1.概述

      垂直分揀機(jī)是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)物料同時(shí)進(jìn)行多口多層連續(xù)的垂直分揀。自動(dòng)化、信息化以及方便地系統(tǒng)集成是目前物流行業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)?；谝陨夏康?，提供以施耐德電氣的小型控制器Twido 為中心整體解決方案。

      通過Twido控制器內(nèi)置的以太網(wǎng)通訊口，和上位監(jiān)控機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換。同時(shí)根據(jù)本系統(tǒng)控制工藝的特點(diǎn)，在每層配置分布式I/O控制模塊，通過CANopen分布式控制總線和Twido主機(jī)進(jìn)行通訊，構(gòu)成方便、可靠的分布式I/O控制系統(tǒng)。

2.本系統(tǒng)特點(diǎn)

1) 施耐德TWDLCAE40DRF控制器內(nèi)置以太網(wǎng)通訊 口,可以方便的進(jìn)行以太網(wǎng)通訊，極高的通訊速度（100/M, 10/M）使PLC與上位機(jī)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換變得簡(jiǎn)單。同時(shí)內(nèi)置的以太網(wǎng)口使PLC和上位機(jī)的硬件配置不需要增加任何的額外成本，經(jīng)濟(jì)性能非常優(yōu)越。

2) 控制系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)的接口。應(yīng)用Twido的分布式I/O功能，方便的實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化。每層控制選用標(biāo)準(zhǔn)的分布式I/O單元（基于CANopen的分布式單元 ：OTB1C0DM9LP），分布式總線結(jié)構(gòu)使硬件接線和軟件編程更加簡(jiǎn)單、輕松。系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)使控制具有強(qiáng)大的擴(kuò)展能力。

3) 施耐德Twido 可編程控制器的以太網(wǎng)功能和分布式I/O結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化成為可能。針對(duì)物流控制的特點(diǎn)，垂直分揀機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)單元，需要預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)的接口，同上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件的標(biāo)準(zhǔn)接口。整個(gè)系統(tǒng)預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)的接口，具有極強(qiáng)的兼容性。

3.系統(tǒng)流程描述

      垂直分揀機(jī)功能是實(shí)現(xiàn)多口多層連續(xù)的物料垂直分揀。通過提升機(jī)構(gòu)不斷升高、下降的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。物料在指定的層、口進(jìn)入分揀機(jī)的隔板上。隨著隔板的提升、下降動(dòng)作到達(dá)指定的層、口，根據(jù)上位計(jì)算機(jī)或程控器的設(shè)定，物料從提升機(jī)中送出，進(jìn)入輸送帶。整個(gè)工藝進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)。

      分揀機(jī)控制系統(tǒng)由上位計(jì)算機(jī)（或HMI）、Twido控制器、現(xiàn)場(chǎng)CANopen總線的分布式I/O模塊、以及變頻器、編碼器等構(gòu)成。

垂直分揀機(jī)的控制系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

控制流程說明(詳見流程圖)：

(1) 主要工作流程如下：分為進(jìn)物料和出物料兩部分進(jìn)行平行處理

(2) 控制數(shù)據(jù)的設(shè)定：根據(jù)系統(tǒng)要求，可以通過網(wǎng)絡(luò)由外部系統(tǒng)的主控單元設(shè)定數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)傳輸至Twido控制器。也可以由上位機(jī)軟機(jī)根據(jù)工藝直接進(jìn)行設(shè)定。

(3) 控制功能的實(shí)現(xiàn)：物料由傳送帶送至入口處，PLC采集上位機(jī)信息，或根據(jù)內(nèi)部邏輯控制，把物料送入提升機(jī)，到達(dá)指定位置，同時(shí)把該物料和隔板位置進(jìn)行綁定，隨著隔板的運(yùn)動(dòng)，PLC內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行數(shù)列移位處理。到達(dá)指定出口升起提升機(jī)氣缸，送物料至出口。

4.控制要求分析及實(shí)現(xiàn)

1) 基于物流行業(yè)的特點(diǎn)，要求控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息化、模塊化以及分布式控制和預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)接口。施耐德Twido控制器，通過內(nèi)置以太網(wǎng)、MODBUS通訊口以及現(xiàn)場(chǎng)總線的功能方便的實(shí)現(xiàn)以上功能。

2) 提升機(jī)工作的安全可靠性。本系統(tǒng)高速工作時(shí)，低故障率是所有控制的前提，通過不同的安全檢測(cè)元器件實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。包括：入口、出口物料位置的檢測(cè)；物料進(jìn)入提升機(jī)位置的檢測(cè)；提升機(jī)內(nèi)工作氣缸位置的檢測(cè)；以及物料是否完全送出位置的檢測(cè)。同時(shí)配置編碼器檢測(cè)隔板傳感器的安全性。

3) 物料和隔板位置的綁定處理：
物料從指定入口進(jìn)入，同時(shí)和該隔板進(jìn)行綁定。利用Twido的數(shù)據(jù)寄存器功能可以很方便的實(shí)現(xiàn)此功能。


      每個(gè)隔板綁定一對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)移位寄存器，16只隔板和16個(gè)數(shù)據(jù)寄存器一一對(duì)應(yīng)，寄存器隨著隔板的提升同步進(jìn)行數(shù)列移位。

      提升機(jī)工作時(shí)，隔板每提升一個(gè)位置，數(shù)據(jù)寄存器的值加1（當(dāng)前隔板號(hào)加1）。當(dāng)前隔板號(hào)等于該貨物的出口隔板號(hào)（即出口4對(duì)應(yīng)的隔板位置10）時(shí)，貨物在該出口輸出，同時(shí)寄存器清0，表明該隔板目前沒有綁定貨物。

      Twido可編程控制器具有停電保持功能，重新上電開機(jī)后，系統(tǒng)繼續(xù)正常工作，不需要手工操作，取出提升機(jī)中的貨物。大大提高生產(chǎn)效率。

5.系統(tǒng)總結(jié)

      垂直分揀機(jī)采用施耐德控制系統(tǒng)解決方案，Twido程控器內(nèi)置了以太網(wǎng)通訊口、MODBUS通訊口，同時(shí)具有分布式I/O總線功能，實(shí)現(xiàn)了分揀機(jī)控制系統(tǒng)信息化、模塊化以及分布式控制和預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)接口的要求。經(jīng)濟(jì)上也更合理。施耐德系列產(chǎn)品良好的兼容性，以及產(chǎn)品優(yōu)異的性能使控制變得更加簡(jiǎn)易、高效和穩(wěn)定。