plc的立体仓库堆垛机控制系统设计
【摘要】自动化立体仓库有自动控制系统和立体货架等多种辅助设施所构成，作为多层型货仓，它在物流需求随经济快速发展更加多元化的21世纪成为很重要的一项。建立好科学的自动化立体仓，不仅能在更大程度上节约时间和劳动力，还能在土地利用方面得到很好地体现，使仓库管理更加趋于自动化并减少不必要的误差。另一方面，也能避免货物积存，在整个物流过程中起到很大的促进作用，并能使资金得到更大程度上的利用，避免浪费。而堆垛机作为整个系统中至关重要的环节，也是整个立体仓库的枢纽，它的性能决定着整个系统能否正确快速运行，它不仅决定着整个仓库系统发展的方向，也在研究过程中为仓库系统提供理论依据。堆垛机的整个运行程序需要通过PLC在计算机中得以实现。因此本文主要是针对自动化立体仓库中堆垛机控制系统的设计。
目 录
引言 1
一、 立体仓库的介绍 2
（一）自动化立体仓库的概述 2
（二）堆垛机的概述 2
二、 堆垛机控制系统的的设计 2
（一）系统的整体设计和控制技术要求 2
（二） 堆垛机的认址位置定位 3
（三） 堆垛机的控制方式 4
三、 堆垛机的硬件设计 4
（一）硬件设计原理介绍 4
（二）PLC的选择和需要的配置 5
（三）电机型号的选择 6
四、 堆垛机的软件设计 9
（一）PLC程序的流程介绍 9
（二） PLC的I/O配置 10
（三）控制系统软件程序简述 10
五、堆垛机控制系统的整体调试 14
（一）硬件方面的调试 14
（二）软件方面的调试 15
总结 19
参考文献 20
致谢 21
引言
可编程控制器(Programmable Logic Controller)，即PLC，是1970年以后发展起来的基于计算机技术的新型的计算机控制设备。它具有功能性强大、可靠性能高、灵活的配置、质量轻和方便使用等优点，在自动化控制等各个领域得到了广泛地应用，并且成为现代自动化生产中起到中流砥柱作用的产品。最近这些年，我国PLC技术应用的发展很迅
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
速。
自动化立体仓库也称立库，是一种基于PLC和计算机的实现自动存取货等功能的高位货架。它是一种高层立体货架，是使用专业的存取设备进行物品出库和入库等作业的仓库。相较于传统的继电器装备，PLC 的体积更小、抗扰能力更强并且可靠性更高。当今现代意义上的立体仓库，是计算机技术和仓库物流机械的完美结合，从而实现仓库作业的全自动化。
一、 立体仓库的介绍
（一）自动化立体仓库的概述
立体仓库作为当代物流体系中迅猛发展的重要组成部分，它是是一种高层、多层堆放货物的高货架仓库系统，主要由巷道堆垛机、高位货架、自动控制与管理系统、计算机管理控制系统和其他一些辅助系统组成。它的优点是减少劳动的强度、节约占地面积、减少出错、提高存取货物的效率及管理水平、提高工作人员和管理人员人员素质、减少运输消耗损耗等等。在当今国民经济迅猛发展的时代下，自动化立体仓库肯定会受到广泛的普及和使用。
（二）堆垛机的概述
堆垛机是整个立体仓库的执行部分，也是整个立体仓库的主要构成部分。它决定货物能否准确地从左侧和右侧存储在货物空间中，所以她是自动化管理系统的至关重要的环节。堆垛机尽管不同制造商都声称拥有独特的结构，但实质上都是大同小异的，因为全部堆垛机结构都是由水平、升降起升等构成，而它的组成部分也都少不了控制系统和机架等设备。堆垛机控制系统是否灵活和稳定，决定着一整个系统是否能够更好的运作，因此它是智能立体仓的重要接入点，能直接进行各项出入库指令。PLC是一种指可编程逻辑控制器，也是最新型的控制装置，被普遍应用在工业生产中，因它融合了微处理器和计算机技术等多种新型技术，使得他在适应能力方面非常强大，而且它的可靠和稳定性非常高，便于管理又易于维护，所以普遍应用于各种工业场所的自动维护。
由于堆垛机是通过PLC控制程序，尤其是软件部分对整个系统占有重要影响，所以结合其运行特点，本文将从软件系统和硬件系统这两个部分对整个控制程序起到的作用进行论述。
