立体仓库模拟装置的设计及控制PLC控制类控制部分设计.doc

《立体仓库模拟装置的设计及控制PLC控制类控制部分设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《立体仓库模拟装置的设计及控制PLC控制类控制部分设计.doc（15页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、郑州大学现代远程教育毕 业 设 计题 目：立体仓库模拟装置的设计及控制(PLC控制类)控制局部设计入 学 年 月 姓 名_ _ _学 号_ _专 业_ 机电一体化_学 习 中 心_指 导 教 师_完成时间2021年1月8日立体仓库模拟装置的设计及控制(PLC控制类)控制局部设计摘 要立体仓库的生产与开展是现代物流体系开展的要求与信息及时进步的结果。上世界60年代以来，美、日、欧洲等国家与地区设计与投入的立体仓库越来越多，立体仓库存储技术已成为了一门新兴的学科。其中的是将物料存放在正确的位置，以便随时向制造系统供给物料，与搬运设备(如AGV、有轨小车、传送带)衔接，可靠及时供给物料。可编程控制P

2、LC是实现自动化立体仓库的一种重要方式，并且可编程控制器的开展特点是更加适应于现代化工业的需要，可实现立体仓库的出库，进库等任务，是自动化立体仓库的核心部件，对其控制系统的研究具有广阔的应用前景。关键词：立体仓库；PLC；控制系统目 录第一章 绪论111立体仓库的定义212本文主要研究内容3第二章立体仓库控制系统设计 34立体仓库控制系统总体构造图455自动化仓库的自动寻址6自动识别系统6堆垛机自动控制系统6监控调度系统7计算机管理系统8第三章 总结与展望9参考文献10致谢10第一章 绪论当今社会仓储、物流等概念已经逐渐为广阔公众所了解，其相应的管理技术也在许多大、中型企业付诸实施。计算机自控

3、技术飞速开展，为现代企业的物流管理提供了重要的技术支持。自动化立体仓库就是自控技术在物流管理上的一个很好的应用。自动化立体仓库不仅具有节省用地、减轻劳动强度、提高物流效率、降低储运损耗、减少流动资金积压等功能，而且在沟通物流信息、衔接产需、保证生产均衡、合理利用资源、进展科学储藏与生产经营决策等方面发挥着独特的作用，使人们真正享受到现代计算机技术应用于企业物流管理的益处。11立体仓库的定义 高层货架仓库简称高价仓库，一般是指采用几层，十几层乃至几十层高的货架存储单元货物，用相应的物料搬运设备进展货物入库与出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间存储货物。这类形象地将其称为：立体仓库“ 立体仓

4、库产生于50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库，50年代摸60年代初期出现了司机炒作的巷道式堆垛起重机立体仓库，1963年美国率先在高价仓库中采用了计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的看立体仓库，此后自动化立体仓库在美国与欧洲得到了迅猛的开展，并称成了专门的学科。60年代中期，日本开场了兴建立体仓库，并且开展的速度越来越快，成为了当今世界拥有了自动化立体仓库做多的国家之一。 我国对立体仓库极其物料搬运设备的研制开场的并不晚，1963年开场研制成第一台桥式堆垛起重机，1973年开场研制我国第一台由计算机控制的自动化立体仓库，该仓库由1980年投入运行，到2003年为止，我国自动化

5、立体仓库超过200座，立体仓库由于与有很高的空间利用率，很强的入出库能力，采用计算机进展控制管理而利于实施现代化管理的特点，已成为企业物流与生产管理不可缺少的仓储技术，越来越多的受到企业的重视。 自动化立体仓库是由于立体货架，有轨巷道堆垛机，出入库托盘输送机系统，尺寸检测条码阅读系统，通信系统，自动控制系统，计算机监控系统，计算机管理系统以及其他的入电缆桥架配电柜，托盘，调节平台，钢构造平台等辅助设备组成的复杂的自动化系统运用一流的集成化物流理念，采用先进的控制，总线，通讯与信息技术，通过以后设备的协调动作，按照用户的需要完成指定货物自动有序，快速准确，搞笑的入库出库作业 与传统的货物仓库相比

