Clasifica una oleada de picking en una cinta: lee cada código y envía el artículo a su pedido

El sistema del almacén envía la oleada al PLC antes de empezar: qué códigos necesita cada pedido y qué vía tiene cada pedido. Después el PLC ejecuta los mismos seis pasos en cada artículo.

1. Alimentación. Una cinta corta al principio suelta los artículos con un hueco entre ellos, para que los sensores vean dónde acaba un artículo y empieza el siguiente.
2. Escaneo. Un sensor fotoeléctrico en el escáner ve la parte delantera del artículo y abre una ventana de lectura. El escáner envía el código por RS-232. La ventana se cierra cuando pasa la parte trasera del artículo.
3. Búsqueda. El PLC busca un pedido abierto que todavía necesite este código. Ese pedido da la vía. Sin código, con dos códigos o con un código que ningún pedido necesita, el artículo va a excepciones.
4. Seguimiento. El PLC guarda la cuenta del encoder en el escaneo. El artículo se mueve con la cinta, así que la cuenta dice dónde está en cada momento, aunque la cinta pare y vuelva a arrancar.
5. Desvío. Cuando la cuenta llega al desviador de su vía, el PLC abre la válvula. El brazo cruza la cinta y guía el artículo hacia la vía, y luego vuelve.
6. Confirmación. Un sensor a la entrada de la vía debe ver el artículo en 1,2 s. Solo entonces el PLC cuenta el artículo en su pedido. Cuando un pedido tiene todos sus artículos, se enciende la luz de su vía para el empaquetador.

Ejecuta el escenario Oleada normal y mira cómo se llenan las tarjetas de pedido mientras los artículos llegan agrupados por código.

Cuenta los impulsos de un encoder en la cinta y guarda una lista de los artículos que hay entre el escáner y el final de la cinta. Cada entrada guarda la cuenta del encoder en el escaneo, la longitud del artículo y su vía.

• Encoder: en el ejemplo, 1 impulso por mm. A 0,5 m/s son 500 impulsos por segundo, muy por debajo de los 20 kHz de las entradas optoaisladas de la familia M-Duino. Usa una entrada de interrupción, para que el programa no pierda ningún impulso mientras habla con el escáner o con la red.
• Desviador 1 a 2,0 m: el escáner está a 0,8 m, así que el artículo está a 1.200 impulsos. El PLC abre la válvula 60 impulsos antes, porque el brazo necesita tiempo para cruzar la cinta, y la cierra cuando ha pasado la parte trasera del artículo.
• El hueco: el sensor fotoeléctrico ve dos artículos que se tocan como un solo artículo largo, y el escáner lee dos códigos en una ventana. El PLC no puede saber qué código es de cada artículo, así que los dos van a excepciones. Los artículos demasiado juntos para que el brazo vuelva a tiempo también van a excepciones.

Un temporizador en lugar de un encoder solo funciona si la velocidad de la cinta no cambia nunca. Aquí la cinta para por fallos y por vías llenas, así que el PLC sigue la cuenta del encoder, no el tiempo.

Pon Hueco en la alimentación en Sin dosificar y vuelve a ejecutar la Oleada normal. Algunos artículos llegan tocándose y van a excepciones.

El artículo va a la rampa de excepciones al final de la cinta, y el PLC escribe el motivo en su registro. Nunca adivina una vía.

• Sin lectura: una etiqueta dañada o doblada. Un operario la arregla y vuelve a poner el artículo en la cinta. El pedido lo espera.
• Código que no está en la oleada: un error de picking. El artículo vuelve al stock, y el sistema del almacén averigua qué pedido se ha quedado corto.
• Ningún pedido abierto lo necesita: un artículo de más de un código válido. Todos los pedidos con ese código ya están completos.
• Vía llena: un sensor cerca de la parte alta de la vía queda tapado. El PLC lo comprueba cuando el artículo llega al desviador. Empujar otro artículo a una vía llena la atasca.

La tasa de lectura del panel es la parte de artículos con exactamente un código en la ventana. Una tasa de lectura que baja suele indicar el cristal del escáner sucio, un escáner movido o una impresora de etiquetas nueva, antes de que se convierta en un problema en los pedidos.

Ejecuta el escenario Sin lectura y sobrantes, y después prueba el escenario Vía atascada con las dos opciones de Cuando una vía está llena.

Porque una salida de válvula activada no demuestra que el artículo esté en la vía. Un desviador se puede atascar, quedarse sin aire o llegar tarde. Sin comprobación, el PLC cuenta igualmente el artículo en su pedido. La luz dice que el pedido está completo, y el empaquetador ve que falta un artículo.

Con el sensor de la vía, el PLC cuenta el artículo solo cuando lo ve entrar. Un artículo que no entra sigue pendiente en su pedido y va a excepciones, donde el operario lo puede reintroducir. Dos fallos seguidos en el mismo desviador paran la cinta: un fallo aislado puede ser un artículo mal colocado, dos seguidos apuntan al desviador.

