傾翻式托盤分揀機(jī)光電掃描與安全監(jiān)控探析

王丹浩

摘 要：通過(guò)化整為零的方法，依次介紹了分揀系統(tǒng)光電掃描系統(tǒng)，安全監(jiān)控系統(tǒng)以及分揀控制邏輯的具體內(nèi)容，細(xì)致而又全面的探討了行李分揀系統(tǒng)這一民用機(jī)場(chǎng)行李系統(tǒng)核心部位的基本運(yùn)行邏輯。

關(guān)鍵詞：分揀機(jī);掃描器;傳感器;控制邏輯

西安咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)T3航站樓行李處理系統(tǒng)（BHS），是針對(duì)進(jìn)入咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)的到港離港旅客進(jìn)行行李托運(yùn)提取服務(wù)的全過(guò)程的設(shè)備總稱。而其核心部位之一，是從丹麥伯曼公司采購(gòu)的兩臺(tái)LS-4000E型傾翻盤式托盤分揀機(jī)（Tilter tray sorter）。該傾翻盤式自動(dòng)分揀機(jī)通過(guò)光電掃描系統(tǒng)以及安全監(jiān)視系統(tǒng)，以CMC（PLC）為分揀機(jī)核心，控制分揀機(jī)各個(gè)環(huán)節(jié)的動(dòng)作執(zhí)行以及信息交互。

1 光電掃描系統(tǒng)

1.1 ATR掃描器

分揀機(jī)所使用的掃描器按照結(jié)構(gòu)分90°ATR與270°ATR兩種，270°ATR是安裝在主電柜旁邊的多個(gè)掃描頭，其按順序固定在分揀掃描門的不同位置，對(duì)分揀機(jī)上通過(guò)的行李條碼進(jìn)行無(wú)漏掃描;90°ATR安裝在導(dǎo)入臺(tái)轉(zhuǎn)移皮帶機(jī)與導(dǎo)入皮帶機(jī)間隙下方。ART掃描器掃描行李一維條碼并與分揀機(jī)系統(tǒng)上層控制系統(tǒng)（SMC）服務(wù)器通訊獲得行李分揀的出口。不同位置的多角度掃描器，可保證分揀識(shí)別率接近百分之九十。

1.2 導(dǎo)入同步光電

在分揀機(jī)軌道下方鋼結(jié)構(gòu)上，每個(gè)導(dǎo)入臺(tái)之前安裝，由光眼與反光板構(gòu)成，導(dǎo)入臺(tái)導(dǎo)入行李之前，系統(tǒng)會(huì)指定處于就緒狀態(tài)的小車，當(dāng)這個(gè)小車的TCB盒觸發(fā)光眼后，導(dǎo)入臺(tái)加速將行李導(dǎo)入分揀機(jī)托盤。

1.3 通訊發(fā)射板CTB

CTB擁有紅外發(fā)射功能，CTB.DC設(shè)置在軌道鋼架上，滑槽前方位置，用于發(fā)送傾翻信號(hào)：CTB.ICI設(shè)置在軌道鋼架上，導(dǎo)入臺(tái)后方位置，用于導(dǎo)入行李后發(fā)送信息使小車被標(biāo)記為占用狀態(tài)，如果是雙托盤行李則同時(shí)標(biāo)記兩個(gè)連續(xù)的小車：CTB.CC&CRB.CC，設(shè)置在軌道鋼架上，SPS位置，用于接收小車TCB反饋的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息（占用、空閑、錯(cuò)誤、禁用）。

1.4 時(shí)鐘脈沖單元CPLU

時(shí)鐘脈沖單元是分揀機(jī)控制的核心部件，由25個(gè)光眼和接口模塊組成，當(dāng)TCB盒掃過(guò)脈沖單元產(chǎn)生為分揀機(jī)自動(dòng)控制產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，每個(gè)脈沖代表5CM，在單元首部有一個(gè)反向照射的光眼為同步光眼，當(dāng)001小車安裝的反光板觸發(fā)同步光眼時(shí)，開(kāi)始同步，通過(guò)固定的脈沖偏移量定位每個(gè)小車以及每個(gè)分揀部件的位置。

1.5 傾翻控制板TCB

TCB安裝在每個(gè)小車的下方，是分揀機(jī)傾翻電機(jī)的伺服控制器，控制傾翻的相關(guān)參數(shù)以及記錄托盤現(xiàn)在的狀態(tài)，通過(guò)紅外線與CTB/CRB通訊。

1.6 分揀配置套組CCA&CCT

CCT是用來(lái)對(duì)傾翻控制板TCB進(jìn)行參數(shù)下載，校驗(yàn)的系統(tǒng)，由4根CCA和一個(gè)4口交換機(jī)組成，使用RS422通訊。CCA由8對(duì)紅外收發(fā)端組成的運(yùn)載通訊列陣。

2 安全監(jiān)控系統(tǒng)

安全監(jiān)控系統(tǒng)是用來(lái)監(jiān)視分揀機(jī)運(yùn)行時(shí)每個(gè)小車的實(shí)時(shí)狀態(tài)，其中包括：

2.1 迷失包裹監(jiān)管傳感器SPS

一臺(tái)分揀機(jī)有兩組SPS;SPS01位于分揀機(jī)導(dǎo)入臺(tái)起點(diǎn)位置，用來(lái)監(jiān)測(cè)托盤上是否存在物品，此外未經(jīng)過(guò)導(dǎo)入臺(tái)進(jìn)入分揀機(jī)的物品也由SPS01進(jìn)行識(shí)別;SPS02位于分揀機(jī)滑槽末端位置，用于傾翻后托盤的檢測(cè)，如傾翻后仍檢測(cè)到物品系統(tǒng)會(huì)提示報(bào)警。