6、拟，自动化仓库与有趣多的突出功能，主要包括以下四大方面：大大提高了空间利用率，应用先进物流系统优化企业生产管理，加快货物存取，减轻劳动强度，提高生产效率，减少库存资金积压。而且使用低动画立体仓库可以产生于大的社会效应与经济效益，是存储空间从地面向高空开展，大大提高了空间的利用率；自动化立体仓库采用层积式存放，结合计算机管理，可以很容易实现先入，防止货物的自然老化，变质与损坏；加快了运行与处理速度，提高了劳动效率，降低炒作人员的劳动强度，采用自动化技术后，还能较好的适应黑暗，地温，污染，有毒与易爆等特殊场合的物品存储需要；计算机控制能够准确无误的对各种信息进展存储与管理，减少了货物处理与信息处理

7、过程中的过失，同时借助于计算机管理还能有效的利用仓库存储能力，便于清点与盘算，合理减少库存，加快资金周转，节约劳动资金，从而提高仓库管理水平，自动化仓库的信息系统可以与企业的生产信息系统集成，实现了企业信息管理的自动化。同时，由于使用自动化仓库，促进企业的科学管理，减少浪费，保证均衡生产，也提高了炒作人员素质与管理人员的水平。12本文主要研究内容本文主要研究的是PLC在立体仓库模拟装置的控制系统中的应用。其中控制系统设计有四自由度机械手控制，货物能实现上下、左右及前后运动，而且操作方便。输入对应的仓库号，便可自动存/取货物。第二章 立体仓库控制系统设计1、系统功能及运行方式 立体仓库具有车间的

8、物流管理以及作业调度与堆垛机的自动控制系统功能。在立体仓库中物流工作站主机采用PIII计算机，多任务实时炒作系统，QRACLE数据库，TCP/IP网络等支持软件，C语言编程，实现了对立体仓库的动态管理与作业监控，堆垛机控制系统采用可编程序控制器，使用梯形图言语编程，控制系统与管理监控系统之间实现联机通讯，骑堆垛机空竹系统具有多种功能，可满足该物流系统的要求 2、多种控制及作业方式 为了实现立体仓库的自动存取，就必须开发堆垛机控制器，这套具有三种不同技能的控制器：1在线自动运行；2离线自运行；3人工手动运行。而实际运行中已在线自动运行为主，其他2种方式为调试与维修的辅助手电，按照本控制器的设计，

9、可在物流工作站的调度系统中结合成各种可能的堆垛机作业方式3、多种见车及保护功能 本控制系统中既有水平与垂直方向的认址检测，左右的货位探测，两种货物高度的检测，货物不正的检测记忆载货台占位/空位情况的检测。例外，还具有货叉置，机电故障检测，水平及垂直终点附近的限速及停车检查等，以保证堆垛机作业的正常运行。以上检测大局部是光电检测，提高了可靠性与反响速度。在物流中有三条辊道传输带、三个出入货站台、一个四自由度机械手，一个全自动堆垛机以及两排货价组成。将系统中的传感器、执行器与可编程控制器连接，通过编制相应的程序，就可以用可编程序控器来控制物流工序。立体控制系统分为三个局部：辊道控制、机械手控制、堆

10、垛机控制。在设计该控制系统时，采用两台松下FPO系列PLC作为立体仓库的控制装置，如图1所示。其中#1PLC主要用来控制辊道局部与堆垛机局部，#2PLC主要用来控制四自由度机械手，2台PLC通过CCLink网络连通，通过在两台PLC间的数据交换实现三个被控局部之间的协调动作，实现综合控制。在控制系统中配置了一台上位机，通过RS232与PLC相连，上位机一方面用于两台PLC控制程序的编辑，下载以及调试，另一方面，上位机用来监视、管理自动化立体仓库系统。在此系统中使用三个变频器分别来控制三个辊道传送带的运转。辊道可以在正、反两个方向运转，可以根据进货与出货的需要来使用辊道，进展自由组态。变频器有很

