劉玉均

摘要：基于物流企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的需求，以西門子S7-200 PLC為核心處理器聯(lián)合MCGS昆侖通泰觸摸屏設(shè)計(jì)物流包裹自動(dòng)分揀及倉儲(chǔ)管理組態(tài)系統(tǒng)。文章首先闡述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求，其次對(duì)系統(tǒng)的硬件模塊和電氣接線設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)述，最后分析了運(yùn)用MCGS設(shè)計(jì)系統(tǒng)組態(tài)的方法。本系統(tǒng)包含物流包裹分揀和倉儲(chǔ)管理兩個(gè)組態(tài)界面，能夠通過遠(yuǎn)程觸摸控制的方式實(shí)現(xiàn)物流企業(yè)包裹的精準(zhǔn)分揀和倉儲(chǔ)管理，并具有掉包報(bào)警、倉儲(chǔ)容量監(jiān)測(cè)顯示、分揀過程化控制、分揀運(yùn)行狀態(tài)指示等功能，能夠提升物流企業(yè)包裹分揀和倉儲(chǔ)管理的自動(dòng)化水平，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：物流企業(yè);西門子S7-200 PLC;自動(dòng)化分揀;倉儲(chǔ)管理;組態(tài)設(shè)計(jì)

1 ?系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求

傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下物流企業(yè)對(duì)包裹分揀和倉儲(chǔ)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(dòng)化生產(chǎn)水平的提升?，F(xiàn)代物流企業(yè)分揀和倉儲(chǔ)包裹應(yīng)基于自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)，以促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的全面提升，提升企業(yè)在物流包裹分揀和倉儲(chǔ)管理的效率?；谖锪髌髽I(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的上述需求，本文基于PLC和組態(tài)控制設(shè)計(jì)一款物流包裹自動(dòng)化分揀及倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含硬件和軟件兩個(gè)部分，硬件部分以西門子S7-200 PLC為核心，外接各類傳感器、機(jī)械手、推包氣動(dòng)裝置、落料傳送裝置、報(bào)警指示裝置等;軟件部分包含系統(tǒng)運(yùn)行控制的梯形圖程序、組態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)等，本文對(duì)系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行了簡(jiǎn)述，重點(diǎn)介紹系統(tǒng)的監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì)流程和使用方法。

2 ?系統(tǒng)硬件模塊及電氣原理

2.1 系統(tǒng)硬件模塊

本系統(tǒng)在硬件組成上，包含核心處理器模塊、搬運(yùn)分揀模塊、倉儲(chǔ)運(yùn)輸檢測(cè)模塊、組態(tài)控制模塊和報(bào)警指示模塊。具體的系統(tǒng)硬件模塊組成結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

其中，核心處理器模塊采用西門子S7-200型PLC，搬運(yùn)分揀模塊由機(jī)械手、歐姆龍CX-441型落料檢測(cè)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(chǔ)運(yùn)輸模塊由三項(xiàng)異步電機(jī)、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(bào)警指示模塊由喇叭、LED指示燈組成。

2.2 系統(tǒng)電氣接線設(shè)計(jì)

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(shí)別，根據(jù)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和主要功能模塊的設(shè)計(jì)思路，將本系統(tǒng)的電氣接線設(shè)計(jì)如下：

①輸入端口接線。I0.0-I0.1分別接系統(tǒng)啟動(dòng)和停止開關(guān);I0.2接落料檢測(cè)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(shí)別不同顏色的包裹;I0.6接電磁閥;I0.7接機(jī)械手運(yùn)動(dòng)檢測(cè)傳感器;I1.0之后的端口連接倉庫內(nèi)的各JG-3D-30NK光電傳感器，用于倉儲(chǔ)容量監(jiān)測(cè)。

②輸出端口接線。Q0.0接喇叭，用于輸出聲控報(bào)警信號(hào);Q0.1-Q0.2分別接系統(tǒng)運(yùn)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(dòng)作線圈;Q0.6接三相異步電動(dòng)機(jī)輸出線圈;Q0.7之后的端口連接倉儲(chǔ)容量指示燈。詳見圖2。

