船用自动化仓库控制系统设计
摘 要摘 要自动化仓库又称为自动化立体仓库,这是一种在计算机的统一控制管理下，使货物出入库操作完全实现无人化、自动化控制的一种高效节约并且方便管理的仓库，充分满足了现代化生产的需要。自动化仓库相对于普通的仓库，具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。本课题主要是设计一种较简单可靠的自动化仓库控制系统。长途船运肉类需要冻藏运输，存在货物量大、冻藏保鲜不容易、管理困难等问题。本课题针对以上问题设计一种集仓储和冷藏于一体的自动化仓库，以解决在较低成本的条件下满足肉类长途运输的保鲜和仓储工作，方便管理，并提高存取效率。关键词：自动化仓库；冻藏；控制系统；PLC目 录
第1章 绪论 1
1.1 选题的目的和意义 1
1.2 国内外研究现状及存在的问题 1
1.3 本文主要研究内容 3
1.4 小结 4
第2章 船用自动化仓库硬件设备 5
2.1 仓库总体设计方案 5
2.2 货架 5
2.2.1货架结构 5
2.3 堆垛机 6
2.3.1机架结构及部件的布置 6
2.3.2堆垛机工作原理 7
2.3.3低温电机的选型计算 7
2.4 可编程控制器I/O现场设备 9
2.4.1接近开关 9
2.4.2光电开关 10
第3章 冷藏系统设计 12
3.1 冷库面积计算及布局设计 12
3.2 墙体材料及绝热层厚度计算与校核 12
3.2.1 围护结构热系数的确定 12
3.2.2 围护结构的构造及其热阻 13
3.2.3 防止外墙结构表面结露的校核计算 15
3.2.4 校核围护结构的蒸汽渗透阻 15
3.3 冷库热负荷计算 16
3.3.1 冷库围护结构的热流量计算 16
3.3.2 货物的热流量计算 17
3.3.3 通风换气热流量计算 19
3.3.4 电动机运转
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围护结构的构造及其热阻 13
3.2.3 防止外墙结构表面结露的校核计算 15
3.2.4 校核围护结构的蒸汽渗透阻 15
3.3 冷库热负荷计算 16
3.3.1 冷库围护结构的热流量计算 16
3.3.2 货物的热流量计算 17
3.3.3 通风换气热流量计算 19
3.3.4 电动机运转热流量计算 19
3.3.5 操作热流量计算 19
3.3.6 总热负荷和机械负荷计算 20
3.4 制冷设备的选型计算 21
3.4.1 制冷压缩机的选择计算 21
3.4.2冷却设备的选择计算 23
3.4.3 辅助设备的选择计算 23
3.5 冻藏库平面简图 27
第4章 三菱PLC简介及程序设计 28
4.1 三菱PLC简介 28
4.1.1 PLC的应用 28
4.1.2 PLC的定义 28
4.1.3 PLC的主要特点 28
4.1.4 PLC的工业应用 29
4.2 FX系列PLC编程语言 29
4.3 FX系列PLC梯形图绘图规则 30
4.3.1梯形图的组成 30
4.3.2梯形图绘制八点规则 30
4.3.3各软元件动作原理介绍 30
4.4 控制原理 31
4.4.1存货控制原理 31
4.4.2取货控制原理 32
4.4.3温度自动控制原理 33
4.5 PLC程序 33
4.5.1自动存货程序 33
4.5.2自动取货程序 39
4.5.3温度自动控制程序 49
第5章 PLC连线及控制面板设计 52
5.1 PLC总体连线 52
5.2 控制面板 52
结语 54
致谢 55
参考文献 56
绪论
选题的目的和意义
自动化仓库又称为自动化立体仓库[1]（Automated Storage and Retrieval System）,这是在计算机的统一控制管理下，能够实现货物出入库操作完全无人化、自动化控制的一种高效节约并且方便管理的仓库，充分满足了现代化的生产需要。
