材料自动分拣控制系统的设计

2012 届毕业设计说明书

材料自动分拣控制系统的设计

摘 要

自动分拣系统是目前物流中心中广泛采用的一种自动化作业系统，该系统的作业过程可以简单描述如下：流动中心每天接收成百上千家供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商品，在最短的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、储位或发送地点进行快速准确的分类，将这些商品运送到指定地点(如指定的货架、加工区域、出货站台等)，同时，当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时，自动分拣系统在最短时间内从庞大的高层货架存储系统中准确找到要出库的商品所在位置，并按所需数量出库，将从不同储位上取出的不同数量的商品按配送进点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送。

自动分拣控制系统广泛应用于社会各行各业，如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库??该控制系统的应用可以大大提高企事业单位该环节的生产效率。由于分拣系统运行平稳、安全性高，同时，人工拣取物料的作业量降低，对物品的损坏减少，为顾客创造了更多的价值，为公司赢得了更多的信誉和商机。

本文作者通过查阅大量资料，对自动分拣系统及其相关的技术发展、现状和趋势作了一个比较全面的总结。在熟悉了自动分拣系统的原理的基础上，根据一定的分拣要求以三菱PLC为控制核心，MCGS组态软件为监控软件，设计出材料分拣控制系统。该材料分拣系统以电感传感器、电容传感器、颜色传感器等传感器采集信号,传输给PLC芯片，驱动电磁阀对汽缸进行动作，实现现场控制产品

的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、分拣精度高、易控制的特点,对不同的分拣对象,稍加修改本系统即可实现要求。

关键词 材料自动分拣 ；传感器；三菱PLC ；MCGS组态软件

ABSTRACT

Automatic sorting system is the logistics center is widely used in an automatic operating system, the operating system process can be simply described as follows: Mobility Center receive every day thousands of suppliers or owner of the goods through various means of transport sent tens of thousands of kinds of commodities, in the shortest possible time to unload these goods according to the variety of goods, consignor,storage or transmission sites are fast and accurate classification, these goods transported to the designated locations ( such as the specified shelf, processing area, shipping platform ), at the same time, when the supplier or the owner notification logistics center according to distribution order, automatic sorting system in the shortest time from huge the top shelf storage system to find accurate to the merchandise location, in accordance with the required number of outbound, from a different storage on Extraction of different quantity according to the delivery point different transported to different tally area or distribution platform, so that loading distribution.

Automatic control system is widely used in all walks of life, such as: logistics distribution center, post office, mining, ports, docks, warehouses ... ... The application of the control system can greatly

improve the enterprises and institutions of the links of the production efficiency. Since the sorting system stable operation, high safety, at the same time, artificial picking material operation quantity to reduce, reduce damage of goods, for the customer to more value, for the company to win more reputation and business opportunities.

The author of this article through access to large amounts of data, the automatic sorting system and its related technology development, current situation and trend made a more comprehensive summary. Familiar with the automatic sorting system based on the principles, according to certain sorting requirements to Mitsubishi PLC as the control core, MCGS configuration software for monitoring software, design material sorting control system. The material sorting system with inductive sensors, capacitance sensors, color sensors and other sensor to collect signals, transmitted to the PLC chip, drive the electromagnetic valve to cylinder motion, on-site control products automatic sorting. The system has a high degree of automation, stable operation, high accuracy, easy sorting control characteristics, for different sorting objects, modify the system can reach the requirements.

Key words Automatic sorting ；Sensor ；Mitsubishi PLC ；MCGS configuration software

目 录

1 绪论??????????????????????????????1 1.1 自动分拣系统的定义?????????????????????1 1.2 自动分拣系统研究现状及发展趋势???????????????1 1.3 自动分拣系统研究的意义???????????????????2 1.4 论文主要内容????????????????????????2 2 系统总体设计??????????????????????????3 2.1 系统方案的论证和选择????????????????????3 2.2 系统任务分析????????????????????????3 2.3 系统总体方案设计??????????????????????4 2.3.1 材料分拣系统的结构框图?????????????????4 2.3.2 材料分拣系统的主要硬件结构???????????????5 3 系统硬件设计??????????????????????????9 3.1 传感器的选型???????????????????????9 3.1.1 电感式传感器??????????????????????9 3.1.2 电容式传感器??????????????????????10 3.1.3 颜色传感器???????????????????????12 3.2 限位开关的设计???????????????????????13 3.3 电磁阀的设计???????????????????????.14 3.4 PLC的选型?????????????????????????15

