基于PLC的包裹仓库分拣系统设计

收藏关注不迷路文末获取源码数据库感兴趣的可以先收藏起来还有大家在毕设选题免费咨询指导选题项目以及论文编写等相关问题都可以给我留言咨询希望帮助更多的人文章目录一、摘要二、研究内容三、系统方案设计四、 程序模拟仿真五 、系统效果六 、目录一、摘要在工业不断发展的推动下PLC技术在控制方面受到越来越多的关注自动化、智能化的分拣装置在物流、制造等行业广泛应用。自动分拣系统能让物流中心在最短的时间卸下将来自不同地方的各式各样的物品并快速将其分类并运送到地点。因此在我国物流行业的各个企业中建立适合企业自身条件的自动分拣系统是缓解物流分拣速度与用户需求不匹配的困境的“重头戏”。本文以三菱PLC作为核心控制器利用RFID扫描器快速检测包裹信息再结合传感器检测技术、传动控制等基本模块实现对自动分拣系统的快递包裹识别、包裹传输、包裹分拣。系统分拣过程为首先包裹需要经过RFID扫描器RFID扫描电子标签后再将电子标签中的包裹信号传入到PC端然后由PC端判断是否需要进行分拣再将需要包裹分拣信号进行转译将信号变成PLC能识别的信号传入PLC最后根据推杆的方式将包裹推入指定终端斜坡中。二、研究内容技术、传动控制等基本模块最终实现对自动分拣系统的快递包裹识别、包裹传输、包裹分拣的设计。研究的方法为完成本次设计我们需要先解什么是RFID技术然后利用RFID扫描器将RFID检测的信号传输进PC中再由PC判断后传输给PLC最后利用PLC控制气缸将包裹进行分拣任务。本文可拆分为六章(1)关于基于PLC的自动分拣技术的研究、应用,及其在国内研发情况。本部分将就自动分拣技术的前景、应用及其国内发展情况做出简要的说明。(2)对采用PLC的自动分拣设备的功能分析及其设计方案研究。本部分将围绕自动分拣装置的研制及其性能要求展开研究。(3)采用了PLC的自动分拣控制系统的硬件选型。该部分主要针对自动分拣设备的技术特点和所要求的硬件进行了分析选型。(4)采用PLC的自动分拣装置的软件设计及仿真。控制器选择为可编程控制器,各个气缸的动作均由PLC控制程序来操控各缸的位置检测装置(传感器和PLC相连接气缸的动作情况可及时反馈给 PLC。各个操控开关均与PLC相连接根据系统的操作要求当点下相应的操控开关时根据PLC程序设定完成相应的动作。[10]本章节将对自动分拣系统的功能实现的程序进行编写与解析同时将编写的程序进行模拟仿真。5组态王系统仿真。本章节将对系统进行仿真测试。6总结本次设计。三、系统方案设计2.1 基于PLC的自动分拣系统设计需求分析本系统的设计要求是1设计一个小型包裹自动分拣系统。根据投寄地址将所有包裹分拣到21个终端。2通过RFID检测快递信息该信息经处理后输入至PLC。3由PLC控制执行器电机或气缸完成快递分拣动作。本次的基于PLC的自动分拣系统设计首先需要对检测模块进行选型然后对执行装置进行对比分析以及选型最后对PLC梯形图进行设计和利用相应软件仿真验证系统的可行性。本设计在功能方面的需求为1能够连续地分拣在没有外界条件的干扰下系统能够连续的进行包裹分拣。相比于人工分拣系统可以长时间工作。2包裹分拣错误少包裹采用RFID标签在包裹标签无损毁的情况下电脑判断包裹信息相较于人工分辨更为准确快速更为适合当下发展需求。3分拣过程基本实现自动化人们只需将包裹放置在分拣机上并启动系统则可以开始进行分拣工作。4要求结构简单经济实用性高。根据本次设计的需求分析本文将完成相应的任务。具体流程如下图所示。图2.1 任务流程图在检测模块方面系统对包裹终端判断需要系统对包裹信息进行检测筛选需要对传送带上是否存在包裹进行检测。在执行装置方面系统对包裹分拣需要对检测后的包裹进行分拣工作在到达指定分拣区后相应的执行装置也将进行分拣工作。在系统控制方面需要对工作流程梳理然后选用控制器进行系统控制在得到对应包裹信号时控制对应的执行装置进行分拣工作。当分拣系统启动后传送带开始运行当包裹经过零位传感器时RFID读取包裹上的电子标签信息经 PLC 机管理软件处理后传送到 PLCPLC 获取信息后运算出该包裹将由哪一个推料气缸分拣。