基于三菱PLC的药箱分拣系统设计

基于三菱PLC的药箱分拣系统设计

一、选题简介、意义

自动分拣系统是第二次世界大战后再美国、日本和欧洲的物流配送中心广泛采用的一种分拣系统。自动分拣系统机是自动分拣系统的一个主要设备。它本身需要建设短则40-50米，长则150-200米的机械传输线，还有配套的机电一体化控制系统、计算机网络及通信系统等，这一系统不仅占地面积大，（动辄20000平方米以上），而且还要建3-4层楼高的立体仓库和各种自动化的搬运设施（如叉车）与之相匹配，这项巨额的前期投入通常需要花10-20年才能收回。

基于PLC的药箱分拣系统就是在生产线上进行分拣的系统。能够帮助生产线的工作人员在最短的时间内从生产的流水线上中准确找到要存放的药箱，并将药箱按配送地点的不同运送到不同的理货区域，以便装车配送。

采取基于PLC的药箱分拣系统有以下几点优点。1、能够连续、大批量地分拣药箱。由于采用生产中的流水线自动作业方式，自动分拣系统不受气候、时间、人的体力等的限制，可以连续运行，同时由于自动分拣系统单位时间分拣件数多，因此自动分拣系统的效率比分拣人员要高出很多。2、分拣误差率极低。自动分拣系统的分拣误差率大小主要取决于所输入分拣信息的准确信大小，这又取决于分拣信息的输入机制，如果采用人工键盘或语音识别方式输入，则误差率在百分之3以上，如采用条形码扫描输入，除非条形码的印刷本身有差错，否则不会出错。3、分拣作业基本实现无人化。自动化分拣系统的目的之一就是为了减少人员的使用，减轻员工的劳动强度，提高人员的使用效率，因此自动分拣系统能最大限度地减少人员的使用，基本做到无人化。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

（一）主要内容：

本课题是以实际需求出发，以PLC为基础开发药箱分拣系统

（二）要解决的问题：

1、药箱分拣系统的总体设计；

2、药箱分拣系统的硬件构成；

3、药箱分拣系统的软件设计；

4、药箱分拣系统的人性化；

（三）预期目标：

根据项目要求，药箱分拣系统必须实现分拣系统的总体设计、硬件设计和软件设计。

（四）研究步骤：

本课题共分为四个阶段：

第一阶段：发现问题，查阅资料，确定问题，确定课题方案，完成开题报告；

第二阶段：完成系统架构，进行总体结构的设计；

第三阶段：进行系统硬件与软件的设计；

第四阶段：整理技术资料，准备论文答辩；

（五）工作方法及措施：

工作方法：根据要求一步一步的设计并进行试验

措施：基于在学习经验和在学校学习所得，在指导老师的指导下，以PLC为基础，设计开发药箱分拣系统。

第一章引言..................................................................................................................1

1.1 课题来源和意义...............................................................................................1

1.2 国内外生产线分拣方式和现状...................................................................... 2

1.3 本文的主要内容...............................................................................................2

第二章药箱分拣系统的控制要求.............................................................................3

2.1药箱分拣系统的控制要求..............................................................................3

第三章药箱分拣系统的硬件设计.............................................................................5

3.1 PLC的输入输出端子分配...............................................................................5

3.2药箱分拣系统的电气原理图...........................................................................6

3.3条形码阅读器的介绍与PLC的连接..............................................................7

3.3.1 条形码阅读器的介绍............................................................................7

3.3.2条形码阅读器与PLC的连接...............................................................7

第四章药箱分拣系统的软件设计.............................................................................9

4.1 方案总流程图..................................................................................................9

4.1 PLC梯形图.....................................................................................................11

第五章总结..............................................................................................................20

第六章致谢..............................................................................................................21

第七章参考文献......................................................................................................22

第八章附录目录......................................................................................................22

总结

药箱自动分拣采用可编程PLC进行控制，相比于以往的人工分拣有着很多的有点。自动化的分拣系统不仅可以持续不断的分拣流水线上货物，而且条形码分拣的误差几乎是不存在。自动化的分拣系统在很多的领域中都有着广泛的应用，所以设计一个好的分拣系统对一个企业来说是十分重要的。

