科技创新
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康小伟
（顺丰科技有限公司，广东 深圳 518061）
摘要：近年来随着国内电子商务的蓬勃发展，物流行业的发展呈现质的飞跃。物流企业间的竞争也日趋激烈，高时效一直都是各物流企业追求的目标。传统依靠人工短时间精准完成大批量货物分拣已不太现实。目前各大物流企业都已引入自动化、人工智能技术来实现自动分拣。 关键词：PLC 控制；大件自动分拣系统；设计；应用
近几年我国各行业都已与网络、信息化等技术深度融合，在当前网络消费不断增长的基础上，物流行业也呈现快速发展，物流总需求量的增加也要求物流企业具备更高效率，更短时效，更低错分率，更低成本。这些因素也成为物流企业竞争力的主要影响因素。人工分拣具有准确率低、效率低、人工成本高等缺点，也制约着物流企业的发展。自动分拣系统具有准确率高、分拣效率高、综合成本低的特点。目前大多数的物流企业都已经降低使用人工分拣的使用率。当前自动分拣系统已经被应用到诸多的生产线上，且技术也日趋成熟。 1 基于PLC 控制的大件分拣系统工作原理 传统的物流作业主要依靠人工分拣，在每个落件格口都要配置至少1人进行人工分拣。在整个分拣过程中，首先需要将在货物从物流车上搬运至卸车口的传送带上，再根据不同货物类别对其进行相应的分类，最后根据货物不同的流向、重量进行人工分拣。以往操作人员手持式巴对每个大件包裹进行扫码识别，人工进行分拣。整个过程需要大量的操作人员，效率低、错分率高、单件分拣成本较高。严重影响到分拣质量、分拣效率。 基于PLC 的大件自动分拣系统,，整个分拣过程依托于自动化设备。分拣效率高，最高分拣速度可达4000件/小时、几乎零错分、 人员需求量少，只需要卸车人员即可。 图1 分拣系统原理示意图 从图1可知，分拣系统原理图的核心是PLC 控制器。PLC 通过将视觉/RFID 扫描的运单数据信息上传给物流公司的WMS 系统，WMS 再将处理过的格口信息反馈给PLC 控制器。PLC 控制器通过控制摆轮动作，将包裹分拣到对应的格口中，再通过PLC 控制皮带输将包裹送到装车线上进行装车。从而实现整个过程的自动分拣控制。 2 系
pppd-287统功能简介 2.1 皮带传送 通常待分拣包裹都混装在一个货车中，将待卸车辆停靠在卸车口，在卸车口会配置一台伸缩机，卸车人员将符合大件标准的包裹放置在伸缩机上，经安检机后通过皮带传送至单件分离设备入口处。不符合大件标准包裹在此处拦截做NC 件处理。在此过程中，PLC 负责对皮带传输电机进行启/停控制。此外出现堵包时，PLC 会根据堵包逻辑对相应皮带段的运行实现自动控制。 2.2 单件分离 通常包裹都是混堆在皮带输送线上的。要实现自动分拣的功能，就必须将混堆的包裹按照指定的距离变成单排的队列有序通过后段的视觉/RFID 扫码设备。这样才能更好的识别包裹信息并成功进行分拣。单件分离功能就是为了满足这一要求而设计的。在包裹进入扫码前，让混堆的包裹自动分离、通过拉距和智能排队，使杂乱的包裹按照指定间距变成单排“队列”有序通行，使得包裹分拣的成功率和准确率大幅度提高。 2.3 视觉/RFID 扫码 大件包裹通常可以分为两类，一类是已经建包的整包（里面装有很多独立包裹，这些包裹需前往小件分拣区域，进行小件分拣）。另一类是独立的包裹。独立包裹上贴有电子面单。电子面单上用二维码和条形码存储包裹的信息。已经建包的整包用RFID 芯片存储建包信息。大件包裹通过单件分离设备后，通过视觉相机和RFID 装置读取大件包裹上面单信息和整包RFID 芯片信息后，通过以太网传递给PLC 控制器。PLC 控制器再将这些包裹信息传递给WMS 系统。最终WMS 发送包裹分拣格口信息给PLC 系统进行分拣。 2.4 摆轮分拣 PLC 在接收到包裹的分拣信息后，通过摆轮分拣机进行分拣。摆轮分拣机主要由输送滚轮、同步转向控制器、传动动装置、机架
一个度导航
等组成，可实现包裹左、右两侧分拣。PLC 通过控制摆轮将大件包裹自动分拣到对应的格口中。包裹分拣成功后，安装在格口内的光电传感器可以将分拣成功的信息反馈给PLC 系统。从而完成整个分拣过程。 3 软硬件设计 3.1 网络拓扑 大件自动分拣线具有线体长，格口多、控制对象分散的特点。硬件加密设备
整个控制网络采用西门子实时以太网Profinet 主从结构，主站通过Profinet 网络连接从站控制柜ET200-SP 通讯模块。 3.2 PLC 设计
主PLC 控制器是整个系统的核心，要求其具有高稳定性、高性能、易维护、可扩展、低成本等特点，本系统PLC 控制器选择西门子1500系列CPU1517控制器，该控制器具有程序扫描速度快、编程模块化、可扩展性好等优点。
3.3 软件设计
本系统硬件采用整套的西门子硬件。软件使用西门子TIA 博途软件。TIA 博途是全集成自动化软件TIA portal 的简称，是西门子工业自动化集团的一款全新的全集成自动化软件。它是业内首个采用统一的工程组态和软件项目环境的自动化软件。PLC 下位机编程
和HMI 的上位机编程都可在此软件上完成。本系统HMI 软件的设计
主要包含以内几个功能：（1）数据采集。采集包括设备运行状态、传感器状态、控制器状态、网络
筛片通讯状态。（2）用户操作。HMI 界面可实现对就地设备的远程手动和自动的操作。（3）网络监控。可以实时监控整个自动分拣系统的通讯状态。（4）IO 监视。为了调试和维护方面对系统模块的每个IO 进行监视。（5）操作记录。可以记录重要设备的操作记录，方便故障追溯。（6）权限管理。整个软件设计有三层用户权限。操作员、管理员、工程师。不同的用户对应
不同的权限。（7）报警记录。当系统出现故障时，在报警栏中会提示系统的报警信息。（8）历史报警。用于存储历史报警信息，方便报警追溯。 4 结语 随着电子商务的蓬勃发展，使得物流行业也发生翻天覆地的变化。物流行业作为劳动力密集行业，分拣工作效率低，成本高。已不能单纯依靠增加从业人员数量来适应整个行业的发展。整个物流
行业的自动化水平还比较低，利用基于PLC 控制的自动分拣系统，有助于提升分拣效率、降低企业运营成本，提高整个行业的自动化水平，帮助企业在行业内不断提升综合竞争力，因此该自动分拣系统对于物流企业而言，有很大的应用价值。 参考文献： [1]张辉.浅谈PLC在智能机械控制上的研究与应用[J].计算机产品与流通,2020(11):47. [2]刘旺才，吴强，夏令，史艳，施国文.基于PLC的物料分拣系统设计[J].
现代职业教育,2019(33):104-107.
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