立体仓库存储装置结构及控制系统设计(附件)【字数：14146】
摘 要现如今，物流产业不断发展，对于货物存储的需求越来越大，本文详细论述了在现代大多数企业中使用的立体仓库存储装置结构和控制系统设计方案。立体仓库存储在现代物流中沾重要的一部分，无需直接人工干预。这是当今工业社会发展的必然现代化产物。其优势包括提高生产力，降低成本和改进仓库管理。近年来，越来越多企业认识到物流系统的完善与合理性对企业的发展具有重要意义。目前，立体仓库存储被广泛应用于中国各大行业，包括运输物流，轻工纺织，商品制造和军事应用。本课题用基于西门子S7-200PLC控制控制输送装置进行存取货任务，实现一个十二仓位的立体仓库的存储系统。首先，构思出机械总体设计方案，确定系统所需要的机械机构。配套任务书所给的要求，按照标准计算流程进行选型，然后做性能校核。接着设计控制硬件部分和软件部分，重点是PLC程序的编写，PLC控制电机驱动器来驱动步进电机的定位控制，以及仓位选择程序。最后完成本次毕业设计后，对整个课题做了深刻归纳和总结。
目 录
第一章 绪论 1
1.1立体仓库的简介 1
1.2立体仓库的发展 1
1.3立体仓库的特点 1
1.4立体仓库的结构综述 2
1.5研究背景和意义 2
1.6研究的内容 2
第二章 自动化立体仓库存储结构机械设计 4
2.1下基座的机构设计 4
2.2货架的机构设计 4
2.3 输送装置X轴前后运动的机构设计 5
2.3.1直线滚动导轨副的选型 5
2.3.2气缸的选型 6
2.4 Y轴水平运动的机构设计 8
2.4.1直线滚动导轨副的计算与选择型号 8
2.4.2滚珠丝杠螺母副的计算与选型 8
2.4.3步进电动机的初选与校核 9
2.5 Z轴垂直运动的机构设计 12
2.5.1滚珠丝杠螺母副的选型计算 13
2.5.2步进电动机的初选与校核 14
第三章 立体仓库存储装置的控制系统硬件选择 17
3.1控制系统整体流程 17
3.2步进电机原理 17
3.2.1步进电机 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
的特性 18
3.3电机驱动器的选择 18
3.3.1电机驱动器的特点 18
3.4传感器的选择 19
3.5微动开关的选择 19
3.6触摸屏的选择 20
3.7 可编程控制器的选型 20
3.7.1 可编程控制器的基本结构 20
3.7.2 可编程控制器（PLC）的特点 20
3.7.3 PLC 机型的选择 21
3.8 PLC输入输出分配表 21
3.9 硬件连接图的设计 22
第四章 系统软件设计 25
4.1编程语言的选择 25
4.2存取货控制系统流程图 25
4.3主程序的设计 27
4.3.1程序启动 27
4.3.2存取货的选择 27
4.3.3操作错误的显示 28
4.3.4送货程序 28
4.3.5取货程序 30
4.4 PLC控制步进电机驱动程序 32
4.5触摸屏界面设计 33
4.5.1触摸屏与PLC地址连接分配表 33
4.5.2触摸屏界面设计 34
4.5.3界面阐述 37
参考文献： 38
致 谢 39
结束语 40
附录 41
第一章 绪论
1.1立体仓库的简介
立体仓库又称方向自动立体仓库,是物流仓储行业中新产生的一个概念，立体仓库存储装置运行时，可以实现仓库的合理化使用，自动存取，操作简便,是现阶段仓库中的高级存储技术。立体仓库存储装置由货架，堆垛机，出/入库工作平台,自动输入输出和运行控制系统组成。用于堆放和存储货包的货架是由钢或钢筋混凝土搭建或者浇筑而成的建筑物或结构,并且使用标准尺寸的空间。巷道堆垛起重机的作业就是穿行于两两货架之间的巷道，从而完成储存和提取货包的工作。
1.2立体仓库的发展