11、高的运行可靠与功能多样性，降低了电动机运行噪撀 ，全面而完善的保护功能为电动机提供了良好的保护性能。这里使用的是OMRON公司的3G3MZ系列的变频器。对四自由度机械手的控制时，执行部件使用的是北京斯达特机电科技开展生产的2相8拍混合式步进电机42BYGH101，X轴伸缩，Z轴升降、底盘回转与机械手腕回转分别使用四个步进电动机。使用两个步进电动机分别控制堆垛机的升降与行走，而货叉控制使用直流电动机执行元件。对这六个步进电动机的控制实际上是对它们对应驱动器的控制。本系统中使用SH2H057型号的步进电机驱动来驱动步进电动机的运行。1、PLCPLC是近年来开展极为迅速这、应用极为广泛的工业控制装置

12、。它将传统的继电器控制技术、自动化技术、计算机控制技术与通信技术融为一体专门为工业控制而设计、具有可靠性高、功能强、编程简单、使用方便、环境适应性好以及体积小、功耗低等特点；具有根本控制功能，模拟控制功能、定位控制功能、网络通信功能、自诊断功能、显示监控功能等，可以满足对工业生产进展监视与控制的绝大多数场合的需要。PLC最常用的语言是面向控制的梯形图语言，它采用了与实际电器原理图非常接近的图形编程方式，易学易用。2、传感器信息处理技术取得的进展以及微处理器与计算机技术的高速开展，都需要在传感器的开发方而有相应的进展。微处理器现在已经在测量与控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作

13、为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统与机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个构造组成，其重要性变得越来越明显。3、堆垛机 堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备，通过手动操作、半自动操作或全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。它由机架上横梁、下横梁、立柱、水平行走机构、提升机构、载货台、货叉及电气控制系统构成。 堆垛机形成确实定：堆垛机形成多种多样，包括单轨巷道式堆垛机、双轨巷道式堆垛机、轨巷道式堆株机、单立柱型堆垛机、双立柱型堆垛机等等。 堆垛速度确实定：根据仓库的流量要求，计算出堆垛机的水平速度、提升速度及为货叉速度。 其它参数及配置：据仓库现场情况及

14、用户的要求选这定堆垛机的定位方式、通讯方式等。堆垛机的配置可高可低，视具体情况而定。4、输送系统根据物流图，合理选择输送机的类型，包括：辊道输送机、链条输送机、皮带输送机、提升机等。同时，还要根据仓库的瞬时流量合理确定输送系统的速度。5、其它辅助设备根据仓库的工艺流程及用户的一些特殊要求，可适当增加一些辅助设备，包括：手持终端、叉车、平衡吊等。6、初步设计控制系统及仓库管理系统WMS的各功能模块根据仓库的工艺流程及用户的要求，合理设计控制系统及仓库管理系统WMS，控制系统及仓库管理系统一般采用模块化设计，便于升级与维护。7、仿真模拟整套系统在有条件的情况下，对整套系统进展仿真模拟，可以对立体仓

15、库的贮运工作进展较为直观的描述，发现其中的一 些问题与缺乏，并作出相应的更正，以优化整个AS/RS系统。自动化仓库的自动寻址 立体仓库的自动寻址训是自动寻找存入/提取货物的位置，计算机控制的自动化仓库都具有自动寻址的功能。在同一巷道内的货位地址由三个参数组成：第几排货架；第几层货格；左侧或右侧。当自动化仓库接收到上级管理机的存取地址后，即向指定货位的方向运行。运行中 ，安装在堆垛机上的传感器不断检测位置信息，计算判断是否到位 。自动识别系统 AS/RS的货物管理根本技术是对货物进展自动识别与跟踪。自动识别是指在没有人工干预的情况下对物米流动过程中某一活动关键特性确实定，每一关键特性都与生产活动

