【正文】 分揀系統(tǒng)的影響在物流系統(tǒng)中傳輸系統(tǒng)內(nèi)在分揀機之前的部分稱之為輸送。在郵政系統(tǒng)中稱之為供件裝置。供件裝置一般設(shè)有人工輔助工位 , 對物品進行整理以便于識別分揀信息 , 控制作業(yè)節(jié)奏 , 在一些高速分揀機多個供件裝置之間的自動協(xié)調(diào) , 按著分揀機的要求能夠控制物品的適度的間隔 , 并可準(zhǔn)確按著節(jié)拍同步將物品送到控制系統(tǒng)所規(guī)定的分揀機的相應(yīng)位置 , 在系統(tǒng)設(shè)計中供件系統(tǒng)的效率要充分保證分揀機的需求。 分揀機也是傳輸系統(tǒng)的一部分 , 僅僅是在傳輸過程中可改變物品的路由方向。分揀機后面可以是多個傳輸系統(tǒng)在功能上起到傳輸與存貯兩種功能 : 如果按著鐵路的運輸系統(tǒng)進行比喻 , 物流傳輸過程中分揀機的作用如同鐵路的搬道叉的功能。它將使物品按著需要進入不同的路向進行輸送。分揀輸送設(shè)備有以下幾種分類的 方式 :按承載裝置的不同區(qū)分 , 如小車翻盤式、皮帶式 (平、斜 )、鋼帶式、滾輪分離式。適于普通包裹類及周轉(zhuǎn)箱與盒式包裝物品的分揀作業(yè) : 推式懸掛式、地面鏈?zhǔn)椒謷C適于較重載荷的物品分揀作業(yè) : 按分揀尺寸大小分類 , 如郵政領(lǐng)域里的小件分揀機、扁平件分揀機具有高的分揀效率 : 按分揀機構(gòu)的機械結(jié)構(gòu)區(qū)分 , 如交叉帶式分揀機、滑塊式分揀機、翻盤式分揀機、翻板式分揀機、斜行皮帶式等 : 按分揀過程的物流某種形態(tài)可區(qū)分為有落差和無落差兩種分揀方式。按工藝流程布置的方式分類 , 可分為環(huán)型布置的分揀機和直線布置的分揀機。 按工藝流 程的可塑性分類 , 可分為剛性分揀傳輸系統(tǒng)和柔性分揀傳輸系統(tǒng)。自動分揀傳輸系統(tǒng)的規(guī)劃及選型應(yīng)注意的問題在對分揀系統(tǒng)進行規(guī)劃時要考慮以下幾個因素首先是要根據(jù)企業(yè)總體業(yè)務(wù)需求。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析后 , 注意先進青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 3 行工藝設(shè)計 , 然后根據(jù)工藝設(shè)計廠房 , 這個次序很重要。其次 , 由所設(shè)計的工藝流程需要、分揀的業(yè)務(wù)總量、作業(yè)的時間要求 , 單位時間的處理件數(shù)來選擇相應(yīng)的分揀機的分揀效率、分揀的格口數(shù)量。同樣在總體上如果考慮使用 RFID 作為物品的標(biāo)識 , 則在分揀的供件過程中將不再需要人工整理物品的可識讀面 (標(biāo)簽、標(biāo)識面朝上 ), 從而較大地提高了自動化的程度和分揀的效率。對分揀技術(shù)市場需求是多樣性的。如適應(yīng)易碎物品分揀的無落差分揀技術(shù)、具有高精度控制分揀技術(shù) , 都會有適度的發(fā)展。無論是哪一種分揀機都要在提高分揀效率上要取得新的發(fā)展水平 , 高速度是分揀技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。 根據(jù)場地的環(huán)境、被分揀的物品尺寸范圍、被分揀物品的質(zhì)量及是否是易碎品、包裝方式、包裝的標(biāo)準(zhǔn)化程度等來選擇分揀機的類型。例如 ,受被分揀物品的影響 , 在一些便利店的物流配送中心有一些諸如酒類、雞蛋的物品所選分揀機應(yīng)該是無落差或者小落差的分揀機如滑靴式分揀機或交叉帶式分揀 機。它們之間具體的區(qū)別是，滑靴式的分揀機比較適宜被分揀的物品尺寸在長度上較長而變化較大、包裝規(guī)范的物品。在工藝上適合直線布置的分揀機；翻盤小車式的分揀機具備在運行中物品的落差較大但是有圈套承載能力 , 適用于航站的行李分揀；自動高速扁平件分揀機是在較大圖書物流中心的退貨流程中 , 量大而且基本是零冊處理的分揀 , 宜采用這種分揀機。環(huán)型布置分揀機適合工藝設(shè)計要求很多的供件席位及大量格口的分揀 , 因為環(huán)形的任何一個格口理論上都可以變成供件席位。屬于快聚快散作業(yè)工藝方式。 自動分揀系統(tǒng)的意義 今天 , 一個先 進的貨物分揀系統(tǒng) , 對于系統(tǒng)集成商、倉儲業(yè)、運輸業(yè)、后勤管理業(yè)等是至關(guān)重要的 ,因為這意味著比競爭對手更快的物流速度 , 更快地滿足顧客的需求 , 其潛在的回報是驚人的。