基于plc的智能分揀裝置條形碼識別控制系統(tǒng)設計

0智能分揀裝置掃描功能設計隨著中國2025年的提出，從“中國制造”到“中國智能制造”的轉變逐漸加快。自動化、智能化、無人化的分揀裝置在郵電、物流、食品、化工等行業(yè)應用也變得非常廣泛。其中運用條形碼進行分揀的技術運用成為了最穩(wěn)定和高效的方式，是當前較為經(jīng)濟、實用的一種自動識別技術筆者通過對智能分揀裝置掃描功能設計，通過分析物品條形碼的組成，利用PLC控制整個系統(tǒng)，進行了分揀流程及程序設計，選配了合理的硬件系統(tǒng)，按控制系統(tǒng)設計要求進行裝配與調試，通過多次實驗調試均能達到控制要求。實現(xiàn)了產(chǎn)品準確、快速分的分揀功能，為貨物識別與分揀提供了一條有效的途徑。1物品分揀系統(tǒng)智能分揀機的結構與功能設計如圖1所示，通過掃碼器獲取物品上的條形碼信息，然后傳輸?shù)絇LC進行編譯和組合，并通過運行PLC預設程序的比較進行分區(qū)信號輸出到氣缸繼電器，從而驅動相應推料氣缸完成物品分揀2物品分區(qū)類別條形碼的組成與各部分的含義如圖2所示，在本智能分揀裝置中，需根據(jù)廠商自定代碼，將分類代碼9～12位的4位用來設置物品的分區(qū)類別。在掃描器掃到此條形碼的數(shù)值后，PLC程序可將對9～12位中的數(shù)值與程序設定的分區(qū)數(shù)值對比，如果對比成功則被分揀相應的分區(qū)，否則被傳送帶運到未分區(qū)處。3掃描和智能控制設備的原理自動智能分揀裝置主要利用PLC控制整個終端，首先需要設置PLC與掃碼器的通信格式4智能設備的堆棧準備和管理系統(tǒng)4.1掃碼器輸出到plc中掃碼分揀流程如圖3所示。打開啟動開關后，傳送帶開始工作，放在傳送帶的物體通過掃碼器時，掃碼品就會獲取到條形碼信號后輸出到PLC中，PLC對輸入的條形碼信號進行讀取、翻譯和排列組合4.2設備智能通信設置4.2.1plc與掃碼器的通訊掃碼器在與PLC進行通訊時必須要設定通訊協(xié)議。本智能分揀裝置選擇三菱PLCFX3U作為控制器，首先就要為無協(xié)議通信模式。因本條形碼掃描器接口為RS-232類型，通信協(xié)議完全由用戶由編輯的程序來控制。需要注意的是:當PLC處于RUN模式時才可允許無協(xié)議通訊模式，當PCL處于STOP模式時，無協(xié)議通訊通信口停止。在D8120中設置數(shù)值，要進行數(shù)據(jù)長度、奇偶校驗、波特率等的通信設定。PLC和掃碼器之間的通訊參數(shù)如下:8位數(shù)據(jù)位，偶校驗，1位停止位，波特率2400，無幀頭無幀尾，無協(xié)議模式。則D8120=H0067(H表示16進制)(0000000001100011)如圖4所示。4.2.2bmov快傳指令因智能分揀裝置的PLC與掃碼器之間連接采用無協(xié)議通信，通訊時需要使用RS指令。RS指令中K0表示不發(fā)送數(shù)據(jù)，K13表示接收13位數(shù)據(jù)，接收到數(shù)據(jù)存儲到D10中，再用BMOV快傳指令將后將數(shù)據(jù)從D10系統(tǒng)存儲區(qū)轉移到D100用戶使用存儲區(qū)，然后將M8123復位等待下次數(shù)據(jù)接收，如圖5所示。4.3智能恢復設備的編程4.3.1中再用bmov快傳指令程序RS指令將PLC接收到條形碼數(shù)據(jù)存儲到D10中，再用BMOV快傳指令將后將數(shù)據(jù)從D10系統(tǒng)存儲區(qū)轉移到D100用戶使用存儲區(qū)，然后將M8123復位等待下次數(shù)據(jù)接收，如圖6所示。4.3.2轉換為8-s111低8位的asc瑪HEX為ASCII轉換指令，即是將D108-D111低8位中的兩組ASCⅡ瑪轉換為一位十六進制數(shù)，存放到D200-D203里面去完成條碼信號的翻譯，如圖7所示。4.3.3d00-3g3的計算通過二進制的乘法與加法，將掃描到的數(shù)字進行排列組合。MUL為乘法指令，將D200-D203中的數(shù)分別乘以1、10、100、1000存放到D300-D303中。ADD為加法指令，將D300-303分別相加的和存放在D500中。掃到的條碼經(jīng)過轉換、乘以倍數(shù)、相加、就可以將條碼的前四位排列起來，如圖8所示。4.3.4掃碼比的設置將排列好的數(shù)字與設定數(shù)字進行對比輸出。CMP為比較指令，即D500中排列好了的條碼與用戶提前設好的K值(設置為分區(qū)號)做比較。如果D500中數(shù)值>K,M100輸出為1;如果D500中數(shù)值=K1，則M101(一區(qū))輸出為1;如果D500中數(shù)值=K2，則M201(二區(qū))輸出為1，如圖9所示。4.3.5plc控制回射線當被要求分區(qū)物體到達相應位置傳感器時，如果滿足PLC輸出條件，則PLC發(fā)出控制相應氣缸的Y信號，控制氣缸繼電器接收到信號即刻改變電磁換向閥通電狀態(tài)，氣缸開始動作，即推出物料到出料口。氣缸推料后延時縮回，等待PLC下一次輸出信號，從而實現(xiàn)物品的分區(qū)，如圖10所示。5智能設備的硬件設計5.1布置控制系統(tǒng)的輸入點通過對系統(tǒng)硬件電路的設計和分析，確定了本系統(tǒng)需要9個I口和6個O口，具體的I/O地址分配表如表1所列。5.2根據(jù)calleuxe輸入鉤子的連接綜合考慮系統(tǒng)的控制要求，選用FX3U系列PLC。并結合PLC的I/O地址分配圖，完成了系統(tǒng)的PLC硬件接線圖，如圖11所示。6物品分揀實驗結果按控制系統(tǒng)設計要求進行組裝，通過多次實驗調試均能達到控制要求。同時，為了能清晰地實時控制監(jiān)測，采用三菱PLC編程軟件GX-Works2設計智能分揀傳送帶控制臺從而實現(xiàn)此功能。如圖12所示。當智能分揀系統(tǒng)通電后，按下啟動按鈕SB1，系統(tǒng)隨即工作，物體被運送到掃碼器位置，停留2s后完成掃描信息后傳送帶繼續(xù)運轉。當物體到達相應的分揀位置傳感器時，感應器會輸出信號到PLC,PLC通過程序發(fā)出指令到相應的氣缸，氣缸推出物料到出料口。氣缸推料后延時縮回，等待PLC下一次輸出信號，從而實現(xiàn)物品的分區(qū)，實驗結果如表2所列。實驗表明通過掃碼器對物體的實時掃描能更加方便有效地實現(xiàn)物品的分揀，并具有高速、快捷、高效、穩(wěn)定等優(yōu)點。7掃描分揀裝置實驗模擬驗證通過掃描器對條形碼的識別和讀取，再由PLC對條形碼進行的編譯、排