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1、引言
自动分拣系统(Automatic sorting system)是先进配送中心所必需的设施条件之一。它具有很高的分拣效率，通常每小时可分拣商品6000-12000箱，可以说，自动分拣机是提高物流配送效率的一项关键因素。
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。
物料分拣采用可编程控制器
PLC
进行控制，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。
PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业现场生产设备的微缩模型。
应用PLC技术结合气动、传感器和位置控制等技术，设计不同类型材料的自动分拣控制系统。该系统的灵活性较强，程序开发简单，可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求。
2、材料分拣装置结构及总体设计
要想进行PLC控制系统的设计，首先必须对控制对象进行调查，搞清楚控制对象的工艺过程、工作特点，明确控制要求以及各阶段的特点和各阶段之间的转换条件。
2.1、材料分拣装置工作过程概述
如图1所示为本分拣装置的结构示意图。
图1 材料分拣装置结构示意图
它采用台式结构，内置电源，有步进
电机
、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件，可与各类气源相连接。选用颜色识别传感器及对不同材料敏感的电容式和电感式传感器，分别固定在网板上，且允许重新安装传感器排列位置或选择网板不同区域安装。
系统上电后，可编程序控制器首先控制启动输送带，下料传感器SN检测料槽有无物料，若无料，输送带运转一个周期后自动停止等待下料；当料槽有料时，下料传感器输出信号给PLC，PLC控制输送带继续运转，同时控制气动阀5进行下料，每次下料时间间隔可以进行调整。物料传感器 SA为电感传感器，当检测出物料为铁质物料时，反馈信号送PLC，由PLC控制气动阀 1 动作选出该物料；物料传感器SB为电容传感器，当检测出物料为铝质物料时，反馈信号送PLC，PLC控制气动阀2动作选出该物料；物料传感器SC为颜色传感器，当检测出物料的颜色为待检测颜色时，PLC控制气动阀3动作选出该物料。物料传感器SD为备用传感器。当系统设定为分拣某种颜色的金属或非金属物料时，由程序记忆各传感器的状态，完成分拣任务。
2.2、系统的设计要求
系统的设计要求主要包括功能要求和控制要求。
2.2.1、 功能要求
材料分拣装置应实现基本功能如下：
，分拣出金属和非金属；
第二，分拣某一颜色块；
第三，分拣出金属中某一颜色块；
第四，分拣出非金属中某一颜色块；
第五，分拣出金属中某一颜色块和非金属中某块一颜色。
2.2.2、 系统的控制要求
系统利用各种传感器对待测材料进行检测并分类。当待测物体经下料装置送入传送带后，依次接受各种传感器检测。如果被某种传感器测中，通过相应的气动装置将其推入料箱；否则，继续前行。其控制要求有如下9个方面：
，系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲；
第二，电机运行，带动传输带传送物体向前运行；
第三，有物料时，下料汽缸动作，将物料送出；
第四，当电感传感器检测到铁物料时，推汽缸1动作；
第五，当电容传感器检测到铝物料时，推汽缸动作；
第六，当颜色传感器检测到材料为某一颜色时，推汽缸3动作；
第七，其他物料被送到SD 位置时，推汽缸4动作；
第八，汽缸运行应有动作限位保护；
第九，下料槽内无下料时，延时后自动停机。
3、控制系统的硬件设计
PLC控制系统的硬件设计，主要是根据被控制对象对PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备，选择合适的PLC类型，并分配I/O点。
PLC种类较多，主要有西门子、三菱、OMRON、FANAC、东芝等，但能配套生产，大、中、小、微型均有配套且目前用得广泛的的主要是西门子、三菱、OMRON的PLC。在实际工作过程中，需要对整个控制过程进行监控，运用组态软件(MCGS)建立其实际的模型，并进行动态画面的设定与数据报表的输出，完成一个较完整的监控界面。
3.1、 系统的硬件结构
设计系统的硬件结构框图，如图2 所示。
图2 系统的硬件结构框图
3.2、 系统关键技术
3.2.1、PLC的选择
根据上面所确定的I/ O 点数，且该材料分拣装置的控制为开关量控制。综合对比三菱FX系列（包括FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N等）、西门子系列、OMRON系列中I/O点数为32点各型号的PLC的价格、性能、实用场合等各方面，选择一般的小型机即可满足控制要求。本系统选用西门子公司的S7-200系列CPU226 型PLC。