3 ?系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)方法

3.1 ?建立包裹分揀組態(tài)界面

如圖3所示為運(yùn)用MCGS嵌入版組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包裹分揀組態(tài)界面，整個(gè)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(shè)計(jì)的方法為：

①指示模塊。打開MCGS“工具箱”-“對(duì)象元件庫管理”-“指示燈”-“指示燈3”，選擇并拉取3個(gè)指示燈，繼續(xù)打開“工具箱”-“標(biāo)簽”，選取3個(gè)標(biāo)簽，分別輸入“運(yùn)行指示”、“停止指示”和“報(bào)警指示”。

②按鈕模塊。打開MCGS“工具箱”-“標(biāo)準(zhǔn)按鈕”，選擇并拉取3個(gè)按鈕，在按鈕“基本屬性”-“文本”中分別輸入“啟動(dòng)系統(tǒng)”、“停止系統(tǒng)”和“倉儲(chǔ)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(gè)輸入框，繼續(xù)“工具箱”-“標(biāo)簽”，選取3個(gè)標(biāo)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(gè)標(biāo)簽分別與3個(gè)輸入框做“合成單元”處理。

3.2 建立包裹倉儲(chǔ)組態(tài)界面

如圖4所示為運(yùn)用MCGS嵌入版組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包裹倉儲(chǔ)管理組態(tài)界面，整個(gè)界面包含按鈕模塊和包裹倉儲(chǔ)數(shù)量監(jiān)控模塊兩部分，各模塊設(shè)計(jì)的方法為：

①按鈕模塊。打開MCGS“工具箱”-“標(biāo)準(zhǔn)按鈕”，選擇并拉取3個(gè)按鈕，在按鈕“基本屬性”-“文本”中分別輸入“啟動(dòng)系統(tǒng)”、“停止系統(tǒng)”和“分揀界面”。

②包裹倉儲(chǔ)數(shù)量監(jiān)控模塊。打開MCGS“工具箱”-“輸入框”，選擇并拉取4個(gè)輸入框，繼續(xù)“工具箱”-“標(biāo)簽”，選取4個(gè)標(biāo)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(gè)標(biāo)簽分別與4個(gè)輸入框做“合成單元”處理。

3.3 設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫

設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的目的在于將兩個(gè)組態(tài)界面中的控件與數(shù)據(jù)對(duì)象建立起一一對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，以便于后期在組態(tài)設(shè)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(guān)系，實(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫如圖5所示，根據(jù)3.1和3.2的設(shè)計(jì)思路，共包含17個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，各數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)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(shè)置。建立完實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫后，在MCGS設(shè)備窗口中點(diǎn)擊“設(shè)備組態(tài)”-“設(shè)備工具箱”-“通用串口父設(shè)備”-“西門子_S7200 PPI”， 再根據(jù)系統(tǒng)電氣接線原理圖和組態(tài)控件設(shè)計(jì)情況，建立起各組態(tài)控件和S7-200 PLC之間的通道關(guān)聯(lián)，至此才算完成整個(gè)系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)。

4 ?結(jié)語

綜上所述，運(yùn)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(chǔ)組態(tài)兩個(gè)界面，能夠運(yùn)用在現(xiàn)代物流企業(yè)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同顏色包裹的分揀和倉儲(chǔ)管理。在實(shí)際應(yīng)用中，物流企業(yè)只需要根據(jù)來源地對(duì)包裹進(jìn)行簡(jiǎn)單的顏色標(biāo)識(shí)后，便可運(yùn)用本系統(tǒng)進(jìn)行分揀和倉儲(chǔ)管理，有利于物流企業(yè)的現(xiàn)代化和自動(dòng)化管理水平的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]王樂.基于組態(tài)軟件和PLC的物流輸送系統(tǒng)監(jiān)控探討[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2015（07）：124-125.

[2]盧茂龍.通用組態(tài)軟件與物流控制系統(tǒng)[J].信息化建設(shè)，2016（04）：102.

[3]田志勇，裘信國(guó).基于PLC與RFID的物流自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代制造工程，2020（03）：157-160.