3.5 PLC输入输出接线端子图???????????????????16 4 系统软件设计??????????????????????????17 4．1 控制系统流程图设计?????????????????????17 4.2 PLC梯形图程序设计?????????????????????18 4.3 整体梯形图?????????????????????????19 4.4 PLC程序指令表???????????????????????19 5 MCGS组态控制工程设计?????????????????????20 5.1 组态软件??????????????????????????21 5.2 MCGS软件功能特点??????????????????????21 5.3 MCGS组态软件结构分析????????????????????22 5.4 自动分拣系统在组态工程中的应用???????????????23 5.4.1 驱动选择????????????????????????23 5.4.2 组态控制参数与通讯参数的设定??????????????24 5.5 组态监控功能概述??????????????????????27 6 系统应用及调试?????????????????????????28 6.1 系统硬件调试????????????????????????28 6.2 系统软件调试????????????????????????28 6.3 系统整体调试????????????????????????30 6.4材料自动分拣系统的应用设计分析???????????????30 7 总结??????????????????????????????34 参考文献?????????????????????????????35 致谢???????????????????????????????36 附录???????????????????????????????37

1 绪论

1．1 自动分拣系统的定义

自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照系统设定的指令靠自动装置来完成的。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。

1．2 自动分拣系统研究现状及发展趋势

我国自动分拣机的应用大约始于1980年代,近期的市场兴起和技术发展始于1997年。自动分拣的概念先在机场行李处理和邮政处理中心得到应用, 然后普及到其他行业。随着业界对现代化物流的实际需求的增长,各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域, 并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。这些领域的一个共同特点是产品的种类繁多、附加值高、配送门店数量多、准确性要求高和人工处理效率低等特点。

随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。

目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多；另外组态软件的的发展，为物料分拣系统增添了新的活力。

根据不同的作用，在各行各业需要分检的地方衍生出很多的设备，如LED分光分选机等,主要类型有：

堆块式分拣系统 Pusher sorting system 交叉带式分拣系统 Carbel Sorting 斜导轮式分拣机 Line shaft Diverter

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摇臂式分拣机 Swing Arm Diverter

物料分拣系统涵盖了PLC技术、传感器技术、位置控制技术，组态控制技术等内容。

1．3 自动分拣系统研究的意义

近二十年来,特别是物流行业，随着经济和生产的发展,商品趋势趋于\短小轻薄\，流通趋于小批量多品种和准时制（JUST-IN-TIME，简称JIT)分拣作业已成为一项重要的工作环节，分拣系统的应用已经日趋普遍。我国目前多数配送中心和物流企业都是人工分拣。显然，随着分拣量的增加、分送点的增多、配货响应时间的缩短和服务质量的提高，单凭人工分拣将无法满足大规模配送的要求，所以这一环节亟待提高。而国外一些配送中心多采用分拣系统进行分拣，充分发挥了分拣技术分拣速度快、分拣点多、差错率极低、效率高和基本上全自动操作的优势。日本一位物流专家认为，在用户需求表现为多种小批量的时代，物流技术的三大措施是自动分拣机、自动化仓库和无人自动引导车。自动分拣机是其中最接近与成熟的产品，这可以认为是国家对于自动分拣在物流技术中的地位和现状的一个较好的概括。自动分拣系统成为当代物流技术发展的三大标志之一。