本次的分拣系统，我通过条形码阅读器扫描药箱上的条形码将药箱从皮带流水线上分拣出来并且按照药箱所对应的楼层运送到不同楼层。不同的生产线对应要分拣的货物也是不相同的，分拣的要求也是各有差异，我们只要能够根据分拣对象的不同，设计不同的分拣方式，就能够设计出一个自动化分拣系统。

本次的自动化分拣药箱系统中的分拣判断是由PLC来控制，能够通过条形码阅读器扫描，PLC判断完成药箱信息来分拣并且将能够通过升降机构将药箱送达不同的楼层。在设计本次的毕业设计的过程中，我对条形码阅读器分拣的应用方面有了比较广泛全面的认识，同时也熟悉了PLC在控制方面的运用，通过了解PLC基本工作原理，条形码阅读器与PLC之间无协议通信的基础上，设计出了本次PLC控制应用条形码阅读器分拣的分拣系统。

本次的自动化分拣药箱系统，我设置了自动化模式和手动话的模式，方便生产流水线上的操作。如果可以的话，还可以通过触摸屏技术实现远程操作。

本次的毕业设计我是设计出了一套基于PLC的药箱分拣系统，但是都只是理论上的设计，并没有经过实际，所以还是肯定存在着实际分拣时存在问题的风险。PLC要与条形码阅读器之间的创建通信连接，必须要经过通信协议方面的设定。因为自己在平时的学习中对编程指令掌握的不熟练，在编程的时候就遇到了如何将条形码扫描器扫描到的数据传送到PLC内这一难题，最后通过查找资料知道RS串行数据传送指令可以进行PLC与外部设备进行串口通讯，这是我从来没有遇到过的指令。在通过查找资料和老师的帮助，我对条形码阅读与PLC之间的无协议通信以及程序中的RS指令有了一定的了解。

本次的药箱分拣系统我觉得存在着一些可以改进的地方。现在的自动化水平是越来越高，我们也应该设计在确保安全和稳定可靠的前提下更自动化的生产线。如果在本次的药箱分拣系统中加入变频器技术，触摸屏技术，视觉检测技术，我相信系统会更加完善。应用变频器技术来控制电机的运转速率，确保流水线上药箱运动的速度。应用触摸屏技术可以更加方便操作，也可以通过触摸屏来设置药箱上条形码所对应楼层。通过改变触摸屏上的参数设定，下载到PLC就可以适应于不同药箱分拣，更加的便捷。药箱是随意放在皮带流水线上过来的药箱上的条形码的方向也是不全相同，到达条形码阅读器扫描时也要人工进行扫描，比较麻烦。要是能够在药箱到达条形码阅读器扫描之间，应用视觉检测技术去检测药箱所摆放的位置，通过调整的方式使得条形码方向都保持一致，这样就可以把条形码阅读器固定在检测工位上，当药箱到达条形码阅读器扫描条形码位置以后自动扫描。分拣系统涉及到的知识实在是太多太多，能够将合理的将变频器，PLC，触摸屏等等技术结合在一起才能更好的实现流水线上的自动化，基本做到无人化。

通过本次设计我发现自己在有些地方的欠缺以及有些理论知识的不过熟悉。在这次设计中，我发现自己对程序的控制要求不是完全的透彻，所以在设计程序的时候考虑的不够完善，经过不断的修改才实现了所要求的控制要求。实习期间，平时都是看着工程师设计PLC控制的流水线项目。但是真的到自己去设计一个药箱分拣系统的时候，才发现自己考虑的是不够完善的，总是存在多多少少的问题。但是，通过了这次的药箱分拣设计，我一定会在以后的工作中更加努力去学习，思考系统的细节问题。当然在设计一个系统的时候除了要有全面的考虑也应该掌握系统所涉及到的知识。通过这次设计，我明白了学习PLC时不应该只关注与PLC自身，还要能够结合实际将PLC应用于实际。只有结合了实际才能够更好的去应用PLC学习到更多的知识。

参考文献

【1】三菱PLC编程速学与快速应用/高建设，陶征，张瑞编著；北京：电子工业出版社，2012.7

【2】三菱FX系列PLC编程速成全图解/韩相争编著.-北京；化学工业出版社，2015.6

【3】现在气动元件和系统/吴晓明等编著.-北京；化学工业出版社，2014.5

【4】）孙宪明，基于一般条形码阅读器实现PLC数据采集与识别的应用设计，《自动化技术与应用》2007年第26卷第8期