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摘要：物料分拣机在物流中心、企业生产及自动化仓库中得到广泛的应用，其自动化控制系统设计是当前重要的研究方向。本文对某物联分拣机自动化控制系统的设计进行了详细的介绍，以期能为类似系统设计提供参考。
关键词：物料分拣机；控制系统；设计
随着我国社会经济的快速发展以及工业化进程的不断推进，物流系统在商品生产中得到了越来越广泛的应用，并发挥着至关重要的作用。物料分拣机自动化系统能够实现无人工化作业，具有效率高、错率低、自动化程度高等优点，对其系统设计展开研究，提高系统自动化程度及效率是当前重要的研究方向。
1 分拣结构设计
分拣机设计如图1所示，结构由1条小型传送带，3个水平料槽，1台三相异步电动机，1个减速器装置，3个气缸，3个电磁阀，1个旋转编码器，2个光电传感器及3个磁性传感器等构成。
图2 分拣控制系统图
2 控制系统设计
系统设计如图2所示，计算机通过WINCC组态设计进行系统的控制与监视，224XP可编程控制器作为中间核心单元，与计算机通信，实现数据的交换，接受来自计算机的控制信号，传送状态信息给计算机。传感器主要用来检测外部信号，为PLC提供信息，从而驱动电动机与相应电磁阀动作，进而气缸执行相应动作。
3 系统程序设计
如图3所示为分拣物料程序设计顺序流程图，在编程软件step7编写材料分拣的程序。系统上电后，首先应完成自检，即所有执行器件都处于初始状态，变频器无输出，气缸处于缩回状态，自检结束后PLC等待来自计算机的起动信号，按下组态界面上的起动按钮，若检测料台有料，启动电机开始分拣，并记录数据，直至停止信号到来。
4 上位机监控设计
程序设计完成并下载到PLC中，为了使人机交互能力增强，对整个控制系统操控变得更简单、使用更方便，从而监控软件变得非常重要。能实现西门子S7－200系列PLC构成的程序控制系统的监控有3种方法供选择:其一是组态软件监控，其二是监控触摸屏监控，其三是第三方软件编制的监控软件。
本分拣控制系统，将使用西门子公司的功能强大的WINCC7.0组态软件进行组态监控设计，该组态软件是基于WINDOWS32位系统，具有功能强大、使用灵活、运行可靠的优点。
图3 分拣控制流程图
图4 PCACCESS中建立变量连接
西门子PPI通信协议是S7－200系列PLC最常用通信协议形式，然而WINCC中却没有集成此协议，因此WINCC与S7－200系列PLC不能直接通信。因而可以使用当前自动化工程中先进的OPC技术，处理人机交换界面与现场PLC进行数据交换的问题，完成数据通信，实现远程监控。PCACCESS软件是西门子推出专为S7－200PLC所作的OPC软件，它能向OPC客户提供数据，并且自带OPC测试客户端，能方便地进行通信与检测。数据传输组态前，首要任务是要建立好PCACCESS项目与现场使用的PLC内存地址一定要对应，当然连接的运行PLC内存地址都应在系统程序中使用，这样数据才有意义，本程序符号表中的符号地址与相应的PCACCESS项目中地址一致，组建结构变量连接数据如图4所示。
可以通过以下方式进行WINCC与PLC的通信，启动WINCC软件，在WINCC浏览树“变量管理”中添加OPC的驱动程序即可，打开“系统参数”添加S7200。OPCSERVER，再添加PCACCESS的项目，这样完成了与OPC服务器之间的通信联系。上述工作完成后，在WINCC软件组态时就可以找到OPC服务器中的项目，间接地调用了现场PLC内存数据。
WINCC监控界面如图5所示，包括主令信号起动、停止及清零材料计数按钮、工作台作业指示，其中准备好状态用黄灯，起动指示为绿灯，停止指示为红灯，另外配有材料计数功能。也可加入分拣过程模型图以及驱动电动机、各类检测传感器、工作气缸状态等的显示。当然想要达到监控的目的，要在组态界面使用的对象赋予变量，如变频器频率设定的连接变量等。使控制过程一目了然，为使用者提供方便。
5 系统调试和运行
通过USB/PPIMulTi-master Cable连接计算机与PCL通信口，通过PCACCESS建立连接，启动WINCC组态，点击起动按钮观察系统的工作情况，若程序运行正常，计数算法准确，此工作界面能够完整并可靠地映射出实际分拣的运行过程，此系统不但可以控制PLC的输入输出，还能实现工件的计数，同时具有拓展能力，例如电机速度滑动调节等功能，这些将根据实际需要进行灵活添加，达到用户满意的目的。
图5 实时监控界面
6 结语
综上所述，分拣效率的好坏直接关系到物流中心的整体效率以及企业的整体生产水平，而物料分拣机自动化控制系统的应用能够有效提高物料分拣效率，提高物流中心及企业的效益。本文设计了一种物料分拣机自动化控制系统，其性能良好、运行简便、成本较低，具有较高的可操作性，可供有关需要参考借鉴。
参考文献
[1] 吕慧敏.基于PLC控制的物料分拣仓储系统的设计与实现[J].中国现代教育装备.2016(09)
[2] 张莹.基于PLC的物料自动分拣控制系统设计[J].科技经济导刊.2016(33)
论文作者:陈伟华
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/15
标签：组态论文; 物料论文; 系统论文; 控制系统论文; 如图论文; 所示论文; 气缸论文; 《防护工程》2017年第20期论文;