二、 堆垛机控制系统的的设计
（一）系统的整体设计和控制技术要求
系统的堆垛机运行机构由三部分构成，分别是水平运行行走机构、垂直运行起升和伸叉机构。运用1000w三相交流电维持水平和垂直部分的运动,并受西门子PLC变频器相控。另外，伸叉机构电机则通过运用两相混合式步进电机并经由西门子s 7200进入电机驱动。
定位系统由于设计的要求分为下面几个阶段，会有简单的介绍。在每个不同的阶段，要求每个所对应的对象有稳定的形态，无论是车辆前进后退或者提取货物都要保持一致。
下面是每个阶段的简单介绍。
(1)小车行进过程:在这个阶段小车被控从最初点起，经过对位置的确认，准确到达所要求的货架。
(2)提升货物的过程:在这个阶段,所要被提升的货物要按照要求放入指定的货架部位。
(3)存取货物的过程：在这个阶段,需精确把控机械臂的运动轨迹让它达到预定地点，然后根据实际需要完成存取货物的操作。
(4)返回过程:在这个阶段已经完成了所需要的操作，应把车辆放回起点位置。
（二） 堆垛机的认址位置定位
只有准确定位才能使堆垛机准确无误的存下或提取到物品。认址方法,如图21所示。对应每排的货格都安装上认址片（挡板）到相对的巷道地基处，对应堆垛机下装光电开关（GD1和GD2），光电开关在堆垛机相互运行后，只要通过一排，便利用挡板把脉冲信号发送到电脑，以便达到确认列位置的目的。
图21 光电开关
如图21所示，在1和2号开关同时出现信号指示的时候，就是表明已经挺准了；假若仅2号出现信号指示，则表明已经超过，此时则需要退回推垛机，需重新检测校对后再用；最后一种情况是仅1号开关有信号指示，则表明还没有达到需要找到的点，这种情况应该使推垛机前进再重新进行校对。
同款的堆垛机为了更好地进行层认址应在每一层都安上认址片。当计数器显示为零的时候，说明堆垛机已经到达了指定位置，这个时候应该根据信号指示暂停操作认址结构片打造成如图所示的结构可以满足推垛机严格的定位需求。1号是计数开关,如计数开关显示为零的时候,再用1、2号开关进行更加精细的定准。
如果1和2开关同时具有信号，则指示停准；当2号开关有信号指示时,那就表明已经超过了指示位置，开动堆垛机进行回撤，检测比较相应信号；当只有1号开关发出信号指示时，那就没有对准中心点，操作堆垛机往前走,然后检测信号进行比较，这就达到了能够准确定位的目的。
目 录
引言 1
一、 立体仓库的介绍 2
（一）自动化立体仓库的概述 2
（二）堆垛机的概述 2
二、 堆垛机控制系统的的设计 2
（一）系统的整体设计和控制技术要求 2
（二） 堆垛机的认址位置定位 3
（三） 堆垛机的控制方式 4
三、 堆垛机的硬件设计 4
（一）硬件设计原理介绍 4
（二）PLC的选择和需要的配置 5
（三）电机型号的选择 6
四、 堆垛机的软件设计 9
（一）PLC程序的流程介绍 9
（二） PLC的I/O配置 10
（三）控制系统软件程序简述 10
五、堆垛机控制系统的整体调试 14
（一）硬件方面的调试 14
（二）软件方面的调试 15
总结 19
参考文献 20
致谢 21
引言
可编程控制器(Programmable Logic Controller)，即PLC，是1970年以后发展起来的基于计算机技术的新型的计算机控制设备。它具有功能性强大、可靠性能高、灵活的配置、质量轻和方便使用等优点，在自动化控制等各个领域得到了广泛地应用，并且成为现代自动化生产中起到中流砥柱作用的产品。最近这些年，我国PLC技术应用的发展很迅
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
速。
自动化立体仓库也称立库，是一种基于PLC和计算机的实现自动存取货等功能的高位货架。它是一种高层立体货架，是使用专业的存取设备进行物品出库和入库等作业的仓库。相较于传统的继电器装备，PLC 的体积更小、抗扰能力更强并且可靠性更高。当今现代意义上的立体仓库，是计算机技术和仓库物流机械的完美结合，从而实现仓库作业的全自动化。
