基于PLC控制的快递公司包裹自动识别与分拣系统研究

【摘要】随着我国科学技术的快速发展，网络购物已经在全球得到了全面的普及，快递公司也应运而生。现如今，消费者对快递公司送货的要求也越来越高，为了满足消费者的要求，许多快递公司已经将发货和送货的速度作为工作中的重中之重，并采用PLC控制下的包裹自动识别以及分拣系统来提高发货送货的速度。文章通过对快递公司包裹自动识别及分拣系统的分析和研究，对系统的结构以及使用效果进行详细的阐述。 【关键词】PLC控制；快递；包裹；自动；识别；分拣；系统

随着网上购物的快速普及，快递公司的业务也在日益增长，面临着大量的包裹以及消费者的高要求，许多的快递公司采用了来自于欧洲的包裹自动识别和分拣系统。而所谓的自动识别以及分拣系统就是在大量的数据和信息中对数据进行识别和挑选[1]。其中快递公司的包裹自动识别和分拣系统不仅可以将大量的包裹进行准确的地理位置分类，而且降低公司的运营成本。由此可见，快递公司采用包裹的自动识别以及分拣系统是其发展的重要技术[2]。 1包裹自动识别与分拣系统的结构设计

快递公司包裹的自动识别与分拣系统的设计是根据我国各省份、行政区之间的地理位置进行设计的，主要是利用该系统将公司堆积如山的包裹进行快速的区分和发送，当货物发送到各省区和行政区时，又可以通过包裹的自动识别以及分拣系统将货物发送到各省区的下面地区[3]。文章以我国的地区为例，将PLC控制下的包裹自动识别以及分拣系统进行执行模块和电控模块的设计。其中自动识别与分拣系统的执行模块主要由长距离的输送带、货物的扫描仪、气缸和传感器组成的；而PLC、操作面板等物件组成了系统的电控模块。如图1所示。根据图1 我们可以知道，传送带的另一边是用来堆放快递的，在传送带与货物堆放区之间有一个滚动式的滑坡，当系统开始运行时，就对每个包裹进行保护，以防出现损坏，同时在每个地区的对面都会有相对应的气缸和扫描仪，对货物进行扫码识别。

图1：自动识别与分拣系统的结构图

2快递公司包裹分拣系统的硬件设计

包裹分拣系统的硬件主要由PLC可编程控制器、传感器、接口电路、扫描仪、气缸、控电机等物件组成的，如图2所示：

图2：分拣系统硬件的组成框架

2.1PLC可编程控制器

所谓的PLC就是可以用来地程和存储的物件，其主要对包裹分拣系统内部的程序存储、时间和顺序的控制、逻辑的运算以及算术操作等指令进行执行，并通过数字的输出和输入对不同类型的机械生产进行有效地控制。在包裹分拣系统中使用PLC可编程控制器不仅能够对各个环节的需要进行满足，而且还能够为分拣系统提供较强的控制能力。 2.2传感器

分拣系统中的传感器不仅能够将测量的信息进行接收和感应，而且还能将接收到的信息转变成规律的信号进行输出，从而对信息的接收、输出、处理和存储等控制要求进行满足。而传感器的作用就是对快递是否到位以及气缸的位置进行检查和测量，详细的检查结果见表1。

表1：传感器选型与利用表

序号 AV1 AV2 1B1-1 1B1-2 1B2-1 1B2-2 … 1B8-1 1B8-2 2.3扫描仪

传感器的类型 光电传感器 光电传感器 电磁接近传感器 电磁接近传感器 电磁接近传感器 电磁接近传感器 … 电磁接近传感器 电磁接近传感器 气缸功能 对传送带上的快递进行检查，并启动系统 通过对传送带上快递位置的检查，启动分拣 气缸1有没有进行工作 气缸1是否没有进行工作 气缸2有没有进行工作 气缸2是否没有进行工作 … 气缸8有没有进行工作 气缸8是否没有进行工作 包裹分拣系统中的扫描仪主要是利用光学的原理，对包裹条形码的信息进行阅读，并通过数据线的方式将数据传输到电脑和其它的设备中。 2.4IO口的设计

