h基于PLC的自動化立體倉庫模型控制系統(tǒng)設(shè)計

1、圖 1 物品按類確定入庫收稿日期:2009 12 23作者簡介:王惠 (1973 , 女, 山西太原人, 碩士, 講師, 主要從事自動化技術(shù)研究 ?；?PLC 的自動化立體倉庫模型控制系統(tǒng)設(shè)計王惠(山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 山西 長治 046011摘要:文章首先分析了自動化倉庫的總體設(shè)計方案, 并具體分析了該系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組成及軟件設(shè)計的思想 。 采用PLC 控制 、 利用光電檢測 、 步進(jìn)驅(qū)動等先進(jìn)技術(shù)實現(xiàn)了自動化立體倉庫模型的進(jìn)出料控制和巷道機(jī)的精確定位 。 最后對自動 化立體倉庫控制的組態(tài)設(shè)計做了分析說明, 實現(xiàn)了對自動化倉庫模型的仿真控制和動態(tài)監(jiān)控功能 。關(guān)鍵詞:自動化立體倉庫控制系統(tǒng)

2、; PLC ; 觸摸屏; 組態(tài)軟件 中圖分類號:TP23文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673-2014(2010 02-0047-050引言倉儲是現(xiàn)代物流中一個重要組成部分, 而倉庫又在倉儲中起著至關(guān)重要的作用, 自動化立體倉庫能按照事先編制的 入庫單 /出庫單自動地把物品從入口處搬運(yùn)到指定貨位或 從指定貨位把物品搬運(yùn)到出口處,從而廣泛應(yīng)用于大型倉 庫 。 本文用可編程序控制器(PLC 實現(xiàn)自動化立體倉庫的控 制, 大大提高了自動化倉庫的可靠性及靈活性 。 1自動化立體倉庫硬件設(shè)計本系統(tǒng)硬件由步進(jìn)電動機(jī) 、 滾珠絲杠 、 旋轉(zhuǎn)編碼器 、 F PLC 等組成 。 采用 PC-LINK 網(wǎng)絡(luò)或 PRO

3、FIBUS 總線實現(xiàn) 和其它單元系統(tǒng)實現(xiàn)通訊并根據(jù)需要進(jìn)行組合 。 1步進(jìn)電機(jī)可以將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移信 號量 。 脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)可以決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速和停止 的位置, 給電機(jī)加一個脈沖信號, 電機(jī)就會轉(zhuǎn)過一定的步距 角 。 由于存在這樣的線性關(guān)系, 另外步進(jìn)電機(jī)沒有累積誤差, 只有周期性的誤差, 這使得用步進(jìn)電機(jī)在速度 、 位置等領(lǐng)域 來實現(xiàn)控制變得非常簡單方便 2。旋轉(zhuǎn)編碼器可以將被測的角位移量直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號 (高速脈沖信號 , 是一種光電式旋轉(zhuǎn)測量裝置 。 因此可利用 PLC 的高速計數(shù)器,對旋轉(zhuǎn)編碼器送給 PLC 的輸出脈沖 信號進(jìn)行計數(shù), 從而獲得測量結(jié)果 。

4、通過彈性聯(lián)軸器把旋轉(zhuǎn) 編碼器的中心軸與步進(jìn)電機(jī) 、 直流電機(jī)的中心軸相連, 這樣 當(dāng)巷道機(jī)被步進(jìn)電機(jī) 、 直流電機(jī)帶動上下 、 左右運(yùn)行, 旋轉(zhuǎn)編 碼器就會同時作相應(yīng)的正反轉(zhuǎn) 。旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號數(shù)的 增加或減少, 反映了巷道機(jī)上升或下降, 向左或向右運(yùn)行的 距離, 從而實現(xiàn)了巷道機(jī)的 X 、 Y 軸的位置控制 。本系統(tǒng)從 PLC 容量 、 輸入端和輸出端現(xiàn)場設(shè)備, 輸入輸 出模塊等方面考慮, 決定采用中規(guī)模的, 具有高速 、 豐富的實 數(shù)運(yùn)算功能的松下電工 FP -C32T 的 PLC 機(jī) 。 它能夠控制步 進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī), 實現(xiàn)最大 100kHz 的梯形加減速控制 。 3本系統(tǒng)采用了一

5、臺 PLC , 它可以和其它設(shè)備單元之間使 用 PC-LINK 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信 。 每個單元可自成系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行, 用戶可根據(jù)實際需要自行選擇單元進(jìn)行組合, 具有二次開發(fā) 功能, 標(biāo)準(zhǔn)接口可以直接與工控機(jī) I/O采集卡對接實現(xiàn)工控 機(jī)控制系統(tǒng) 。 2自動化立體倉庫軟件設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求的工藝流程,首先總結(jié)出基本軟件流程 圖,然后采用日本松下電工公司開發(fā)的 FPWIN-GR 編程軟 件進(jìn)行編程及調(diào)試 。 工作流程, I/O分配如圖 1所示 。2010年 4月 長 治 學(xué) 院 學(xué) 報·47·長 治 學(xué) 院 學(xué) 報初始化,啟動存貨, 取貨出又至貨臺, 到位后微抬取紙 層列行走 按恰定速