近年来，中国经济慢慢超越日本，各行业对立体仓储展现了前所未有的兴趣和关注。过去，非但限制企业发展的市场需求不再存在，反而产能和利润空间进一步的增加带来了明显的竞争优势。因此，企业也进入了分工专业化，如专业自动立体仓库生产企业，专业输送机生产企业，专业系统集成商等一条龙的关于立体仓储的新企业正在慢慢崛起。随着产业专业化的分工，企业一体化程度将越来越高。可以想象，一些企业和系统集成商有望进入世界前列，成为世界自动化仓储系统领域的竞争对手之一。同时，随着国内市场的进一步扩大，世界集成商的业务重心将转移到中国。如果我们想在未来的物流设备市场上拥有强大的竞争力，自动化仓库的创新和发展是唯一的方法。
1.3立体仓库的特点
早期立体仓库的原始设计思想是提高仓库空间的使用率，减少了企业在仓储上所使用的土地所占面积，降低成本。一些国家的企业对空间使用率有很高的认可度，并与节能环保相联系。一些国家或行业开始把空间利用率作为系统合理性和先进评估的重要指标。经济全球化步伐不断地加快，越来越多国内外众多专业人士开始关注物流产业链中存在的巨大潜力。在物流供应链中，物流仓库是重要枢纽之一，既是接受下游用户的订单信息，同时也进行处理，存储和处理上游供应商的大量商品，并将散装运输的设施和设备运送到下游。
节省仓库占用企业地面面积，使仓库空间得到充分利用。由于自动仓库采用大型货架设置，自动化管理技术使货包易于查找和存取，自动化立体仓库比传统的单一仓库小，空间利用率高率。在欧美发达国家，提高空间利用率的考虑已成为制度合理性和推进的重要考核指标之一。在提倡环保节能的今天，自动化仓库对节约土地资源面积的效果非常明显，这也是未来存储发展的一大趋势。
自动仓库管理也提高了仓库的管理水平。自动化立体仓库利用货包信息的准确，准确的信息管理，减少了手工储存货包时可能出现的错误，大大提高了工作效率。同时，立体自动化仓库在仓库货包运输中机动性强，操作工作安全可靠，货包损坏率降低，人力减少，特殊设计可以使一些对环境有特殊要求的货包有一个良好的保存环境，如有毒和爆炸性物品，也减少。运输货包时可能会受到伤害。
1.4立体仓库的结构综述
随着中国人均GDP的快速发展，自动化立体仓库必将越来越受到各行各业的关注。立体仓库存储已经成为现代物流系统的重要组成部分。这是一个多层仓库系统，用于存储货包。完整的立体仓库存储装置是由货架，巷道堆垛机，自动出入库的PLC控制系统以及自动控制管理系统等辅助设备组成。
目 录
第一章 绪论 1
1.1立体仓库的简介 1
1.2立体仓库的发展 1
1.3立体仓库的特点 1
1.4立体仓库的结构综述 2
1.5研究背景和意义 2
1.6研究的内容 2
第二章 自动化立体仓库存储结构机械设计 4
2.1下基座的机构设计 4
2.2货架的机构设计 4
2.3 输送装置X轴前后运动的机构设计 5
2.3.1直线滚动导轨副的选型 5
2.3.2气缸的选型 6
2.4 Y轴水平运动的机构设计 8
2.4.1直线滚动导轨副的计算与选择型号 8
2.4.2滚珠丝杠螺母副的计算与选型 8
2.4.3步进电动机的初选与校核 9
2.5 Z轴垂直运动的机构设计 12
2.5.1滚珠丝杠螺母副的选型计算 13
2.5.2步进电动机的初选与校核 14
第三章 立体仓库存储装置的控制系统硬件选择 17
3.1控制系统整体流程 17
3.2步进电机原理 17
3.2.1步进电机 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
的特性 18
3.3电机驱动器的选择 18
3.3.1电机驱动器的特点 18
3.4传感器的选择 19
3.5微动开关的选择 19
3.6触摸屏的选择 20
3.7 可编程控制器的选型 20
3.7.1 可编程控制器的基本结构 20
3.7.2 可编程控制器（PLC）的特点 20
3.7.3 PLC 机型的选择 21
