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:20091223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?；赑LC 的自動化立體倉庫模型控制系統(tǒng)設(shè)計王惠(山西機電職業(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、步進驅(qū)動等先進技術(shù)實現(xiàn)了自動化立體倉庫模型的進出料控制和巷道機的精確定位。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);PLC ;觸摸屏;組態(tài)軟件中圖分類號:TP23文獻標(biāo)

2、識碼:A文章編號:1673-2014(201002-0047-050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到指定貨位或從指定貨位把物品搬運到出口處,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)硬件由步進電動機、滾珠絲杠、旋轉(zhuǎn)編碼器、F PLC 等組成。采用PC-LINK 網(wǎng)絡(luò)或PROFIBUS 總線實現(xiàn)和其它單元系統(tǒng)實現(xiàn)通訊并根據(jù)需要進行組合。1步進電機可以將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移

3、信號量。脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)可以決定電機的轉(zhuǎn)速和停止的位置,給電機加一個脈沖信號,電機就會轉(zhuǎn)過一定的步距角。由于存在這樣的線性關(guān)系,另外步進電機沒有累積誤差,只有周期性的誤差,這使得用步進電機在速度、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 的輸出脈沖信號進行計數(shù),從而獲得測量結(jié)果。通過彈性聯(lián)軸器把旋轉(zhuǎn)編碼器的中心軸與步進電機、直流電機的中心軸相連,這樣當(dāng)巷道機被步進電機、直流電機帶動上下、左右運行,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

4、信號數(shù)的增加或減少,反映了巷道機上升或下降,向左或向右運行的距離,從而實現(xiàn)了巷道機的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)運算功能的松下電工FP -C32T 的PLC 機。它能夠控制步進電機和伺服電機,實現(xiàn)最大100kHz 的梯形加減速控制。3本系統(tǒng)采用了一臺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)單獨運行,用戶可根據(jù)實際需要自行選擇單元進行組合,具有二次開發(fā)功能,標(biāo)準(zhǔn)接口可以直接與工控機I/O 采集卡對接實現(xiàn)工控機控制系統(tǒng)。2自動化立體倉庫軟件設(shè)計根據(jù)設(shè)

5、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Apr.,2010第27卷第2期Journal of Changzhi University Vol.27,No.2·47·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度曲線運動又回中到位后層列行走蠕動運行位置確認根據(jù)運行設(shè)定速度曲線控制運行速度到位?蠕動運行位置確認到位?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

6、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進料臺極限位X4進料臺零限位X5進料到位檢測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 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平臺向前運行Y1平臺向后運行Y2進料合順時針Y3步進電

7、機脈沖Y4Y7Y9步進電機方向進料電機驅(qū)動軸向右運行Y6Y8YA 進料臺逆時針軸向左運行出料臺順時針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 進料過程部分梯形圖例如下: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平臺向后運行,取出物品控制程序4平臺運行到對應(yīng)倉庫放物程序5進料結(jié)束,清除各倉庫信號,復(fù)位各控制標(biāo)志,設(shè)立零點返回標(biāo)志。3用組態(tài)軟件實現(xiàn)上位機監(jiān)控4利用組態(tài)王軟件對立體化倉庫運行進行監(jiān)控設(shè)計,實現(xiàn)對PLC 及倉庫運行狀態(tài)的監(jiān)控。在

8、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平臺運行到對應(yīng)倉庫放物控制圖6進料結(jié)束,零點返回·50·與組態(tài)軟件的通訊。將PLC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對步進電機的脈沖控制,實現(xiàn)了巷道機的調(diào)速與定位,從而實現(xiàn)了自動

9、化倉庫各庫位的進出料控制。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:1喬玉晶,呂寧.立體倉庫巷道堆垛機控制系統(tǒng)設(shè)計J.工2王濱生,孫晶.PLC在步進電機驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用J.機3歐姆龍E6A2旋轉(zhuǎn)編碼器說明書.PLC-Based Control System Design of Automated Stereoscopic Warehouse ModelWANG Hui(Shanxi Insititute of Mechanical and Electrical Engineering,Changzhi,Shanxi046011Abstac

10、t:This paper 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 warehouse