自动化仓库相对于普通的仓库，具有节约用地面积、减轻了人员劳动强度、降低差错率、提高了仓储自动化水平和管理水平、提高了管理和操作人员的素质、降低了储运的损耗、有效减少流动资金的积压、提高物流的效率等诸多优点。和厂级计算机管理信息系统的网络连接，以及与生产线紧密相连的自动化立体仓库更是当今CIMS(计算机集成制造系统)及FMS(柔性制造系统)难以割舍的关键环节。
本设计针对货物运输量较大的船用仓库设计出船用自动化仓库，以提高船舶运输与仓储的工作效率，并且方便管理和降低成本。
国内外研究现状及存在的问题
1、国内研究现状及存在的问题
中国从上世纪70年代以来,经过了80年代的研究工作和学习国外的先进技术后再引进，从而建立了多个仓库,但是国内的自动化仓库普片技术水平比较低,达不到一体化的要求。进入90年代,应用程序的自动化物流系统开始迅猛发展,目前已有企业、科研院所和大学的自动化物流系统和工程应用的开发项目达到几十个。1992年,清华大学建立了第一个实验项目的物流系统,沈阳自动化研究所及中国科学院联合开发了一种磁引导自动车辆。目前,在一般条件下,国内自动化物流系统具有一定的局限性,主要表现为单一,能力差。
随着经济的发展，国内对高架仓库的需求不断增加。自动化立体仓库的发展趋势慢慢成为主流,主要是其用途及新技术新设备的开发，还有可编程逻辑控制器和微机控制的仓库和装卸设备与控制的自动化仓库计算机管理增加了高货架仓库的技术水平及自动化程度。
在国内,单机长度达4.6千米、带速5.8米/秒、最大运量达7800吨/小时的带式输送机已经投入量产；槽宽1米、运量1000吨/小时的大型输送机已研制成功并投入实际的生产应用；斗式提升机提升高度可以达到60米,运量可以达到吨/小时,由多种不同的机型共同组成完善的输送机系统,采用自动化控制,使物料输送可以连续并可定量输送。
2、国外研究现状及存在的问题
1959年世界上第一个AS/RS在美国Aerbaer建成。1963年美国建成世界上第一个AS/RS 由计算机控制。50年代末和60年代,自动导引车(AGV)已制定和通过,能够实现自动的存储、自动识别和自动分拣；70年代和80年代,移动式货架、旋转式货架、巷道堆垛机加入自动控制的行列。
在20世纪60年代中期,日本开始建造立体仓库并日益快速发展。近年来,每年有成千上万种不同类型的自动化物流系统投入使用,日本已经成为了为自动化物流系统最多,增长最快的国家。传统的桥式起重机可以覆盖车间的整个长度,但只为一个特定的工作范围工作。近年来在轻负载的工厂车间,独立的“工作站”式起重机应用增多，它具有重量轻的特点,操作方便,更符合人机工程设计等优点。
近年来专家系统人工智能技术及其分支,以及神经网络在物流系统中的应用不断进步,比如监控仓库的操作,处理系统,运输设备的选择。在材料处理系统和自动导向车方面,智能化研究有着长足的发展。日本日立发表了一个以规则为基础的发展项目，称为“工作站协调程序”软件,对于控制的自动化存储和处理系统,控制系统和软件的设计满足用户的特殊要求。传统的预防性维护和故障诊断技术已不能满足大型集成系统和计算机集成制造系统的要求。为此,机械工程师的美系开发了物料处理物料输送系统具有故障的自动检测和工作集成神经网络的方法。美国邮政部门提出的神经网络时间的邮件自动处理高度自动化的通讯系统,自动故障检测窗口的集成推理技术；三菱电机株式会社已开发的人工智能机器人码垛系统为Kirni Berwery公司发送的对象,该机器人系统可以对不同的大小和形状的对象按所需的数目整齐堆放。日本的研究人员使用的自动引导车辆的转向控制的模糊控制方法,以指导快速响应步骤转型与节约能源。模糊控制和控制具有更高的稳定性相比,转向角是更可取的。模糊控制可以达到了良好的反响,并与 AGV的速度和参数无关。加拿大研究人员提出了前馈控制方法,使用自动导引车导航知识库,该控制方法的功能是确定轨道的几何性质,进而指导汽车驾驶。在未来10年将有更多的人工智能的表现,AGV唯一最重要的发展是无凹槽的应用,目前制造商产生了这个无导槽。自动化在仓库中的已应用的语音识别技术,通过卫星通信可以获得从伦敦公司总部秩序办公