建立一個先進的貨物分揀系統(tǒng) , 結(jié)合有效的吞吐量 , 不但可以節(jié)省數(shù)十、數(shù)百、甚至數(shù)千萬元的成本 , 而且可以大大提高工作效率 , 顯著降低工人的勞動強度。使用這樣的貨物分揀系統(tǒng) , 完全屏棄了使用書面文件完成貨物分揀的傳統(tǒng)方法 , 采用高效、準(zhǔn)確的電子數(shù)據(jù)的形式 , 提高效率 , 節(jié)省勞動力 。 使用這樣的貨物分揀系統(tǒng) , 不但可以快速完成簡單的存儲提取 , 而且可 以方便地根據(jù)貨物的尺寸、提貨的速度要求、裝卸要求等實現(xiàn)復(fù)雜貨物的存儲與提取 。 使用這樣的貨物分揀系統(tǒng) ,分揀工人只需簡單的操作就可以實現(xiàn)貨物的自動進庫、出庫、包裝、裝卸等作業(yè) , 降低了工人的勞動強度 , 提高了效率 。 使用這樣的貨物分揀系統(tǒng) , 結(jié)合必要的倉庫管理軟件 , 可以真正實現(xiàn)倉庫的現(xiàn)代化管理 , 充分實現(xiàn)倉庫空間的合理利用 , 顯著提高企業(yè)的物流速度 , 為企業(yè)創(chuàng)造、保持市場競爭優(yōu)勢創(chuàng)造條件。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 4 課題的目的及要求 本課題為了更全面系統(tǒng)地與市場接軌，從實用的角度出發(fā)，利用已掌握的有關(guān) PLC 及其的知識實現(xiàn) 自動分揀系統(tǒng)控制，該設(shè)計分為硬件原理圖設(shè)計及軟件編程兩大部分。通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生更系統(tǒng)地利用學(xué)過的知識，更快更好地投入到社會的工作中。 課題目前的發(fā)展?fàn)顩r 自動分揀系統(tǒng)在生產(chǎn)工業(yè)中有著舉足輕重的作用。它的可靠性，優(yōu)越性，應(yīng)用領(lǐng)域的適用性以及系統(tǒng)的經(jīng)濟效益、成本分揀系統(tǒng)能靈活的與其他物流設(shè)備實現(xiàn)無縫連接，如自動化倉庫、各種存儲站、自動集放鏈、各種運載工具、機器人等。實現(xiàn)對物料實物流的分配、對物料信息流的分配和管理 [3]。采用分揀系統(tǒng)，人工分揀、堆置物料的勞動強度大大降低，操作人員無須為跟蹤物料而進行 大量的報表工作、登單工作，因而顯著提高勞動生產(chǎn)率。另外，非直接勞動力如物料倉庫人員、發(fā)料員以及運貨員工作量的減少甚至取消又進一步直接降低了作業(yè)成本。由于分揀系統(tǒng)運行平穩(wěn)、安全性高，同時，人工揀取物料的作業(yè)量降低，對物品的損壞減少，為顧客假造了更多的價值，為公司贏得了更多的信譽和商機。 我國自動分揀機的應(yīng)用大約始于 1980 年代 , 近期的市場興起和技術(shù)發(fā)展始于 1997 年。自動分揀的概念先在機場行李處理和郵政處理中心得到應(yīng)用 , 然后普及到其他行業(yè)。隨著業(yè)界對現(xiàn)代化物流的實際需求的增長 , 各行業(yè)對高速精確的分揀 系統(tǒng)的要求正在不斷地提高。這一需求最明顯地表現(xiàn)在煙草、醫(yī)藥、圖書及超市配送領(lǐng)域 , 并有望在將來向化妝品及工業(yè)零配件等領(lǐng)域擴展。這些領(lǐng)域的一個共同特點是產(chǎn)品的種類繁多、附加值高、配送門店數(shù)量多、準(zhǔn)確性要求高和人工處理效率低等特點。 隨著生產(chǎn)力的需要，自動分揀系統(tǒng)在生產(chǎn)工業(yè)領(lǐng)域的一個研究熱點，該系統(tǒng)主要有機械手的運用和 PLC 而自動分揀系統(tǒng)的軟件編程是這設(shè)計的基礎(chǔ)，關(guān)系著整個系統(tǒng)的成敗。本文正是以基于機械手中電動機轉(zhuǎn)動為研究對象，并結(jié)合plc 軟件編程控制進行了一系列研究，最終提出了一整自動分揀機 plc 控制系統(tǒng)實現(xiàn) 方案，并進行了實現(xiàn)。目前在完成這個課題上存在的主要問題和難點是： （ 1)機械手的運轉(zhuǎn)方面：如何通過電動機的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)機械手的上升，下降，夾緊，松開等操作 。