[11]在仿真验证方面需要使用GX-wroks2软件对系统的程序进行编写同时使用GX-wroks2软件对系统工作流程进行模拟仿真验证系统的可行性。结构框图如下图2.2所示图2.2 系统结构框图PC端判断为输出至1地址终端时PC端利用转换器给PLC一个分拣信号由X002输入口传入。此时辅助继电器M000线圈得电辅助继电器M000常开触头闭合分拣1区推杆气缸接触器线圈Y001得电推杆运动推动包裹滑入轨道。当推杆运动到位时分拣1区推杆气缸限位开关被触发。分拣1区推杆气缸限位开关(X027)常闭触头断开辅助继电器M000线圈断电分拣1区推杆气缸接触器Y001线圈断电推杆气缸自动复位。若PC端判断为输出非1地址终端时PC端不传输任何信号推杆气缸无操作等待下一个包裹进行识别分拣。其它19个分拣单元动作与分拣1区同理。2.2 基于PLC的自动分拣系统方案设计本系统将多种技术结合使用来进行包裹自动分拣总体分拣过程大致如下1人工将包裹放入传送带按下启动按钮包裹检测成功后传送带电机电路接通带动传送带运行。2当包裹经过第一个RFID扫描器终端时RFID扫描器对包裹的标签信息进行扫描扫描得到的信息将传入PC端经过PC端的判断若该包裹地址终端属于该RFID扫描器所识别的终端地址则PC端使用转换器将判断成功信号传入PLC从而使PLC控制推杆气缸电路得电驱使推杆推动包裹滑入该地址终端若该包裹地址终端不属于该RFID扫描器所识别终端地址则推杆保持静止。3上一步未被确认分拣的包裹将随传送带的运动进入下一个RFID扫描器继续进行包裹地址终端检测判断。检测方式与工作工程与上述相同。若判断成功则由推杆气缸驱动推杆推动包裹滑入该地址终端若判断失败包裹则将继续前进直至到达指定的包裹地址终端。4若经过所有的RFID扫描器仍未被判断成功并进行分拣则包裹将随传送带滑入传送带末端的最后一个终端。每个分拣区域在前端设置一个传感器检测对应快件是否到达是则打开分拣通道采用推杆落袋式方法快速把快件推入指定的目标袋中。[12]5当所有包裹都分拣结束时按下停止按钮传送带电机电路断电传送带停止运动。经过上诉一系列的具体工作流程的梳理后本系统的系统工作流程图如下图所示。图2.3 系统工作流程图四、 程序模拟仿真本此所设计的自动分拣系统的梯形图是使用软件所绘制的是一款专门进行三菱PLC编程的软件。由于软件内有模拟功能故本次的程序模拟可以直接使用的内部模拟功能。下图为开启模拟功能图4.6 模拟功能开启图图4.7 梯形图错误检测本次模拟仿真开始前应该对梯形图的编写是否有误进行检测如果程序无误则可以开始进行模拟如果有误则需要对梯形图的编写进行逐步检查分析找出错误的地方进行修改测试直至检测无误且功能能正常实现为止。上图为本系统的梯形图编写错误检测在梯形图编写错误检测后如果无误则可以进行初步模拟初步模拟分为两步分别为侧推式分拣机传送带电机电路模拟与分拣区推杆气缸电路模拟。为包裹能够正常运行至指定分拣区的地址终端应先对侧推式分拣机传送带电机电路进行模拟测试由于系统对包裹检测有检测成功和检测失败两种可能性所以需要对两种情况进行仿真。先进行包裹检测成功模拟仿真。下图为未按下启动按钮前但包裹检测成功的模拟界面图4.8 模拟未按启动按钮前包裹检测成功五 、系统效果六 、目录目 录第1章 前言 11.1 研究目的与意义 11.2 国内外研究现状 11.3 研究的内容与方法 3第2章 基于PLC的自动分拣系统方案设计 52.1 基于PLC的自动分拣系统设计需求分析 52.2 基于PLC的自动分拣系统方案设计 7第3章 系统硬件设计 83.1 传感器与检测模块 83.1.1 光电传感器 83.1.2 RFID 扫描器 93.2 执行装置 103.2.1 输出设备组成 103.2.2 电机的选型 113.2.3 电路元件说明 133.3 控制部分 143.3.1 PLC选型 143.3.2 接线图设计 16第4章 系统软件设计 204.1 软件介绍 204.2 程序流程 204.3 程序模拟仿真 23第5章 基于PLC的自动分拣系统组态王仿真 305.1 组态王概述 305.2 组态王的交互界面设计 30总结与展望 33参考文献 34致 谢 35附 录 36