傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下物流企業(yè)對包裹分揀和倉儲管理大多基于手工操作,效率低下且誤差率較高,不利于企業(yè)自動化生產(chǎn)水平的提升。現(xiàn)代物流企業(yè)分揀和倉儲包裹應基于自動化控制的基礎,以促進企業(yè)生產(chǎn)自動化水平的全面提升,提升企業(yè)在物流包裹分揀和倉儲管理的效率。基于物流企業(yè)自動化生產(chǎn)的上述需求,本文基于PLC和組態(tài)控制設計一款物流包裹自動化分揀及倉儲管理系統(tǒng),該系統(tǒng)包含硬件和軟件兩個部分,硬件部分S7-200PLC為核心,外接各類傳感器、機械手、推包氣動裝置、落料傳送裝置、報警指示裝置等;軟件部分包含系統(tǒng)運行控制的梯形圖程序、組態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)等,本文對系統(tǒng)的硬件部分進行了簡述,重點介紹系統(tǒng)的監(jiān)控組態(tài)設計流程和使用方法。
本系統(tǒng)在硬件組成上,包含核心處理器模塊、搬運分揀模塊、倉儲運輸檢測模塊、組態(tài)控制模塊和報警指示模塊。具體的系統(tǒng)硬件模塊組成結構圖如圖1所示。
其中,核心處理器模塊采用S7-200型PLC,搬運分揀模塊由機械手、歐姆龍CX-441型落料檢測光電傳感器、電磁閥、氣管、推料桿、光纖傳感器、分揀落料槽等組成,倉儲運輸模塊由三項異步電機、傳送皮帶、西門子MM420變頻器、JG-3D-30NK光電傳感器等組成,組態(tài)控制模塊由MCGS昆侖通泰觸摸屏、RS485通訊線纜等組成,報警指示模塊由喇叭、LED指示燈組成。
系統(tǒng)電氣接線原理圖可用于PLC與其他外圍硬件模塊之間的電氣接線識別,根據(jù)系統(tǒng)硬件結構和主要功能模塊的設計思路,將本系統(tǒng)的電氣接線設計如下:
(1)輸入端口接線。I0.0-I0.1分別接系統(tǒng)啟動和停止開關;I0.2接落料檢測光電傳感器;I0.3-I0.5分別接深色、淺色和中性色光纖傳感器,用于識別不同顏色的包裹;I0.6接電磁閥;I0.7接機械手運動檢測傳感器;I1.0之后的端口連接倉庫內的各JG-3D-30NK光電傳感器,用于倉儲容量監(jiān)測。
(2)輸出端口接線。Q0.0接喇叭,用于輸出聲控報警信號;Q0.1-Q0.2分別接系統(tǒng)運行和停止指示燈;Q0.3-Q0.5分別接深色、淺色和中性色推料桿動作線圈;Q0.6接三相異步電動機輸出線圈;Q0.7之后的端口連接倉儲容量指示燈。詳見圖2。
如圖3所示為運用MCGS嵌入版組態(tài)軟件設計的系統(tǒng)包裹分揀組態(tài)界面,整個界面包含指示模塊、按鈕模塊和包裹分揀數(shù)量監(jiān)控模塊三部分,各模塊設計的方法為:
(1)指示模塊。打開MCGS“工具箱”-“對象元件庫管理”-“指示燈”-“指示燈3”,選擇并拉取3個指示燈,繼續(xù)打開“工具箱”-“標簽”,選取3個標簽,分別輸入“運行指示”、“停止指示”和“報警指示”。
(2)按鈕模塊。打開MCGS“工具箱”-“標準按鈕”,選擇并拉取3個按鈕,在按鈕“基本屬性”-“文本”中分別輸入“啟動系統(tǒng)”、“停止系統(tǒng)”和“倉儲界面”。
(3)包裹分揀數(shù)量監(jiān)控模塊。打開MCGS“工具箱”-“輸入框”,選擇并拉取3個輸入框,繼續(xù)“工具箱”-“標簽”,選取3個標簽,分別輸入“料槽深色包裹數(shù)量”、“料槽淺色包裹數(shù)量”和“料槽中性色包裹數(shù)量”,并將3個標簽分別與3個輸入框做“合成單元”處理。
如圖4所示為運用MCGS嵌入版組態(tài)軟件設計的系統(tǒng)包裹倉儲管理組態(tài)界面,整個界面包含按鈕模塊和包裹倉儲數(shù)量監(jiān)控模塊兩部分,各模塊設計的方法為:
(1)按鈕模塊。打開MCGS“工具箱”-“標準按鈕”,選擇并拉取3個按鈕,在按鈕“基本屬性”-“文本”中分別輸入“啟動系統(tǒng)”、“停止系統(tǒng)”和“分揀界面”。
(2)包裹倉儲數(shù)量監(jiān)控模塊。打開MCGS“工具箱”-“輸入框”,選擇并拉取4個輸入框,繼續(xù)“工具箱”-“標簽”,選取4個標簽,分別輸入“倉庫深色包裹數(shù)量”、“倉庫淺色包裹數(shù)量”、“倉庫中性色包裹數(shù)量”和“倉庫剩余容量”,并將4個標簽分別與4個輸入框做“合成單元”處理。
設計系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫的目的在于將兩個組態(tài)界面中的控件與數(shù)據(jù)對象建立起一一對應的數(shù)據(jù)關聯(lián),以便于后期在組態(tài)設備窗口中建立起組態(tài)監(jiān)控界面與S7-200 PLC之間的通道關系,實現(xiàn)組態(tài)系統(tǒng)與S7-200 PLC之間的數(shù)據(jù)通訊。本系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫如圖5所示,根據(jù)3.1和3.2的設計思路,共包含17個數(shù)據(jù)節(jié)點,各數(shù)據(jù)節(jié)點的建立基于系統(tǒng)電氣原理圖中所用到的PLC各端口及功能設置。建立完實時數(shù)據(jù)庫后,在MCGS設備窗口中點擊“設備組態(tài)”-“設備工具箱”-“通用串口父設備”-“西門子_S7200PPI”,再根據(jù)系統(tǒng)電氣接線原理圖和組態(tài)控件設計情況,建立起各組態(tài)控件和S7-200 PLC之間的通道關聯(lián),至此才算完成整個系統(tǒng)的組態(tài)設計。
綜上所述,運用MCGS建立的組態(tài)系統(tǒng)包含包裹分揀組態(tài)和包裹倉儲組態(tài)兩個界面,能夠運用在現(xiàn)代物流企業(yè)中,實現(xiàn)對不同顏色包裹的分揀和倉儲管理。在實際應用中,物流企業(yè)只需要根據(jù)來源地對包裹進行簡單的顏色標識后,便可運用本系統(tǒng)進行分揀和倉儲管理,有利于物流企業(yè)的現(xiàn)代化和自動化管理水平的提升。
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