機械手如何能夠?qū)a(chǎn)品分揀出來。以上這些都將給我們的設(shè)計帶來難度。 （ 2） PLC 的步進指令編程方面：首先要把整個控制過程按任務(wù)要求分解，如何畫出機械手系統(tǒng)控制過程的流程圖 。分配，確定狀態(tài)器元件，弄清每個被分配狀態(tài)器的功能 。如何編寫程序。這些都成為解決問題的重點。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 5 設(shè)計內(nèi)容及要求 控制要求 及設(shè)計要求 為實現(xiàn)大小球的分揀控制，所設(shè)計系統(tǒng) 程序必須實現(xiàn)以下主要功能： （ 1）該系統(tǒng)可以完成對大小球的自動識別、自動運送和自動到大球缸或者小球缸釋放對應(yīng)的球。 （ 2）該系統(tǒng)可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的多種工作方式。 （ 3）該系統(tǒng)在發(fā)生故障時，撿球裝置必須進行復(fù)位。 （ 4） 能夠用 PLC 實現(xiàn)基本功能。 設(shè)計任務(wù) （ 1）初步設(shè)計：了解設(shè)計任務(wù)，理解系統(tǒng)控制要求；收集相關(guān)資料； （ 2）硬件設(shè)計： PLC I/O 接線圖； （ 3）軟件設(shè)計：控制系統(tǒng)順序功能圖；控制系統(tǒng)梯形圖程序；控制系統(tǒng)語句表程序。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 6 2 可編程控制器概述 PLC 的產(chǎn)生與定義 PLC 的產(chǎn)生 20 世紀(jì) 80 年代起，人們把各種繼電器，定時器及其觸點按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，這就是大家熟悉的傳統(tǒng)的的繼電器控制器系統(tǒng)。由于它結(jié)構(gòu)簡單，容易掌握，價格便宜，可以滿足大部分場合電氣順序邏輯控制的要求，因而在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。但是繼電接觸器控制系統(tǒng)具有明顯的缺點：設(shè)備體積大，可靠性差，動作速度慢，功能弱，難于實現(xiàn)復(fù)雜的控制，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜繁瑣，當(dāng)生產(chǎn)工藝或者對象需要改變時，原有的接線和控制柜就要更換，所以通用性和靈活性就很差 。 20 世紀(jì) 60 年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號不斷更新，它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變，并且對整個控制系統(tǒng)重新配置。為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)白熱化的市場競爭要求，1968 年美國通用汽車公司 (GM)公開招標(biāo)，對新的汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來是： (1) 編程方便，可現(xiàn)場修改程序； (2) 維修方便，系統(tǒng)插件結(jié)構(gòu)； (3) 可靠性高于繼電控制裝置； (4) 體積小于繼電控制器； (5) 數(shù)據(jù)可以直接送入管理計算機； (6) 成本可以與繼電控制 盤競爭； (7) 輸入可以是交流 115V（美國電壓標(biāo)準(zhǔn)）； (8) 輸出為交流 115V，容量要求在 2A 以上，可以直接驅(qū)動接觸器，電磁閥等； (9) 擴展時原系統(tǒng)改變最?。? (10) 用戶存儲器至少擴展到 4 KB。 以上就是著名的 “GM 十條 ” 。這些要求的實質(zhì)內(nèi)容是提出了將繼電接觸器控制的簡單易用，使用方便，價格低廉的優(yōu)點與計算機的功能完善、靈活性、通用性好的優(yōu)點結(jié)合起來，將繼電接觸器控制的硬連線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C的軟件邏輯編程的設(shè)想。 