1．4 论文主要内容

文章第一章主要讲述自动分拣系统的定义、发展现状及趋势、研究自动分拣系统的意义。文章第二章主要讲述自动分拣系统设计方案的论证和选型、任务分析以及原理框图的设计和分析。文章第三章主要讲述自动分拣系统的硬件设计，从传感器输入模块、PLC控制模块、电磁阀电路等输出模块进行分析。文章第四章主要讲述自动分拣系统的软件设计，分析PLC控制程序的流程图设计。文章第五章主要讲述自动分拣系统在MCGS组态软件中相关应用。对系统进行监控、仿真分析。文章第六章主要讲述自动分拣系统的应用及调试，从硬件、软件到整体调试以及系统在工业生产中的应用设计。文章后面几章主要讲述了作者的思想总结、对老师的感谢语、论文写作中所用到的相关参考文献以及程序指令表的附录等。

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2 系统总体设计

2．1 系统方案的论证和选择

目前自动分拣系统主要分为两种：PLC为控制核心；RAM芯片为控制核心。分析两种不同控制方案的自动分拣系统，它们各自的特点不同。

方案一 PLC方案：材料分拣系统以电感、电容传感器实现对金属和非金属的检测、颜色传感器实现对物品色差的检测,信号传输给PLC芯片，控制相应的电磁阀驱动气缸运作，加以组态监控，实现现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、输入输出接线端口多、易控制的特点，但是精度相对而言比较低。

方案二 RAM方案：材料分拣系统中以传感器为信号采集装置，传输给RAM芯片的采集板，发送脉冲指令给电磁阀门推动汽缸运作，辅以相关的硬件设备实现产品的自动分拣功能，此系统精度高，技术要求高，但是I/O口相对较少，可扩展性不够高。

综合上述两种系统的特点，我们选择方案一，以PLC为控制核心，辅以相关的硬件设备进行课题设计。

2．2 系统任务分析

1.在物料斗中放三个不同的物块，在程序运行后传送电机开始运行传送带转动，先运行一个周期，将传动带上的遗留的物料送入分拣槽中。分拣完成后，若下料传感器SN检测的物料则推料汽缸动作，传送带启动，进入分拣程序若无物料，则停止运行，等待放入物料后，分拣装置启动，进行物料分拣。如果程序运行时，物料斗中没有物体，则运行一定时间后自动停止。

2.当物块靠近各传感器时，就会使传感动作，此时物块并没有到达物料槽的位置，因此要在检测到物块之后再计传送带运行的步距。（各传感器的灵敏度不同，用试验测定，在确定步距后，在程序中相应网络中进行修改）当检测到所走的步距后，驱动相应的电磁阀控制气缸推动物块到相应的物料槽中。

3.各传感器依次分别为，电感传感器，可检测出铁质物块；电容传感器，可检测出金属物块；颜色传感器，可检测出不同的颜色，且色度可调。备用传感器可选用颜色传感器或者物体检测传感器。当铁质物块经过第一传感器时被分拣出，当铝质物块经过第二传感器时被分拣出，非金属物块中的某一颜色在过第三个传感器时被分拣出。不同的在过第四传感器时分拣出。

4.扩展分拣功能,需调整传感器的安装位置

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分拣出金属和非金属,位置1:电容传感器,位置2:物体检测传感器。 分拣出某一颜色块,位置1:颜色传感器,位置2:物体检测传感器。 分拣出非金属中某一颜色,位置1:电容传感器,位置:颜色传感器,位置3:物体检测传感器。

图2.1 各传感器位置图

2．3 系统总体方案设计

2.3.1 材料分拣系统的结构框图

基于区分材料的材质的不同而设计的材料自动分拣系统，主要是实现对铁质、铝质、不同颜色的材料的自动分拣。系统主要由下料传感器、电感传感器、电容传感器、颜色传感器、备用传感器作为采集输入模块，采集的信号传递给可编程控制器PLC，控制相应的电磁阀驱动汽缸进行材料自动分拣工作。具体控制过程为:(1)接通电源，按下启动开关，系统进入启动状态。(2)系统启动后，下料传感器(光电传感装置)检测到料槽有材料，按规律出料气缸动作一次，将待测材料推到传送带上，待测物体开始在传送带上运行。如果下料传感器没有感应到材料，传送带不运行。(3)当电感传感器检测到铁质材料时，相应出料气缸将待测物体推下。(4) 当颜色检测传感器检测到材料为对应颜色时，相应出料气缸动作将被检测到的材料推下。(5)当电容传感器检测到铝质材料时，相应出料气缸

