基于PLC控制的小型自动化立体仓库设计(2)

本论文主要是基于PLC所设计的立体仓库电气控制系统。下面简单阐述PLC的发展背景。1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司为了适应汽车型号不断更新，提出把计算机的完备功能、灵活性、通用性好等优点和继电器-接触器控制系统的简单易懂、操作方便、价格低等优点结合到一起，做成了一种能适应工业环境的通用控制装置，并把其编程方法及程序输入方法简化，使不熟悉计算机的人员也能够快速掌握其使用技术。根据这一设想，美国数字设备公司于1969年率先研制出第一台可编程控制器(简称PLC)，并在通用汽车公司的自动装配线上试用获得成功。由于PLC的可靠性高，操作简单，可以大大减少设备的维修和停产所造成的经济损失。当前PLC已经成为了电气自动化控制系统中应用最为广泛的核心 控制装置。1985 年国际电工委员会（IEC）对PLC的定义如下：“可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程[1]。”因此，进行立体仓库的PLC控制系统的设计，可以推动机械手行业的发展，扩大PLC在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。

1.2 本课题设计内容

本设计用西门子S7-200系列的控制器作为控制核心，实现一个十二仓位的立体仓库的入库出库功能。立体仓库主体有底盘、四层十二仓位库体、运动机械及电气控制等四部分组成。电气控制部分由西门子生产的S7-200型的可编程控制器、步进电机驱动、各种位置电磁传感器和一些低压电器元件组成。S7-200型可编程控制器作

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为控制核心，采集输入端口信号后完成各种逻辑控制和数据的运算，然后通过输出端口完成电机的运动和各种信号的现实。该系统要能够实现手动和自动两种工作模式，通过键盘可以对设备进行控制。

1.3 本课题设计的目的和意义

自动化立体仓库在各行各业得到而来广泛的应用，进行PLC立体仓库的设计对于节约土地资源，节省劳动力方面都有着不可代替的作用。PLC作为工业自动化三大支柱的重要一部分，因为其可靠性高、抗干扰能力强、设计安装容易等特点而被广泛的应用于自动化控制的各个领域。PLC控制系统可以很好的完成立体仓库的控制有助于其实现自动化。因此，进行立体仓库的PLC控制系统的设计，可以推动机械手行业的发展，扩大PLC在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。

1.4 小结

本章以课题设计为中心，分别介绍了课题设计的背景、内容、目的和意义。立体仓库发展速度越来越快，采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。PLC凭借着其可靠性高、抗干扰能力强、使用方便、设计安装容易等特点能很好的完成立体仓库控制系统的设计。

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第2章.系统控制方案的确定

2.1自动化立体仓库的简介

自动化立体仓库是机械和电气、强电控制和弱电控制相结合的产品。它主要由货物储存系统、货物存取和传送系统、控制和管理等三大系统所组成。货物存储系统由立体货架的货格(托盘或货箱)组成，货架按照排、列、层组合而成立体仓库储存系统；货物存取和传送系统承担货物存取、出入仓库的功能，它由有轨或无轨堆垛机、出入库输送机、装卸机械等组成；自动化立体仓库视情况不同采取不同的控制方式：有的仓库只采取对存取堆垛机、出入库输送机的单台 PLC 控制，机与机无联系；有的仓库对各单台机械进行联网控制。更高级的自动化立 体仓库的控制系统采用集中控制、分离式控制和分布式控制，即由管理计算机、中央控制计算机和堆垛机、出入库输送等直接控制的可编程序控制器组成控制系统。

2.2 立体仓库系统的功能

承承承承

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PLC承承承承承承承承承承

承承承承承承承承承承

图2-1 立体仓库模型图

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在此设计的立体仓库需要满足一下功能：

（1）堆垛机（机械手）要有三个自由度，即：前进、后退；上、下；左、右； （2）堆垛机的运动由步进电机驱动；

（3）堆垛机前进（或后退）运动和上（或下）运动可同时进行； （4）堆垛机前进、后退和上、下运动时必须有超限位保护； （5）每个仓位必须有检测装置（微动开关），当操作有误时发出错误报警信号； （6）当按完仓位号后，没按入或取前，可以按取消键进行取消该操作。 （7）整个电气控制系统必须设置急停按钮，以防发生意外。

系统控制面板如下图2-2所示：

仓位号显示

就绪

运行状态显示

取送

1074

11852

12963

急停取出送进取消

自动手动

功能选择开关

小键盘

1

图 2-2 控制面板

因此本课题设计的具体控制功能如下：

（1）将选择开关置于自动位置，通电状态下，各机构复位，即返回零位。立体仓库坐标定位以零位开始。

（2）当送货的时候，选择欲送货物的仓位号，按动仓位号对应的按钮，控制面板数码管显示仓位号。按送货按钮后，货物自动送入指定的仓位号对应的仓库位里。若被指定的仓位号里有货物，则送货命令不被执行。送货完成后，小车自动返回原来的位置。

（3）当取货的时候，选择欲取货物的仓位号后，按动取货按钮后，在控制面板的数码管里显示出来，堆垛机可以自动将货物取出。如果小车里有货物，则取货命令不被执行。

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（4）取货和送货指令完成后，机构自动返回原来位置。 （5） 整个电气控制系统必须设置急停按钮，以防发生意外。

2.3 采用 PLC 控制立体仓库的优点

PLC 的应用非常广泛，按PLC编程功能可分为 4 大类[2]：开关量顺序控制、通信功能、模拟量控制、运动控制。PLC的应用大大提高了控制系统的稳定性、适用性、并且降低了系统成本。其控制系统简单，更改容易，施工周期短；系统维护容易。自动化立体仓库，少不了自动化仓库管理系统，只有使用强大的仓库管理系统才能使得仓库管理和业务流程上一个台阶，才能将先进的硬件设备发挥作用、 产生效益，针对这一仓库管理系统，我选 …… 此处隐藏：2492字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……