1.概述

      垂直分揀機是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，實現(xiàn)物料同時進行多口多層連續(xù)的垂直分揀。自動化、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。基于以上目的，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)控機進行實時的數(shù)據(jù)交換。同時根據(jù)本系統(tǒng)控制工藝的特點，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主機進行通訊，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

1) 施耐德TWDLCAE40DRF控制器內(nèi)置以太網(wǎng)通訊 口,可以方便的進行以太網(wǎng)通訊，極高的通訊速度（100/M, 10/M）使PLC與上位機的數(shù)據(jù)實時交換變得簡單。同時內(nèi)置的以太網(wǎng)口使PLC和上位機的硬件配置不需要增加任何的額外成本，經(jīng)濟性能非常優(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單、輕松。系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)使控制具有強大的擴展能力。

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。針對物流控制的特點，垂直分揀機作為整個系統(tǒng)的一個單元，需要預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)的接口，同上位機監(jiān)控系統(tǒng)進行實時的數(shù)據(jù)交換，以及現(xiàn)場檢測元件的標(biāo)準(zhǔn)接口。整個系統(tǒng)預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)的接口，具有極強的兼容性。

3.系統(tǒng)流程描述

      垂直分揀機功能是實現(xiàn)多口多層連續(xù)的物料垂直分揀。通過提升機構(gòu)不斷升高、下降的回轉(zhuǎn)運動。物料在指定的層、口進入分揀機的隔板上。隨著隔板的提升、下降動作到達指定的層、口，根據(jù)上位計算機或程控器的設(shè)定，物料從提升機中送出，進入輸送帶。整個工藝進入下一個環(huán)節(jié)。

      分揀機控制系統(tǒng)由上位計算機（或HMI）、Twido控制器、現(xiàn)場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：分為進物料和出物料兩部分進行平行處理

(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。也可以由上位機軟機根據(jù)工藝直接進行設(shè)定。

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

4.控制要求分析及實現(xiàn)

1) 基于物流行業(yè)的特點，要求控制系統(tǒng)實現(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)場總線的功能方便的實現(xiàn)以上功能。

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

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


      每個隔板綁定一對應(yīng)數(shù)據(jù)移位寄存器，16只隔板和16個數(shù)據(jù)寄存器一一對應(yīng)，寄存器隨著隔板的提升同步進行數(shù)列移位。

      提升機工作時，隔板每提升一個位置，數(shù)據(jù)寄存器的值加1（當(dāng)前隔板號加1）。當(dāng)前隔板號等于該貨物的出口隔板號（即出口4對應(yīng)的隔板位置10）時，貨物在該出口輸出，同時寄存器清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，重新上電開機后，系統(tǒng)繼續(xù)正常工作，不需要手工操作，取出提升機中的貨物。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，同時具有分布式I/O總線功能，實現(xiàn)了分揀機控制系統(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易、高效和穩(wěn)定。