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    物流企业自动化分拣及仓储管理组态系统设计

      信息来源:   发布时间:2021-06-22  点击数:

    1 系统设计需求

    传统生产模式下物流企业对包裹分拣和仓储管理大多基于手工操作,效率低下且误差率较高,不利于企业自动化生产水平的提升。现代物流企业分拣和仓储包裹应基于自动化控制的基础,以促进企业生产自动化水平的全面提升,提升企业在物流包裹分拣和仓储管理的效率。基于物流企业自动化生产的上述需求,本文基于PLC和组态控制设计一款物流包裹自动化分拣及仓储管理系统,该系统包含硬件和App两个部分,硬件部分S7-200PLC为核心,外接各类传感器、机械手、推包气动装置、落料传送装置、报警指示装置等;App部分包含系统运行控制的梯形图程序、组态监控子系统等,本文对系统的硬件部分进行了简述,重点先容系统的监控组态设计流程和使用方法。

    2 系统硬件模块及电气原理

    2.1 系统硬件模块

    本系统在硬件组成上,包含核心处理器模块、搬运分拣模块、仓储运输检测模块、组态控制模块和报警指示模块。具体的系统硬件模块组成结构图如图1所示。

    图1 系统硬件模块结构图

    图1 系统硬件模块结构图  


    其中,核心处理器模块采用S7-200型PLC,搬运分拣模块由机械手、欧姆龙CX-441型落料检测光电传感器、电磁阀、气管、推料杆、光纤传感器、分拣落料槽等组成,仓储运输模块由三项异步电机、传送皮带、西门子MM420变频器、JG-3D-30NK光电传感器等组成,组态控制模块由MCGS昆仑通泰触摸屏、RS485通讯线缆等组成,报警指示模块由喇叭、LED指示灯组成。

    2.2 系统电气接线设计

    系统电气接线原理图可用于PLC与其他外围硬件模块之间的电气接线识别,根据系统硬件结构和主要功能模块的设计思路,将本系统的电气接线设计如下:

    (1)输入端口接线。I0.0-I0.1分别接系统启动和停止开关;I0.2接落料检测光电传感器;I0.3-I0.5分别接深色、浅色和中性色光纤传感器,用于识别不同颜色的包裹;I0.6接电磁阀;I0.7接机械手运动检测传感器;I1.0之后的端口连接仓库内的各JG-3D-30NK光电传感器,用于仓储容量监测。

    (2)输出端口接线。Q0.0接喇叭,用于输出声控报警信号;Q0.1-Q0.2分别接系统运行和停止指示灯;Q0.3-Q0.5分别接深色、浅色和中性色推料杆动作线圈;Q0.6接三相异步电动机输出线圈;Q0.7之后的端口连接仓储容量指示灯。详见图2。

    图2 系统电气原理图

    图2 系统电气原理图   


    3 系统组态设计方法

    3.1 建立包裹分拣组态界面

    如图3所示为运用MCGS嵌入版组态App设计的系统包裹分拣组态界面,整个界面包含指示模块、按钮模块和包裹分拣数量监控模块三部分,各模块设计的方法为:

    图3 包裹分拣组态界面

    图3 包裹分拣组态界面  


    (1)指示模块。打开MCGS“工具箱”-“对象元件库管理”-“指示灯”-“指示灯3”,选择并拉取3个指示灯,继续打开“工具箱”-“标签”,选取3个标签,分别输入“运行指示”、“停止指示”和“报警指示”。

    (2)按钮模块。打开MCGS“工具箱”-“标准按钮”,选择并拉取3个按钮,在按钮“基本属性”-“文本”中分别输入“启动系统”、“停止系统”和“仓储界面”。

    (3)包裹分拣数量监控模块。打开MCGS“工具箱”-“输入框”,选择并拉取3个输入框,继续“工具箱”-“标签”,选取3个标签,分别输入“料槽深色包裹数量”、“料槽浅色包裹数量”和“料槽中性色包裹数量”,并将3个标签分别与3个输入框做“合成单元”处理。

    3.2 建立包裹仓储组态界面

    如图4所示为运用MCGS嵌入版组态App设计的系统包裹仓储管理组态界面,整个界面包含按钮模块和包裹仓储数量监控模块两部分,各模块设计的方法为:

    图4 包裹仓储组态界面

    图4 包裹仓储组态界面   


    (1)按钮模块。打开MCGS“工具箱”-“标准按钮”,选择并拉取3个按钮,在按钮“基本属性”-“文本”中分别输入“启动系统”、“停止系统”和“分拣界面”。

    (2)包裹仓储数量监控模块。打开MCGS“工具箱”-“输入框”,选择并拉取4个输入框,继续“工具箱”-“标签”,选取4个标签,分别输入“仓库深色包裹数量”、“仓库浅色包裹数量”、“仓库中性色包裹数量”和“仓库剩余容量”,并将4个标签分别与4个输入框做“合成单元”处理。

    3.3 设计系统实时数据库

    设计系统实时数据库的目的在于将两个组态界面中的控件与数据对象建立起一一对应的数据关联,以便于后期在组态设备窗口中建立起组态监控界面与S7-200 PLC之间的通道关系,实现组态系统与S7-200 PLC之间的数据通讯。本系统的实时数据库如图5所示,根据3.1和3.2的设计思路,共包含17个数据节点,各数据节点的建立基于系统电气原理图中所用到的PLC各端口及功能设置。建立完实时数据库后,在MCGS设备窗口中点击“设备组态”-“设备工具箱”-“通用串口父设备”-“西门子_S7200PPI”,再根据系统电气接线原理图和组态控件设计情况,建立起各组态控件和S7-200 PLC之间的通道关联,至此才算完成整个系统的组态设计。

    图5 系统实时数据库

    图5 系统实时数据库   


    4 结语

    综上所述,运用MCGS建立的组态系统包含包裹分拣组态和包裹仓储组态两个界面,能够运用在现代物流企业中,实现对不同颜色包裹的分拣和仓储管理。在实际应用中,物流企业只需要根据来源地对包裹进行简单的颜色标识后,便可运用本系统进行分拣和仓储管理,有利于物流企业的现代化和自动化管理水平的提升。

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