1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)上述十點要求，研制出世界上第一臺可編程控制器， 型號為 PDP— 14，人們把它稱作可編程邏輯控制器（ PLC Programmable Logic Controller）簡稱為 PLC。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展， 20 世紀(jì) 70 年代出現(xiàn)青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 7 了微型處理器和微型計算機，人們將微型技術(shù)應(yīng)用到 PLC 中，使得它可以發(fā)揮更多計算機的功能，不僅用邏輯編程取代了硬連線邏輯，還增加了運算。數(shù)據(jù)傳送和處理等功能，使其真正成為一種電子計算機工業(yè)設(shè)備。隨著科技的發(fā)展， PLC開始大面積的應(yīng)用在工業(yè)自動控制的生產(chǎn)活動中。 PLC 的定義 PLC 一直在飛速發(fā)展中，因此到現(xiàn)在為止，都沒有對其下 一個準(zhǔn)確的定義，國際電工委員會（ IEC） 1987 年 2 月頒布了終稿，終稿對可編程控制器的定義是： “可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過程，而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計?！? 在該定義中重點說明了三個概念：即 PLC 是什么，它具備什么功能，以及PLC 及其控制系統(tǒng)的設(shè)計原則。定義強調(diào)了 PLC 應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它必須具備很強的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)別一般微機控制系統(tǒng)的一個重要特征。定義強調(diào)了 PLC 是“數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)”。也是一種計算機；它是“專業(yè)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的”工業(yè)計算機。這種計算機采用“面向用戶的指令”，因此編程簡單。它能完成邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入和輸出”的功能，并且非常容易和工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)于一體，易于“擴充”。 應(yīng)該強調(diào)的是， OLC 與以往所講的機械式的順序控制器在“可編程”方面有質(zhì)的區(qū)別。由 于 PLC 引入了微處理機以及半導(dǎo)體存儲器等新一代電子元件，并用規(guī)定的指令進行編程，所以能靈活的修改程序，即它是用軟件方式來實現(xiàn)“可編程”的目的。 PLC 的基本組成及其作用 PLC 是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機系統(tǒng)基本相同。按結(jié)構(gòu)形式的不同， PLC 可分為整體式和組合式兩類。 整體式 PLC 是將中央處理單元 (CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機。另外還有獨立的 1/0 擴展單元與主機配合使用。主機中， CPU 是 PLC 的核心， 1/0 單元是連接 CPU 與現(xiàn)場設(shè)備之 間的接口電路，通信接口用于 PLC 與編程器和上位機等外部設(shè)備的連接。 組合式 PLC 將 CPU 單元、輸入單元、輸出單元、智能 1/0 單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 8 線相互聯(lián)系。裝有 CPU 單元的底板稱為 CPU 底板，其它稱為擴展底板。 CPU 底板與擴展底板之間通過電纜連接，距離一般不超過 PLC，都可以根據(jù)需要進行配置與組合。 中央處理單元（ CPU） CPU 在 PLC 中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，它是 PLC 的運算、控制中心。它按照系統(tǒng)程 序所賦予的功能，完成以下任務(wù)： (1) 接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)； (2) 診斷電源、 PLC