3.8 PLC输入输出分配表 21
3.9 硬件连接图的设计 22
第四章 系统软件设计 25
4.1编程语言的选择 25
4.2存取货控制系统流程图 25
4.3主程序的设计 27
4.3.1程序启动 27
4.3.2存取货的选择 27
4.3.3操作错误的显示 28
4.3.4送货程序 28
4.3.5取货程序 30
4.4 PLC控制步进电机驱动程序 32
4.5触摸屏界面设计 33
4.5.1触摸屏与PLC地址连接分配表 33
4.5.2触摸屏界面设计 34
4.5.3界面阐述 37
参考文献： 38
致 谢 39
结束语 40
附录 41
第一章 绪论
1.1立体仓库的简介
立体仓库又称方向自动立体仓库,是物流仓储行业中新产生的一个概念，立体仓库存储装置运行时，可以实现仓库的合理化使用，自动存取，操作简便,是现阶段仓库中的高级存储技术。立体仓库存储装置由货架，堆垛机，出/入库工作平台,自动输入输出和运行控制系统组成。用于堆放和存储货包的货架是由钢或钢筋混凝土搭建或者浇筑而成的建筑物或结构,并且使用标准尺寸的空间。巷道堆垛起重机的作业就是穿行于两两货架之间的巷道，从而完成储存和提取货包的工作。
1.2立体仓库的发展
近年来，中国经济慢慢超越日本，各行业对立体仓储展现了前所未有的兴趣和关注。过去，非但限制企业发展的市场需求不再存在，反而产能和利润空间进一步的增加带来了明显的竞争优势。因此，企业也进入了分工专业化，如专业自动立体仓库生产企业，专业输送机生产企业，专业系统集成商等一条龙的关于立体仓储的新企业正在慢慢崛起。随着产业专业化的分工，企业一体化程度将越来越高。可以想象，一些企业和系统集成商有望进入世界前列，成为世界自动化仓储系统领域的竞争对手之一。同时，随着国内市场的进一步扩大，世界集成商的业务重心将转移到中国。如果我们想在未来的物流设备市场上拥有强大的竞争力，自动化仓库的创新和发展是唯一的方法。
1.3立体仓库的特点
早期立体仓库的原始设计思想是提高仓库空间的使用率，减少了企业在仓储上所使用的土地所占面积，降低成本。一些国家的企业对空间使用率有很高的认可度，并与节能环保相联系。一些国家或行业开始把空间利用率作为系统合理性和先进评估的重要指标。经济全球化步伐不断地加快，越来越多国内外众多专业人士开始关注物流产业链中存在的巨大潜力。在物流供应链中，物流仓库是重要枢纽之一，既是接受下游用户的订单信息，同时也进行处理，存储和处理上游供应商的大量商品，并将散装运输的设施和设备运送到下游。
节省仓库占用企业地面面积，使仓库空间得到充分利用。由于自动仓库采用大型货架设置，自动化管理技术使货包易于查找和存取，自动化立体仓库比传统的单一仓库小，空间利用率高率。在欧美发达国家，提高空间利用率的考虑已成为制度合理性和推进的重要考核指标之一。在提倡环保节能的今天，自动化仓库对节约土地资源面积的效果非常明显，这也是未来存储发展的一大趋势。
自动仓库管理也提高了仓库的管理水平。自动化立体仓库利用货包信息的准确，准确的信息管理，减少了手工储存货包时可能出现的错误，大大提高了工作效率。同时，立体自动化仓库在仓库货包运输中机动性强，操作工作安全可靠，货包损坏率降低，人力减少，特殊设计可以使一些对环境有特殊要求的货包有一个良好的保存环境，如有毒和爆炸性物品，也减少。运输货包时可能会受到伤害。
1.4立体仓库的结构综述
随着中国人均GDP的快速发展，自动化立体仓库必将越来越受到各行各业的关注。立体仓库存储已经成为现代物流系统的重要组成部分。这是一个多层仓库系统，用于存储货包。完整的立体仓库存储装置是由货架，巷道堆垛机，自动出入库的PLC控制系统以及自动控制管理系统等辅助设备组成。
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