第1章 绪论 1
1.1 选题的目的和意义 1
1.2 国内外研究现状及存在的问题 1
1.3 本文主要研究内容 3
1.4 小结 4
第2章 船用自动化仓库硬件设备 5
2.1 仓库总体设计方案 5
2.2 货架 5
2.2.1货架结构 5
2.3 堆垛机 6
2.3.1机架结构及部件的布置 6
2.3.2堆垛机工作原理 7
2.3.3低温电机的选型计算 7
2.4 可编程控制器I/O现场设备 9
2.4.1接近开关 9
2.4.2光电开关 10
第3章 冷藏系统设计 12
3.1 冷库面积计算及布局设计 12
3.2 墙体材料及绝热层厚度计算与校核 12
3.2.1 围护结构热系数的确定 12
3.2.2 围护结构的构造及其热阻 13
3.2.3 防止外墙结构表面结露的校核计算 15
3.2.4 校核围护结构的蒸汽渗透阻 15
3.3 冷库热负荷计算 16
3.3.1 冷库围护结构的热流量计算 16
3.3.2 货物的热流量计算 17
3.3.3 通风换气热流量计算 19
3.3.4 电动机运转
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
围护结构的构造及其热阻 13
3.2.3 防止外墙结构表面结露的校核计算 15
3.2.4 校核围护结构的蒸汽渗透阻 15
3.3 冷库热负荷计算 16
3.3.1 冷库围护结构的热流量计算 16
3.3.2 货物的热流量计算 17
3.3.3 通风换气热流量计算 19
3.3.4 电动机运转热流量计算 19
3.3.5 操作热流量计算 19
3.3.6 总热负荷和机械负荷计算 20
3.4 制冷设备的选型计算 21
3.4.1 制冷压缩机的选择计算 21
3.4.2冷却设备的选择计算 23
3.4.3 辅助设备的选择计算 23
3.5 冻藏库平面简图 27
第4章 三菱PLC简介及程序设计 28
4.1 三菱PLC简介 28
4.1.1 PLC的应用 28
4.1.2 PLC的定义 28
4.1.3 PLC的主要特点 28
4.1.4 PLC的工业应用 29
4.2 FX系列PLC编程语言 29
4.3 FX系列PLC梯形图绘图规则 30
4.3.1梯形图的组成 30
4.3.2梯形图绘制八点规则 30
4.3.3各软元件动作原理介绍 30
4.4 控制原理 31
4.4.1存货控制原理 31
4.4.2取货控制原理 32
4.4.3温度自动控制原理 33
4.5 PLC程序 33
4.5.1自动存货程序 33
4.5.2自动取货程序 39
4.5.3温度自动控制程序 49
第5章 PLC连线及控制面板设计 52
5.1 PLC总体连线 52
5.2 控制面板 52
结语 54
致谢 55
参考文献 56
绪论
选题的目的和意义
自动化仓库又称为自动化立体仓库[1]（Automated Storage and Retrieval System）,这是在计算机的统一控制管理下，能够实现货物出入库操作完全无人化、自动化控制的一种高效节约并且方便管理的仓库，充分满足了现代化的生产需要。
自动化仓库相对于普通的仓库，具有节约用地面积、减轻了人员劳动强度、降低差错率、提高了仓储自动化水平和管理水平、提高了管理和操作人员的素质、降低了储运的损耗、有效减少流动资金的积压、提高物流的效率等诸多优点。和厂级计算机管理信息系统的网络连接，以及与生产线紧密相连的自动化立体仓库更是当今CIMS(计算机集成制造系统)及FMS(柔性制造系统)难以割舍的关键环节。