2.2 托盤丟失監(jiān)管傳感器MTS

MTS傳感器位置與SPS一致，位于軌道段的一側(cè)，用于監(jiān)控托盤實(shí)時(shí)狀態(tài)，如托盤丟失或者損壞會(huì)觸發(fā)MTS報(bào)警。

2.3 水平位置監(jiān)管傳感器NAT

NAT傳感器作用是檢測(cè)托盤是否水平，位于分揀機(jī)每次轉(zhuǎn)彎之前，兩個(gè)一組，在軌道外側(cè)左右兩邊各一個(gè)，以固定角度安裝于托盤下方，通過(guò)向上照射，檢測(cè)托盤水平位置是否偏移。

3 分揀控制邏輯

3.1 導(dǎo)入臺(tái)接口控制

導(dǎo)入臺(tái)與緊鄰的輸送機(jī)存在邏輯控制，當(dāng)處于運(yùn)行模式下的分揀機(jī)啟動(dòng)導(dǎo)入臺(tái)后會(huì)產(chǎn)生IR（Induction Ready）信號(hào)，當(dāng)導(dǎo)入臺(tái)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)會(huì)給上游輸送機(jī)發(fā)送RNI（Ready Next Item）信號(hào)，收到信號(hào)的輸送機(jī)才允許導(dǎo)入行李;當(dāng)行李觸發(fā)輸送機(jī)光眼后會(huì)給導(dǎo)入臺(tái)發(fā)送NIP（Next Item Proceeding）信號(hào)喚醒休眠導(dǎo)入臺(tái)進(jìn)行行李導(dǎo)入。

3.2 導(dǎo)入行李控制

行李在導(dǎo)入臺(tái)轉(zhuǎn)移皮帶之前觸發(fā)光眼后需要等待導(dǎo)入，系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)行李長(zhǎng)度判斷占用一或兩個(gè)托盤來(lái)搬運(yùn)，隨后系統(tǒng)會(huì)就近預(yù)定托盤，當(dāng)預(yù)定的托盤觸發(fā)導(dǎo)入同步光眼時(shí)，導(dǎo)入臺(tái)開(kāi)始加速導(dǎo)入行李，同時(shí)觸發(fā)CTB.ICI在系統(tǒng)中將對(duì)應(yīng)托盤TCB標(biāo)記為占用狀態(tài)。

3.3 掃描控制

每個(gè)導(dǎo)入臺(tái)到270°掃描器的時(shí)間都有對(duì)應(yīng)固定的脈沖數(shù)，每當(dāng)行李導(dǎo)入分揀機(jī)，掃描頭觸發(fā)隊(duì)列都會(huì)加入一個(gè)減數(shù)計(jì)算的脈沖變量，當(dāng)減數(shù)至0時(shí)270°掃描器開(kāi)始觸發(fā)將讀到的條碼10位數(shù)反饋至CMC，CMC通過(guò)與SMC通訊獲得行李對(duì)應(yīng)的分揀滑槽，如無(wú)條碼信息或者有多個(gè)有效讀取的信息，系統(tǒng)都將行李直接分配按SMC規(guī)則分配至人工編碼站或者無(wú)識(shí)別行李滑槽。

3.4 分揀控制

分揀機(jī)每個(gè)滑槽距離SPS01都有對(duì)應(yīng)固定的脈沖數(shù)，行李通過(guò)SPS01時(shí)系統(tǒng)對(duì)托盤行李進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)CTB&CRB通過(guò)與小車TCB通訊，確認(rèn)托盤現(xiàn)狀;通過(guò)SPS01后對(duì)應(yīng)目的滑槽CTB.DC觸發(fā)隊(duì)列加入一個(gè)減數(shù)計(jì)算變量，當(dāng)減數(shù)至0后，觸發(fā)CTB.DC發(fā)送傾翻信息給運(yùn)行至滑槽的目標(biāo)小車TCB，托盤傾翻卸貨，同時(shí)標(biāo)記TCB為卸載狀態(tài);待小車運(yùn)行至SPS02處時(shí)對(duì)卸載小車進(jìn)行檢測(cè)，如無(wú)行李通過(guò)CTB&CRB將小車標(biāo)記為空狀態(tài)，如仍檢測(cè)到行李，CTB&CRB將小車標(biāo)記為錯(cuò)誤狀態(tài)，并返回“可能TCB/CTB故障”信息。

3.5 托盤下載/標(biāo)定控制

分揀機(jī)托盤程序維護(hù)主要通過(guò)CCT完成，當(dāng)對(duì)選定托盤進(jìn)行“下載”操作時(shí)，PLC將四臺(tái)CCA處于激活狀態(tài)，當(dāng)目標(biāo)小車經(jīng)過(guò)CCA時(shí)，CCA發(fā)送紅外射線給小車TCB下載參數(shù)，下載完畢后CCA停止激活;當(dāng)對(duì)選定托盤進(jìn)行“標(biāo)定”工作后，對(duì)應(yīng)小車運(yùn)行至CCA02處時(shí)，其托盤完成向左傾翻及向右傾翻各一次后，恢復(fù)水平，標(biāo)定結(jié)束。

4 結(jié)束語(yǔ)

伯曼的傾翻式托盤分揀機(jī)作為西安咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)T3航站樓行李系統(tǒng)的核心部位之一，承擔(dān)日均萬(wàn)件以上的行李分揀工作，縝密的分揀邏輯，全面的分揀掃描監(jiān)控，是高效完成分揀工作的充分必要條件。