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动作将待测物体推下。(6)剩余材料落到传送带后方。(7)当料槽无材料时，传送带须继续运行一个行程后自动停机。

下图2.2为材料自动分拣系统的结构原理框图：

图2.2 系统原理框图

2.3.2 材料分拣系统的主要硬件结构

材料自动分拣系统采用台式结构，内置电源，设置的转接面板上设计了可与PLC连接的转接口。本装置还设置了气动方面的减压器、滤清、气压指示等，可与各类气源相连接。其外形结构、各传感器详细位置见图2.3。

图2.3 材料分拣系统的主要结构图

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3.5 PLC输入输出接线端子图

根据表3.5，利用AutoCAD绘图软件可以绘制出PLC的输入输出接线端子图，如下图3.8所示。

图3.8 PLC输入输出接线端子图

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4 系统软件设计

软件设计是PLC控制系统的核心，程序设计的主要任务是根据控制要求及工艺流程，画出状态流程图并设计出梯形图。材料自动分拣系统采用三菱公司的FXFP_WIN_C作为编程软件，此软件是专为三菱PLC而设计的编程软件，适用于FX型号的PLC。可以通过梯形图符号、指令语句以及SFC符号创建编辑程序，还可以在程序中加入中文或者英文注释，并且还可以通过该软件监控PLC运行时各编程元件的状态及数据变化，还具有程序和监控结果打印的功能。

4.1 控制系统流程图设计

根据系统生产工艺的要求，分析各个设备的操作内容和操作顺序，可画出程序流程图，如下图4.1所示。

图4.1 控制系统流程图

该系统可选择连续或单次运行工作状态。若为连续运行状态，则系统软件设计流程图中的汽缸4 动作后，程序再转到开始;若为单次运行，则汽缸4 动作后停机。如果需要，该系统可在分拣的同时对分拣的材料进行数量的统计，这只需在各汽缸动作的同时累计即可。应用高速计数器编制程序，可以实现系统的定位控制功能。用高速计数器计数步进电机转过的圈数，来确定物料到达传感器的距离，实现定位功能。定位时，电机停转，计数器清零，传感器开始工作，对物料进行分拣处理。在汽缸1～3 动作后，电机重新运行，高速计数器也重新计数。

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如果相应的传感器没有检测到物体，则电机重新运行，高速计数器也重新计数，继续运行到下一位置。如果只对材料的某一特性进行分拣，比如只分拣金属和非金属，则只需对传感器的安放或程序进行修改即可。

4.2 PLC梯形图程序设计

根据材料自动分拣系统的要求设计出梯形图，梯形图的部分程序分析如下： 1、启动材料自动分拣机，开关X014判断是否有材料，无材料系统运行30S后自动停下，送料汽缸启动电机停止转动，汽缸限位开关运作，传送带停止动作。

2、开关X014判断有无材料，如有材料，汽缸限位开关运作，系统每隔2S送一次料，系统开始自动分拣动作。

3、开关X0、X2、X1传感器开关开始运作，如检测到相对应的材料，则汽缸运作推动物体到相应的物品槽里，如无检测到相应的物体，则继续运作到下个传感器进行检测，检测完毕自动进行结束。然后继续下一轮的检测。

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4.3 整体梯形图

4.4 PLC程序指令表

根据系统的程序流程图，设计出材料自动分拣系统中PLC程序的指令表，见附录。

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5 MCGS组态控制工程设计

5.1 组态软件

组态软件，又称组态监控软件系统软件。译自英文SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制)。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。

5.2 MCGS软件功能特点

简单灵活的可视化操作界面 MCGS嵌入版采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS嵌入版的组态工作既简单直观，又灵活多变。

实时性、有良的并行处理性能 MCGS嵌入版是真正的32位系统，充分利用了32位WindowsCE操作平台的多任务、按优先级分时操作的功能，以线程为单位对在工程作业中实时性强的关键任务和实时性不强的非关键任务进行分时并行处理，使嵌入式PC机广泛应用于工程测控领域成为可能。