一、 立体仓库的介绍
（一）自动化立体仓库的概述
立体仓库作为当代物流体系中迅猛发展的重要组成部分，它是是一种高层、多层堆放货物的高货架仓库系统，主要由巷道堆垛机、高位货架、自动控制与管理系统、计算机管理控制系统和其他一些辅助系统组成。它的优点是减少劳动的强度、节约占地面积、减少出错、提高存取货物的效率及管理水平、提高工作人员和管理人员人员素质、减少运输消耗损耗等等。在当今国民经济迅猛发展的时代下，自动化立体仓库肯定会受到广泛的普及和使用。
（二）堆垛机的概述
堆垛机是整个立体仓库的执行部分，也是整个立体仓库的主要构成部分。它决定货物能否准确地从左侧和右侧存储在货物空间中，所以她是自动化管理系统的至关重要的环节。堆垛机尽管不同制造商都声称拥有独特的结构，但实质上都是大同小异的，因为全部堆垛机结构都是由水平、升降起升等构成，而它的组成部分也都少不了控制系统和机架等设备。堆垛机控制系统是否灵活和稳定，决定着一整个系统是否能够更好的运作，因此它是智能立体仓的重要接入点，能直接进行各项出入库指令。PLC是一种指可编程逻辑控制器，也是最新型的控制装置，被普遍应用在工业生产中，因它融合了微处理器和计算机技术等多种新型技术，使得他在适应能力方面非常强大，而且它的可靠和稳定性非常高，便于管理又易于维护，所以普遍应用于各种工业场所的自动维护。
由于堆垛机是通过PLC控制程序，尤其是软件部分对整个系统占有重要影响，所以结合其运行特点，本文将从软件系统和硬件系统这两个部分对整个控制程序起到的作用进行论述。
二、 堆垛机控制系统的的设计
（一）系统的整体设计和控制技术要求
系统的堆垛机运行机构由三部分构成，分别是水平运行行走机构、垂直运行起升和伸叉机构。运用1000w三相交流电维持水平和垂直部分的运动,并受西门子PLC变频器相控。另外，伸叉机构电机则通过运用两相混合式步进电机并经由西门子s 7200进入电机驱动。
定位系统由于设计的要求分为下面几个阶段，会有简单的介绍。在每个不同的阶段，要求每个所对应的对象有稳定的形态，无论是车辆前进后退或者提取货物都要保持一致。
下面是每个阶段的简单介绍。
(1)小车行进过程:在这个阶段小车被控从最初点起，经过对位置的确认，准确到达所要求的货架。
(2)提升货物的过程:在这个阶段,所要被提升的货物要按照要求放入指定的货架部位。
(3)存取货物的过程：在这个阶段,需精确把控机械臂的运动轨迹让它达到预定地点，然后根据实际需要完成存取货物的操作。
(4)返回过程:在这个阶段已经完成了所需要的操作，应把车辆放回起点位置。
（二） 堆垛机的认址位置定位
只有准确定位才能使堆垛机准确无误的存下或提取到物品。认址方法,如图21所示。对应每排的货格都安装上认址片（挡板）到相对的巷道地基处，对应堆垛机下装光电开关（GD1和GD2），光电开关在堆垛机相互运行后，只要通过一排，便利用挡板把脉冲信号发送到电脑，以便达到确认列位置的目的。
图21 光电开关
如图21所示，在1和2号开关同时出现信号指示的时候，就是表明已经挺准了；假若仅2号出现信号指示，则表明已经超过，此时则需要退回推垛机，需重新检测校对后再用；最后一种情况是仅1号开关有信号指示，则表明还没有达到需要找到的点，这种情况应该使推垛机前进再重新进行校对。
同款的堆垛机为了更好地进行层认址应在每一层都安上认址片。当计数器显示为零的时候，说明堆垛机已经到达了指定位置，这个时候应该根据信号指示暂停操作认址结构片打造成如图所示的结构可以满足推垛机严格的定位需求。1号是计数开关,如计数开关显示为零的时候,再用1、2号开关进行更加精细的定准。
如果1和2开关同时具有信号，则指示停准；当2号开关有信号指示时,那就表明已经超过了指示位置，开动堆垛机进行回撤，检测比较相应信号；当只有1号开关发出信号指示时，那就没有对准中心点，操作堆垛机往前走,然后检测信号进行比较，这就达到了能够准确定位的目的。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/1195.html