6、度曲線運(yùn)動 蠕動運(yùn)行位置確認(rèn)根據(jù)運(yùn)行設(shè)定速度 曲線控制運(yùn)行速度 到位?蠕動運(yùn)行位置確認(rèn)到位?出叉方向出叉左到位出叉右到位微抬叉回中 回準(zhǔn)備工位 叉左出 又到位 微落 又回中 微落又回中 回準(zhǔn)備工位 存貨結(jié)束取貨結(jié)束出叉方向左右出叉左到位出叉右到位右左 圖 2工作流程圖 圖 3中轉(zhuǎn)定位控制·48·表 1PLC 的 I/O分配對照表 輸入 X0脈沖傳感器X1脈沖傳感器X2出料到位檢測 X3進(jìn)料臺極限位 X4進(jìn)料臺零限位 X5進(jìn)料到位檢測 X6X 軸左極限位 X7Y 軸下極限位 X8平臺前極限位 X9平臺后極限位 XA 平臺前后位檢測 XB 平臺中位檢測 XD 出料臺極限位 XE

7、 出料臺零限位 XF 自動 /手動 X2001倉庫輸入 X2102倉庫輸入 X2203倉庫輸入 X2304倉庫輸入 X2416倉庫輸入 X2515倉庫輸入 X2614倉庫輸入 X2713倉庫輸入 輸出Y0平臺向前運(yùn)行 Y1平臺向后運(yùn)行 Y2進(jìn)料合順時針 Y3步進(jìn)電機(jī)脈沖 Y4Y7Y9步進(jìn)電機(jī)方向 進(jìn)料電機(jī)驅(qū)動 軸向右運(yùn)行 Y6Y8YA 進(jìn)料臺逆時針 軸向左運(yùn)行 出料臺順時針 YB YE出料臺逆時針 中層倉庫掃描YD YF底擺倉庫掃描 上層倉庫掃描圖 4平臺向后運(yùn)行, 取出物品控制王 惠 基于 PLC 的自動化立體倉庫模型控制系統(tǒng)設(shè)計·49·長 治 學(xué) 院 學(xué) 報 進(jìn)料過程部

8、分梯形圖例如下:1 按照物品的類別, 確定物品將要放入的倉庫 2 中轉(zhuǎn)定位過程3 平臺向后運(yùn)行, 取出物品控制程序 4 平臺運(yùn)行到對應(yīng)倉庫放物程序5 進(jìn)料結(jié)束, 清除各倉庫信號, 復(fù)位各控制標(biāo)志, 設(shè)立零 點(diǎn)返回標(biāo)志 。3用組態(tài)軟件實現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控 4利用組態(tài)王軟件對立體化倉庫運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控設(shè)計, 實現(xiàn)對 PLC 及倉庫運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控 。 在設(shè)備組態(tài)窗口中選擇適 當(dāng)?shù)拇谕ㄓ嵲O(shè)備, 添加松下 PLC , 正確設(shè)置其屬性, 正確設(shè) 置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量設(shè)備通道的連接,即可以實現(xiàn)PLC圖 5平臺運(yùn)行到對應(yīng)倉庫放物控制圖 6進(jìn)料結(jié)束, 零點(diǎn)返回·50·與組態(tài)軟件的通訊 。 將 PLC

9、 中的串口驅(qū)動程序與組態(tài)軟件 的需求響應(yīng)相結(jié)合, 使電腦對 PLC 發(fā)出的信號有響應(yīng) 。 在組 態(tài)王軟件的用戶窗口中, 制作動畫界面, 在界面上設(shè)置各個 控件的屬性, 使設(shè)置的控件按照真實的情況動作, 監(jiān)控和測 試 PLC 控制系統(tǒng)對倉庫的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果 。4結(jié)束語目前, 本自動化立體倉庫模型完成了安裝調(diào)試, 并已投 入使用 。 通過 PLC 對步進(jìn)電機(jī)的脈沖控制, 實現(xiàn)了巷道機(jī)的 調(diào)速與定位,從而實現(xiàn)了自動化倉庫各庫位的進(jìn)出料控制 。采用組態(tài)王軟件完成了自動化倉庫模型監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計, 實 現(xiàn)了對自動化倉庫模型的實時監(jiān)控功能 。參考文獻(xiàn):1喬玉晶, 呂寧 . 立體倉庫巷道堆垛機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計

10、 J . 工 業(yè)控制與應(yīng)用 .2004.11.2王濱生, 孫晶 .PLC 在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用 J . 機(jī) 床電器 .2001.2.3歐姆龍 E6A2旋轉(zhuǎn)編碼器說明書 .4組態(tài)王 6.5使用手冊 . 北京亞控科技發(fā)展有限公司 .PLC-Based Control System Design of Automated Stereoscopic Warehouse ModelWANG Hui(Shanxi Insititute of Mechanical and Electrical Engineering , Changzhi , Shanxi 046011Abstact :This pa

11、per first discusses the overall design of automated warehouses, and a detailed analysis of the composition of the system hardware and software design ideas, using PLC control, the use of photoelectric testing, step-driven automation and other advanced technology to achieve the three-dimensional warehouse model of access control and roadway machines feed precise positioning. Finally, automatic warehouse control analysis indicates that the configuration designed to do to achieve a simulation model for automated warehou