主要是对分拣系统PLC的输入输出进行设计，如表2所示。

表2：IO地址的分布情况和说明 输入地址 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 … 10.2 10.3 10.18 功能说明 传送带快递到位 快递到位，分拣系统启动 气缸1处于工作状态 气缸1处于等待状态 气缸2处于工作状态 气缸2处于等待状态 气缸3处于工作状态 … 气缸1处于工作状态 气缸1处于等待状态 分拣工作是否正常 输入地址 00.0 00.1 00.2 00.3 00.4 00.5 00.6 00.7 00.8 00.9 00.10 功能说明 传送带电机的开关 扫描部分故障报警 分拣系统故障报警 气缸1启动 气缸2启动 气缸3启动 气缸4启动 气缸5启动 气缸6启动 气缸7启动 气缸8启动 3快递公司包裹分拣系统的软件的设计

分拣系统软件设计是根据我国的不同地区进行设计的，将我国分为地区，分别为：华南、华北、华东、华中、西北、西南、东北、和港澳台地区。而该系统的工作转移过程主要为以下7个步骤：①对系统的总开关进行启动，并为分拣系统进行供电；②在没有对系统中放入快递时，系统一直属于低攻能消耗的状态，当加入快递时，分拣系统自动开始工作，并对各部件进行初始化；③系统软件中的传送带开始正常的工作，并将快递传送至快递存放区；④当包裹传送至扫描仪的位置下面时，扫描仪将会对包裹的条形码进行自动的扫描和识别；⑤扫描仪将识别后的信息与每个地区之间的包裹信息进行匹配；⑥当信息匹配错误，就表示这个包裹不是该地区的，然后将错误的包谷运送到自动启动的气缸中进行等待，在通过对气缸的启动状态清除之后，将包裹从新进行正确的运行，并进行扫描；⑦但信息匹配正确之后，叫表示包裹是这个地区的，系统就会将匹配的结果直接发送到PLC可编程控制器的输入端，并对比相应的气缸进行启动，将正确的货物传送到相应的缓坡中，然后进行下一次的传送。

4自动识别与分拣系统的实验以及结果

本文根据我国地区的划分对包裹的分拣系统进行了硬件以及软件的设计，并搭建出了一个小型的自动分拣系统。同时，为了对分拣系统的工作效率以及识别度进行测试，文章分别选取了重量为1千克以下、1千克至5千克之间、5千克至10千克之间、10千克以上的

四类重量的包裹进行了模拟，并分别将4种重量范围之类的320个快递进行条形码的识别，然后将各个地区的包裹打乱并进行实验，如表3所示。

表3：包裹实验前的数据 重量/地区 <1kg 1kg-5kg 5kg-10kg ≥10kg 华中 10 10 10 10 华南 10 10 10 10 华北 10 10 10 10 华东 10 10 10 10 西北 10 10 10 10 西南 10 10 10 10 东北 10 10 10 10 港澳台 10 10 10 10 根据实验之后的结果来看，包裹的分拣系统平均每一个小时能对5731个包裹进行扫描和识别，准确率达到了97.5%。实验的结果如表4 所示，表5为实验数据的统计结果。

表4：实验的数据结果 重量/地区 <1kg 1kg-5kg 5kg-10kg ≥10kg 华中 华南 华北 华东 西北 10 9 10 9 9 11 10 10 11 10 10 11 9 10 10 10 10 10 9 10 西南 10 10 11 10 东北 10 10 10 10 港澳台 10 10 10 8 准确率 97.50% 98.75% 98.75% 95% 耗费时间：3min21s 表5：实验数据的统计结果 重量/地区 <1kg 1kg-5kg 5kg-10kg ≥10kg 5结语

综上所述，在PLC控制下的包裹自动识别与分拣系统不仅能够对消费者的较高需求进行满足，而且还具有较强的灵活性。因此，快递公司在快递数量较多的情况下可以采用该种系统对包裹进行发货和送货，从而对快递公司的工作效率进行提高。

【参考文献】

[1]马建明.基于PLC控制的快递公司包裹自动识别与分拣系统研究[J].物流技术(装备版),2014(11).

[2] 刘延吉. 自动识别技术的发展和应用[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊)，2013(07). [8] 许雄轩,谢荣毅,苏磊. 基于物联网PaaS云的现场作业许可系统[J]. 中国新技术新产品，2015(04).

说明 华南区1个快递误入到华北区，华东地区丢失了一个快递 华中区1个快递误入到华南区 西北区1个快递误入到西南区 华中区1个快递误入华南区，华南区1个误入到华北，港澳台丢失了两个快递