǒng)發(fā)出信號，通過控制電動滾筒啟動皮帶輸送機把郵包分揀到指定格口達到分揀目的。

圖1 工作原理圖

掃描系統(tǒng)由光學系統(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準電位的矩形波信號，其高低電平的寬度和條形碼符號的條空尺寸相對應。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行譯碼，其結(jié)果通過接口電路輸出到條形碼應用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)終端。

PLC編程系統(tǒng)控制方案：開機自檢——初始化——設置信號傳送波特率——值零——設置傳行接口參數(shù)——開啟程序循環(huán)——服務程序接入——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滑塊的電源斷開，以防止不應該在此分揀的郵包在此分揀。

設在自動分揀系統(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、電機控制接觸器、傳送系統(tǒng)電機、分揀電機、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、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計了智能化的郵件分揀系統(tǒng)，進行了分揀系統(tǒng)的總體方案的設計，確定了分揀系統(tǒng)的主要部件和各部分實現(xiàn)的功能，設計了分揀系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。進行了控制系統(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。