本设计针对货物运输量较大的船用仓库设计出船用自动化仓库，以提高船舶运输与仓储的工作效率，并且方便管理和降低成本。
国内外研究现状及存在的问题
1、国内研究现状及存在的问题
中国从上世纪70年代以来,经过了80年代的研究工作和学习国外的先进技术后再引进，从而建立了多个仓库,但是国内的自动化仓库普片技术水平比较低,达不到一体化的要求。进入90年代,应用程序的自动化物流系统开始迅猛发展,目前已有企业、科研院所和大学的自动化物流系统和工程应用的开发项目达到几十个。1992年,清华大学建立了第一个实验项目的物流系统,沈阳自动化研究所及中国科学院联合开发了一种磁引导自动车辆。目前,在一般条件下,国内自动化物流系统具有一定的局限性,主要表现为单一,能力差。
随着经济的发展，国内对高架仓库的需求不断增加。自动化立体仓库的发展趋势慢慢成为主流,主要是其用途及新技术新设备的开发，还有可编程逻辑控制器和微机控制的仓库和装卸设备与控制的自动化仓库计算机管理增加了高货架仓库的技术水平及自动化程度。
在国内,单机长度达4.6千米、带速5.8米/秒、最大运量达7800吨/小时的带式输送机已经投入量产；槽宽1米、运量1000吨/小时的大型输送机已研制成功并投入实际的生产应用；斗式提升机提升高度可以达到60米,运量可以达到吨/小时,由多种不同的机型共同组成完善的输送机系统,采用自动化控制,使物料输送可以连续并可定量输送。
2、国外研究现状及存在的问题
1959年世界上第一个AS/RS在美国Aerbaer建成。1963年美国建成世界上第一个AS/RS 由计算机控制。50年代末和60年代,自动导引车(AGV)已制定和通过,能够实现自动的存储、自动识别和自动分拣；70年代和80年代,移动式货架、旋转式货架、巷道堆垛机加入自动控制的行列。
在20世纪60年代中期,日本开始建造立体仓库并日益快速发展。近年来,每年有成千上万种不同类型的自动化物流系统投入使用,日本已经成为了为自动化物流系统最多,增长最快的国家。传统的桥式起重机可以覆盖车间的整个长度,但只为一个特定的工作范围工作。近年来在轻负载的工厂车间,独立的“工作站”式起重机应用增多，它具有重量轻的特点,操作方便,更符合人机工程设计等优点。
近年来专家系统人工智能技术及其分支,以及神经网络在物流系统中的应用不断进步,比如监控仓库的操作,处理系统,运输设备的选择。在材料处理系统和自动导向车方面,智能化研究有着长足的发展。日本日立发表了一个以规则为基础的发展项目，称为“工作站协调程序”软件,对于控制的自动化存储和处理系统,控制系统和软件的设计满足用户的特殊要求。传统的预防性维护和故障诊断技术已不能满足大型集成系统和计算机集成制造系统的要求。为此,机械工程师的美系开发了物料处理物料输送系统具有故障的自动检测和工作集成神经网络的方法。美国邮政部门提出的神经网络时间的邮件自动处理高度自动化的通讯系统,自动故障检测窗口的集成推理技术；三菱电机株式会社已开发的人工智能机器人码垛系统为Kirni Berwery公司发送的对象,该机器人系统可以对不同的大小和形状的对象按所需的数目整齐堆放。日本的研究人员使用的自动引导车辆的转向控制的模糊控制方法,以指导快速响应步骤转型与节约能源。模糊控制和控制具有更高的稳定性相比,转向角是更可取的。模糊控制可以达到了良好的反响,并与 AGV的速度和参数无关。加拿大研究人员提出了前馈控制方法,使用自动导引车导航知识库,该控制方法的功能是确定轨道的几何性质,进而指导汽车驾驶。在未来10年将有更多的人工智能的表现,AGV唯一最重要的发展是无凹槽的应用,目前制造商产生了这个无导槽。自动化在仓库中的已应用的语音识别技术,通过卫星通信可以获得从伦敦公司总部秩序办公
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