摘要：随着自动化技术的不断发展, 物料自动分拣控制系统的应用更加普遍。物料自动分拣控制系统融合了自动化技术与传感器监测技术，是将生产线前方完成加工的各种不同种类材质的工件进行筛选分拣运输的系统，具有自动化程度高, 分拣误差率低，生产效率高的特点，是农副加工、食品、医药和电子、化工行业中不可缺少的重要组成部分。本综述中首先通过引言带出了现代发展需要物料分拣控制技术，然后又介绍了物料分拣控制系统国内外的研究现状，讲述了什么是分拣系统，物料分拣控制系统的发展概况和国内国外的物料分拣控制系统的发展差异与对比，接着再描述了分拣控制系统的组成和工作原理，从硬件方面的选取到系统设计，最后是物料分拣系统的控制原理，解释了各种不同的物料是怎么一步步的从进料口在传送带上被分拣、输送的。
关键词：plc；可编程控制器；传感器；物料分拣；控制系统
引言
随着近年来现代科技的进步，自动化技术不断发展，为了满足日益增加的物资与能源需求，工业生产和现代物流产业都需要与时俱进的科技来完成人类的工作，解放更多劳动力，并且提高生产效率，而物料分拣控制系统刚好可以在这些先进领域扮演重要的角色。物料分拣控制系统是将生产线前方完成加工的各种不同类型和材质的工件进行分拣的筛选分拣运输系统, 是化工、农副加工、食品、医药和电子、化工行业中不可缺少的重要组成部分[1]。传统的人工分拣方式分拣过程繁琐、劳动强度大、耗费时间长、分拣成本高, 直接影响到产品的质量和生产效率, 难以满足现代化生产的需要。相比人工分拣方式, 自动分拣技术有着无可比拟的优势。物料分拣的自动化与机械化不仅可以保护工作人员的人身安全，代替他们在高温，多灰尘甚至腐蚀环境工作，而且可以广泛用于各种制造，电子与轻工业部门。目前, 国内对自动分拣系统的研究仍处于起步阶段, 分拣系统有继电器--接触器控制方式，计算机控制方式和可编程控制器（plc）控制方式，现有的物料分拣系统大多采用继电器—接触器控制, 存在操作复杂, 动作迟缓, 精度不高, 稳定性差等缺陷。由于plc综合了自动控制技术，计算机技术和网络通信技术，且具有体积小，可靠性高，易安装，易操作，灵活性好等特点，所以选用可编程控制器（plc）设计物料分拣系统。
2 国内外研究现状
自动分拣系统(Automaticensp;sortingensp;system)在配送中心处于十分必要的地位。具有非常高的效率，一般来说每小时所分拣商品的数量达6000-12000箱不等，可以说，自动分拣作为能够提高物流分配、发送效率重要因素之一。也是二战后在许多国家例如日本等国家物流中心所广泛使用的一种自动分拣系统，目前，该系统已广泛的应用于发达国家的大中型物流中心。关于自动分拣系统的作业流程的描述如下：物流中心吸收供应商送来的各种商品，并且在最短时间内这把上述商品卸下,然后根据商品的种类、供应商和发送地点来准确分类，并将上述商品送到指定目的地，同时，如果供应商通知物流中心按自己所要求的配送指示发送货物时，分拣系统能够在最短的时间内，从高层货存架存储系统中准确的找到要出库的商品及其所在位置，并按所需要求出库。从不同储位上取出的不同数量的商品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送[1]。
2.1 分拣系统发展概况
在市场应用方面, 随着物流业快速发展, 特别是电商、快递等行业的业务爆发, 以及人力成本不断上升, 自动化输送分拣装备市场出现爆炸式增长。从应用行业的角度来分析, 近几年来对输送分拣系统需求增幅最大的无疑是邮政快递行业。毋庸置疑, 我国电子商务大发展直接带动快递包裹量快速增长。在2018年“双11”期间, 主要电商企业全天共产生快递物流订单13.52亿件, 全天各邮政、快递企业共处理包裹4.16亿件, 创下了新的物流记录和交付速度。数据显示, 近5年来中国快递量进入增长快车道, 从2013年的92亿件到2018年突破500亿件。仅2018年天猫“双11”后的一周时间, 菜鸟智能骨干网就送达了超过11亿个包裹。中国的物流配送时效已经从以天为单位, 向以小时和分钟为单位迈进[2]。
2.2 国内外分拣系统对比
随着我国快递行业的高速发展，物流自动化和信息化取得长足的进步。2015年，快递业务量完成206亿件，同比增长48%，最高日处理量超过1.6亿件，快递业务收入完成2760亿元。2017年快递业务量突破300亿件，收入规模超4600亿元。国内快递业务量继续稳居世界第一，快递行业技术不断更新迭代，但是发展粗放，同质化竞争、服务产品单一等问题制约了行业发展的质效;并且随着人工成本的增加，以及人员流动的不稳定因素，现有人工分拣模式无法满足市场日益增长的需求[3,4]。纵观国内外分拣系统的应用情况可以发现,国外的物流配送中心倾向于采用自动化程度很高的分拣系统。以美国、日本及欧洲为代表的发达国家,在分拣系统的应用上体现出自动化程度越来越高的特点。代表美国、日本和欧洲发达国家的应用分类系统反映的特点,自动化程度越来越高。自动分拣系统已成为发达国家大中型物流中心、配送中心或一个配送中心是不可或缺的一部分。
3 分拣系统组成及工作原理
3.1 物料分拣控制系统的组成
物料分拣控制装置为工业现场生产设备, 采用台式结构,分拣系统由控制设备、分类设备、输送设备及分拣通道口四大部分构成[5,6]， 外形结构示意图如图1所示, 系统装置主要由可编程控制器 (PLC) 、传感器、变频器、电机、传送带、推料气缸、下料口等部件组成。主控部件采用三菱FX2N-48MR型号的可编程控制器, 传输系统由三菱E540变频器和三相交流异步减速电机 (380 V, 输出转速40 r/min) 控制皮带输送带进行驱动。分拣部分由气缸、电感传感器、光纤传感器、光电传感器、磁性开关、物件导槽、电磁换向阀及滑道组成[7,8]。
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