Ejecuta el escenario Fallo de desviador con Confirmar con el sensor de la vía, después otra vez con Confiar en el desviador, y compara el pedido 3 al final.

La cinta, los desviadores y la seguridad de las personas son cuestiones separadas. La parada de emergencia y los resguardos van a un relé de seguridad que quita la potencia del motor de la cinta y el aire de los desviadores, sin pasar por el PLC (IEC 60204-1, ISO 13850). El PLC lee el estado del circuito de seguridad en una entrada y para la lógica de clasificación. No lo sustituye. Mira cómo lee un PLC el estado de los enclavamientos y de la parada de emergencia.

1. Una alimentación dosificada

La cinta de alimentación para y arranca para dejar un hueco mínimo antes de cada artículo. Cuesta un poco de capacidad y evita la mayoría de lecturas dobles. Sin ella, el hueco depende de cómo dejan los artículos los preparadores.

2. Confirmar o confiar en el desviador

Un sensor a la entrada de cada vía cuesta una entrada por vía. Convierte un error silencioso en la mesa de empaquetado en una excepción en el clasificador, con la vía y el desviador en el registro.

3. Una vía llena: excepciones o retener

Enviar a excepciones mantiene en marcha los otros pedidos y da más trabajo al operario de excepciones. Retener la alimentación no envía a excepciones nada que una vía libre podría recibir, y para todos los pedidos hasta que el empaquetador vacía la vía. Los artículos que ya están en la cinta para la vía llena van igualmente a excepciones.

4. Qué pedido recibe un artículo

Cuando dos pedidos abiertos necesitan el mismo código, el PLC tiene que elegir. El número de pedido más bajo es fácil de seguir. El pedido más cerca de completarse termina pedidos antes, y los empaquetadores pueden empezar antes. Compara la hora de cada pedido completo en el registro.

5. Qué vive en el PLC y qué vive en el sistema del almacén

El PLC guarda solo la oleada actual: códigos, cantidades y vías. El M-Duino 42+ tiene 8 KB de RAM, suficiente para una oleada de un centenar de líneas con códigos cortos. El catálogo, el stock y el histórico se quedan en el sistema del almacén. Si la red cae, el PLC puede terminar la oleada que tiene, guardar los registros en su tarjeta microSD y enviarlos cuando vuelva el enlace.

Este simulador reúne patrones de varios de nuestros casos: preparar y empaquetar pedidos online, clasificar paquetes por su código de barras, almacenar y expedir cajas, trazar envases en una línea de envasado y mover una cinta transportadora. Cada caso describe su propia planta. Este simulador muestra la lógica de clasificación que comparten.

• Picking y empaquetado para e-commerce con un ESP32 PLC: pedidos, sensores de presencia y dos escaneos para pedidos agrupados
• Automatización logística con un Raspberry PLC: una lectura de código de barras en la entrada y clasificación en la cinta
• Almacén automatizado con un M-Duino: códigos QR, almacenaje por peso y expedición a los muelles
• Trazabilidad en una línea de envasado con ESP32 PLC: un escáner de códigos de barras, lotes y cajas
• Modernización de una línea de envasado con un ESP32 PLC: datos de línea, fase y producto de una línea antigua
• Control de velocidad de una cinta con un M-Duino 42+: el variador que mueve la cinta

Lo que ves aquí es un patrón general. Los códigos, los pedidos, las vías, las distancias, los tiempos y los fallos son ejemplos, no datos de esos casos.

Para clasificar por peso en lugar de por código, prueba el simulador de clasificación por peso.

Estos tutoriales y ejemplos cubren las partes de este clasificador en un PLC basado en Arduino.

• Cómo usar las entradas de interrupción en placas Arduino industriales, para el encoder de la cinta
• Cómo usar RS-232 en un PLC industrial basado en Arduino, para el escáner de códigos de barras
• MQTT entre un PLC M-Duino y un Raspberry PLC, para recibir la oleada y enviar cada registro
• Control de velocidad de un variador por Modbus RTU con un PLC M-Duino (PLC Solution Library), para el accionamiento de la cinta

Más ejemplos: PLC Solution Library · todos los simuladores.

E/S de ejemplo para este clasificador

Este ejemplo usa 21 de las 26 entradas y 13 de las 16 salidas. El encoder va a una entrada de interrupción. Las salidas digitales dan hasta 70 mA y las analógicas/digitales hasta 20 mA, así que las bobinas de las válvulas, las luces y las señales de marcha van con relés de interfaz o con un terminal de válvulas. Para las válvulas de los desviadores, que conmutan con cada artículo, mejor relés de estado sólido o una isla de válvulas. La hoja de datos da de 0 a 24 Vdc para las entradas analógicas/digitales en modo digital, así que ahí se pueden conectar pulsadores de 24 V. Para más vías, añade un segundo PLC por Ethernet o elige un M-Duino más grande. Comprueba tus cargas y niveles con la hoja de datos de la familia M-Duino. Especificaciones completas: M-Duino 42+ · familia M-Duino.