丰富、生动的多媒体画面 MCGS嵌入版以图像、图符、报表、曲线等多种形式，为操作员及时提供系统运行中的状态、品质及异常报警等相关信息；用大小变化、颜色改变、明暗闪烁、移动翻转等多种手段，增强画面的动态显示效果；对图元、图符对象定义相应的状态属性，实现动画效果。

完善的安全机制 MCGS嵌入版提供了良好的安全机制，可以为多个不同级别用户设定不同的操作权限。此外，MCGS嵌入版还提供了工程密码，以保护组态开发者的成果。

强大网络功能 MCGS嵌入版具有强大的网络通讯功能支持串口通讯，Modem串口通讯、以太网TCP/IP通讯，不仅可以方便快捷的实现远程数据传输，还可以通过Web浏览功能，在整个企业范围内浏览监测到整个的生产信息，实现设备管理和企业管理的集成。

多样化的报警功能 MCGS嵌入版提供多种不同的报警方式，具有丰富的报警类型，方便用户进行报警设置，并且系统能够实时显示报警信息，对报警数据进行存储与应答，为工业现场安全可靠地生产运行提供有力的保障。

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表5.1 FX系列参数表

对应数据对象 通道类型 SN 只读X00000 SA 只读X00001 SB 只读X00002 SC 只读X00003 SFW2 只读X00004 SFW3 只读X00005 SFW4 只读X00006 SFW5 只读X00007 SBW2 只读X00010 SBW3 只读X00011 SBW3 只读X00012 SBW4 只读X00013 SBW5 只读X00014 YV2 读写Y00000 YV3 读写Y00001 YV4 读写Y00002 YV5 读写Y00003 M 读写Y00004

图5.6 设备属性图

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5.5 组态监控功能概述

通过对组态的画面与通讯参数的设置之后就可以对材料分拣系统进行监控了。当材料库里有材料时，相应指示灯开始闪烁。同时传送带的指示灯也闪烁，表明传送带在工作。SA、SB、SC分别为电感传感器、电容传感器、颜色传感器的指示灯，当材料分拣系统感应到对应的材料时指示灯开始指示。SBW2、SBW3、SBW4、SBW5的指示灯在汽缸动作时熄灭，当汽缸复位时灯变亮。YV2、YV3、YV4、YV5为电磁阀的指示灯，当电磁阀动作时对应的指示灯变亮。

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6 系统应用及调试

材料自动分拣系统中传感器占了较重要的位置，电感传感器、电容传感器、颜色传感器以及备用传感器的调试显得尤为重要。另外，在PLC软硬件设计完成后，应进行调试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方，因此在将PLC连接到现场设备之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。最后，MCGS组态仿真软件在使用前也需要仔细的进行检查，设置好相关参数。

6.1 系统硬件调试

1． 电感传感器的调试

在电感传感器下方的传送带上，放置铁质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铁质材料的检出点。

2． 电容传感器的调试

在电容传感器下方的传送带上，放置铝质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铝质材料的检出点。

3． 颜色传感器的调试

通电状态下，在颜色传感器下方的传送带上，放置带有某一颜色料块，调节传感器上的电位器，观察窗口中红绿（或蓝）指示灯，当两灯恰同时发光时，该灵敏点即为料块颜色检出点。（注：顺时针旋转检测色温向低端移动，否则反之）

6.2 系统软件调试

将所编写的梯形图程序进行编译，通过上下位机的连接电缆把程序下载到PLC中。刚编好的程序难免有这样那样的缺陷或错误。为了及时发现和消除程序中的错误，减少系统现场调试的工作量，确保系统在各种正常和异常情况时都能作出正确的响应，需要进行离线测试，既不将PLC的输出接到设备上。按照控制要求在指定输入端输入信号，观察输出指示灯的状态，若输出不符合要求，则查找原因，并排除之。

