设计制作
数码世界 P .107
基于PLC 的一体化快递分拣系统的设计与制作
王世光 王艳鑫 李志刚 李奎 王嘉辉 施玲 林盛昌  南通理工学院
摘要：该系统能按快递地区的要求实现精准分拣；将待分拣的快递放在本系统初段，由人工对快递进行二维码识别，然后点击触摸屏上的区域分拣按钮从而将快递运送到指定区域段，最后由机械手抓取快递装车实现快递的精准分拣。另外，系统可实现对设备的远程监控，以便实时掌握运行情况。本系统采用的机械手以及“传送装置”通过可编程控制器、伺服控制器等电气设备，自主设计制作的自动化装运系统，为最终实现智能化奠定基础。
关键词：快速识别 精准分拣 自动装车
1 引言
目前，我国农民对快递的分拣还都是依靠人力来完成，当快递到达一个中转公司首先需要人工从货车上卸货，接下来由人员将快递放到传送带上对快递进行识别，然后将快递按不同区域放到指定地方。最后工作人员将快递分别装车送往指定地方。
为了使快递分拣过程更加快捷、更加智能、更加准确。使买家与卖家达到最快速度的交易，使买家能够在最短时间收到自己的货物。本产品还实现对整个快递分拣过程进行全程无死角的监控与管理。工作人
员只需要将快递扫描然后按下相应的控制按钮，整个系统对快递进行精准的分拣。
2 系统结构设计
2.1电气选型
（1）使用触摸屏替换原有复杂的计算机人机界面系统，触摸屏的操作简便、体积小容易安装放置，线路也只需要电源线和通讯线，大大简化了人机交互系统。
（2）由于触摸屏提供了友好易学的组态软件，且提供了简洁实用编辑功能和各种现成的库文件。只需要较简单的基础知识储备，就可以动手制作自己想要的交互界面，并能够实现模拟调试。
（3）人机界面由触摸屏完成，而逻辑控制则由原有的复杂计算机或单片机替换成工业领域中广泛应用的可编程逻辑控制器PLC，其使用方便，编程简单，功能强，性价比高，可靠性高，抗干扰能力强，系统的设计、安装、调试工作量少，维修工作量小、方便等诸多优点。
2.2硬件选型（1）选取性价比高，硬度高的不锈钢材料进行加工，完成整个装配系统。
（2）选用噪声低、抗干扰能力强、运行更稳定不失步的伺服电机进行驱动。
（3）选取速度更加快、更加精准、更加安全的气动装置为整个系统的运动提供动力。
2.3具体实施方式（1）对具体的控制对象进行分析，具体控制对象如电机，传送带移动电机，快递分拣装置等，以及其必须的驱动设备，完成PLC 原理接线图。
（2）统计控制对象的所有可进行的动作，再针对具体动作分析其属性，如速度高低选择、方向、速度数值、距离等。
（3）在对象分析的基础上，对其属性进行简单的有规律性编码，在PLC 中完成每一种动作或子动作的子程序编程，以及必要的组织程序部分。
（4）之后，开始对触摸屏进行组态编辑，界面体现出所有控制对象，利用触摸屏中可编辑的下拉菜单功能及其相关功能函数，实现每一步的具体设置和查看以及修改功能。
（5）在触摸屏的后台任务中，实现对已编辑动作的数据编码，并将编译好的数据有序下载至PLC 的功能编辑中，同时完成PLC 动作任务数据的接收分析和保存工作。
（6）在触摸屏组态和PLC 程序完成后，两者通讯连接，模拟调试，达到预计的动作序列信号，输出效果。
（7）完成具体硬件设备的电气连接，检查通过后，系统上电调试，观察对象动作的实际情况，完善触摸屏和PLC 工作部分达到预期功能。
2.4系统的优势本系统能连续、大批量地对农作物进行处理。由于采用大生产中使用的流水线自动作业方式，整个系统不受气候、时间、人的体力等的限制，可以连续运行，不间断作业中途不需要休息，大大减轻快递分拣处理时的人力以及财力的投入，大大加快了快递分拣的速度。整个系统中人员的使用仅局限于操作控制台、减轻了快递分拣人员的操作难度，提高了劳动生产率。
3 快递运输机器
其工作原理为：使用噪声低、抗干扰能力强、运行更稳定不失步的伺服电机进行驱动，通过PLC 指令控制伺服转动进而部件按预定顺序进行动作，实现快递精准分拣的目标。其结构图若图1所示
图1 快递运输机器
3.1快递分拣功能分析
本系统是将需要分拣的快递运送到到达传送带上时；首先通过识别二维码对快递进行识别；当判断快递所需区域时，工作人员通过触摸屏点击需要分拣的区域按钮（如，山西，河北，江苏）；然后plc 通过工作人员需要执行的指令控制伺服电机将快递运送到机械推手旁边；最后机械推手将推到指定区域完成快递的分拣。
在传送带上装有用于分拣快递的三个机械推手将扫描好的快递精确的推送到各个区域（如，山西，河北，
江苏）进行精确分拣。
4 电气原理
4.1 电气控制原理
当操作人员启动机器时，快递会随着传送带到达扫描器旁边、进行扫描；然后在触摸屏上点击相应按钮这时触摸屏会得到一个输入信号x1闭合然后PLC 与触摸屏通讯将接收到的信号传送给PLC 此时X1闭合将输出5000个脉冲信号的Y1闭合、此时伺服系统带动传送带运行完5000个脉冲以后、将返回值送回给PLC、这时PLC 的X2触点闭合1秒后Y4闭合气动装置启动将快递准确的运送到指定位置。
4.2 伺服电机控制原理图
伺服电机控制原理图如图2所示。
图2 伺服电机控制原理图5 总结
本文针对目前快递行业进行分析后，对其快递分拣系统进行智能化的改进，设计出一款更加高效、经济、稳定的一体化的智能分拣系统。值得高兴的是，该快递分拣的模型现在已经成型，并且已经在实验室完成了相应的调试，调试结果可基本达到预期。
参考文献
[1] 朱文杰.FX3U-PLC 控制睡轮发电机组.中国水利水电市场[J].2013[2] 王淑玲.PLC 基础与实训.北京.中国劳动社会保障出版社，2010.[3] 杨玲.PLC 与变频器技术项目实训.2 版.北京：高等教育出版社，2011.
基金项目
江苏省大学生创新创业训练计划项目“一体化快递分拣”（项目编号201812056017x）南通网站制作公司
作者简介
王世光（1997-），男，山西长治人，南通理工学院本科在读，研究方向：PLC、触摸屏、变频器、伺服控制器等电气设备的控制。通讯作者：林盛昌

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