PLC程序上机调试中遇到一些困难，但经过潜心钻研，解决了相关问题。下图6.1和6.2为上机调试图。

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图6.1 PLC上机程序调试效果图

图6.2 PLC联机调试接线图

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6.3 系统整体调试

将设备接入PLC，进行联机调试，看是否满足要求，如果不满足要求，可通过综合调整软件和硬件系统，直到满足要求为止。

下图6.3为材料自动分拣机全机图。

图6.3 材料自动分拣机

6.4 材料自动分拣系统的应用设计分析

材料自动分拣系统的应用可以大大提高企事业单位该环节的生产效率，故广泛应用于社会各行各业，如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库??。以机场行李自动分拣系统为例，浅析材料自动分拣系统在现实行业中的应用情况。

在大型的国际机场，客运繁忙，一分种内就会有若干架飞机起飞或降落。为了能够满足这种起降频率，提高工作效率，自动分拣旅客的行李就显得十分重要。目前采用的方法是将条码贴在旅客行李上，然后采用条码识别系统来进行行李的自动分拣。为了能够高效率地识别皮带式或托盘式输送带上的行李条码，需要包括条码阅读器、控制器及安装构架等在内的一套阅读系统。

T形码和长条形(Linear)码是目前在行李上常使用的条码类型。由于其组成形式的不同，Linear码比T形码难检测。所以Linear码的识别系统会比T形码识别系统多使用4—6个条码识读器，并采用更密集的条码识读器安装方式。但

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T形码易受外界因素，如输送带传送过程，印刷过程等的影口向。一般来讲可使用Linear码识别系统来检测T形码，并且能使识读率提高3％-7％。

1998年6月1日正式启用的香港新国际机场内安装的28套行李自动分拣系统，采用了SICK公司的ALIS(AirportLuggageldentificationSystem)系统，共400多个条码识读器。此机场行李输送带的类型为皮带式，其宽度为lm，运行速度为1．8m／so需检测的条码的类型为T形码此系统为用于检测T形码的识别系统，包括了360~环绕安装的16个条码识读器，1个控制器及铝材质的安装构架。下面以此系统为例，介绍一下如何利用条码和条码识别系统来进行机场行李的自动分拣。

ALIS系统是一个全自动的条码识读系统。根据用户的不同要求，此系统最多由24个条码识读器，一个控制器，一些用来检测行李位置和外形的光电开关及安装和固定条码识读器的构架组成。分拣系统的框图如图3所示。下面分别介绍此系统的硬件和软件。 1. 控制器

工控机，供电单元，光电耦合器及一些接口元件被放置在一个控制柜内作为此系统的控制器。控制器与工控制的结合，易于编程。系统接口部分完全自诊断，并能满足用户的具体要求。控制器作为些系统的控制中心所列部件相连接。 此控制器具备下述特点：

1).通过检测外部光电开关传送的数字输入信号，可获取条码识读器的识读距离；

2).可动态控制条码识读器的识读距离； 3).可查询所有条码识读器的检测结果；

4).可分析单个条码识读器的验测结果，确定最后的正确检测结果； 可与主机通讯；

5).可统计一段时间内的检测结果；

6).对整个系统监测，并可将检测数据存储到硬盘； 7).使用LCD显示系统状态和数据统计结果。 2． 条码阅读器

用于ALIS系统条码检测的识读器是直接获取条』码内容的传感器。它的性能好坏直接影响着整个系统的检测可靠性。一般来讲，与其它工业生产线上的识读器相比，它应具备更宽的读取距离范围，更高性能的条码识读能力及具备自动调焦等功能。SICK的 CLV490，由于采用了专利的测频技术采测量与物体之的距离，使它能够实现焦距的实时自动调节，使得送带上行李大小的变化不影口向检测。另外，以下特也大大提高了检测的可靠性：

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1)扫描的倾斜角度范围为-45度—+45度，使条码的位置倾斜对扫描性能没有影响；

2)条码扫描的分辨率为0．3-0．5mm，识读距离可达2.2m；

3)具有实时译码器和专利的\条码识别功能，大大提高了检测的可靠性，使它能够识读被部分损坏，污损或被部分覆盖的条码 4)扫描角度可高达60度；

5)扫描频率最高可达1200Hz(600到1200Hz之间可调)，适合高速运行的输送带；

6)可连接到CAN总线，适合不同用户对系统的要求；

7)4个可编程设定的输出及5个可编程设定的输入，方便用户； 8)与主机的通讯接口为RS232／422／485；

9)IP65防护等级的接线插头具一体化的参数存储器(EEPROM)，使得在进行条码识读器的替换时，只需插上接口插头而不必重新设置参数。

一般来讲，行李分拣系统都会以LCD的形式显示有关系统状态、统计数据和诊断结果的信息。ALIS系统主菜单下的分菜单包括实时信息和统计信息两大类。实时信息包括系统状态，单个条码识读器状态，输入/输出状态及位置信息4个分菜单，统计信息包括条码识读器日统计数据，日统计数据，主机统计数据及总统计数据，日统计数据，主机统计数据及总统计数据4个分菜单。这种菜单结构清晰可见，方便系统管理员随时查阅实时状态和统计结果，轻松掌握整个系统的运行情况。

1).系统状态显示了条码及与主机通讯的实时状态； 2).数据I/O信号显示了输入和输出信号的逻辑状态；

3).单个条码识读器的状态显示了单个条码上次识读数据，正确识读率及错误代码在内的运行数据；

4).每100次识读后的统计信息就会被传送到主机。内容包括单个识读器的正确识读率，总正确识读率等；

5).总统计信息，包括总的正确识读率和单个识读器的统计数据； 6).日境计数据显示了近20日内每日的总识读数及正确识读率等信息； 7).单个条码识读器的统计数据显示了近30日内每一条码识读器的正确识读率等信息；

8).位置信息以曲线图的形式显示了正在检测的条码在行李上的位置。

从以上介绍我们可以看到，机插行李自动分拣系统通过采用多个条码识读器来提高测量的可靠性，(一般大于95％)。由于对机场高工作效率的要求，希望此系统最好是一个免维护的系统，大多数系统都能够达到这个要求，但周期性的

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清洁工作还是必要的，尤其对于安装在输送带下方的条码识读器。使用吹风机就是一个很好的清洁手段。为了能够使清洁工作更加便利，ALIS的控制器中内置了一个闸值控制Ie，当某个识读器的正确识读率小于设置的阀值时，就会有一个清洁报警信号输出。

综上所述，材料自动分拣系统在21世纪的工业自动化生产中占有的比重是日益增加的，研究材料自动分拣系统的前景也是相当光明。

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7 总结

这次的毕业设计制作过程中，感触最多的就是知识面的匮乏，此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。从最初的选题，开题到选型、制作直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改PLC程序，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。

实际的设计工作中，出现了不少难题：传感器很容易受到外界因素的干扰；PLC的选型以及程序的设计；组态仿真调试监控等。通过多次试验与实践，以上问题基本上得到了解决。

根据自动分拣系统的任务书，由于时间的仓促和知识面的狭窄，导致了一些性能没有达标。如传感器模块，没有使用到光电传感器测量尺寸，也没有扎实的去学习气动装置的相关知识，进一步的提高材料自动分拣系统的输出性能。

如何进一步提高材料自动分拣系统的控制性能，工作展望如下:

一、进一步提高传感器的性能，找出一系列可靠的参数，实现系统的稳定。 二、进一步研究PLC在材料自动分拣系统的核心控制能力，努力改进出更精简更实效的程序。

三、进一步分析MCGS组态仿真软件材料自动分拣系统中的调试监控能力。 四、进一步分析研究各种分拣系统地优劣，比如以PLC为控制核心的材料自动分拣系统和以RAM芯片为控制核心的材料自动分拣系统，提高材料分拣系统的综合性能，研究出对现代工业更加有用的材料自动分拣系统。

毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的编写程序的能力，懂得了许多经验功能的应用，获得是前人不懈努力的结果。同时，加深了对组态软件的认识，能熟练使用MCGS对系统进行监测和控制。

在材料自动分拣系统的研究中，我进一步了解了物料自动分检控制系统的用途及工作原理，熟悉了物料自动分检控制系统的设计步骤，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。

这次实践是对自己大学三年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人，为中国工控事业的发展尽绵薄之力。

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参考文献

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