16、有关，这 些关键特性包括产品的名称、数量、设计、质量、物料来源、目的地、体积、重量与运输路线等等。这些数据被采集处理后，能用来确定产品的生产方案、运输路线、路程、库存、存储地址、销售生产、库存控制、运输文件、单据与记帐等。货物信息可以通过声、光、磁、电子等多种介质获取。具体实现时，是在生产的关键部位配备自动识别装置，将每一处所获取的信息经过计算机网络系统传输，并进展统一处理，从而实现在整个生产过程中对物料的信息跟踪。现代生产物流系统中，广泛采用条形码自动识别技术。这是因为条形码具有读取快、精度高、使用方便、本钱低、适应性好等优点。堆垛机自动控制系统 控制系统是自动化仓库运行成功的关键。没有好的

17、控制，系统运行的本钱就会很高，而效率很低。为了实现自动运转，自动化仓库内所用的各种存取设备与输送设备本身必须配备各种控制装置。这些控制装置种类较多，从普通开关与继电器，到微处理器、单片机与可编程控制器PLC，根据各自的设定功能，它们都能完成一定的控制任务。如巷道式堆垛机的控制要求就包括了位置控制、速度控制、货叉控制以及方向控制等。所有这些控制都必须要求通过各种控制装置去实现。控制系统能对搬运设备堆垛机等、运输设备输运机、小车、转轨车等进展自动控制，它是自动化仓库的核心局部之一，直接关系到仓库作业的正常进展。因此，控制系统中所采用的材料、设备、传感器与元件都应用可靠性高、寿命长、易于维护与更换的

18、产品，否那么将存在平安隐患。堆垛机的控制现多采有模块化控制方式，驱动系统一般为交流电机，无级调速。这种方式技术成熟，应用广泛，既能实现堆垛机的高速运行，又能平稳进展停车对位。在控制系统中，还应采取一系列自检与联锁保护措施，确保在工作人员操作错误时不发生事故。对机械及电器故障能进展判断、报警与向主机系统传递故障信息。控制系统应能适应多种操作方式的需要。监控调度系统 监控系统是自动化仓库的信息枢纽，是实现自动化仓库实时控制的重要组成局部，它在整个系统中起着举足轻重的作用，负责协调系统中各个局部的运行。自动化仓库系统使用了很多运行设备，各设备的运行任务、运行路径、运行方向等都需要由监控系统来统一调度

19、，按照指挥系统的命令进展货物搬运活动。在自动化仓库的实际作业过程中，监控调度系统根据主机系统的作业命令，按运行时间最短、作业间的合理配合等原那么对作业的先后顺序进他地优化组合排队，并将优化后的作业命令发送给各控制系统，对作业进程、作业信息及运行设备如堆垛机、输送机等进展实时监控。计算机管理系统 计算机管理系统主机系统是自动化仓库的指挥中 心，相当于人的大脑，它指挥着仓库中各设备的运行。它主要完成整个仓库的作业管理与账目管理，并担负着与上级系统的通信与企业信息管理系统的局部任务。自动化仓库的信息管理是基于现代信息管理理论与现代控制论而创立的一个分支。对于一个自动化仓库来说，它可以是独立的，但对于

20、一个企业，它又是其管理信息系统MIS的一个子系统。它不仅对信息进展管理，也对物流进展管理与控制，集信息流与物流于一体，是现代化企业物流与信息物流管理的重要组成局部。计算机管理系统主体系统是自动化仓库的核心。自动化仓库管理系统的主要功能是对仓库所有入、出库活动进展最正确登录与控制，并对数据进展统计分析，以便能使决策者及早发现问题，采取相应的措施，最大限度地降低库存量，加快货物流通，创造经济与社会效益。第三章 总结与展望我国从60年代末70年代初已开场研究探索立体仓库技术，直到改革开放以后，特别是近四五年，才有了突飞猛进的开展。但其中大多数均为手动操作或半自动操作，仓库帐目还是人工管理；也有不少的

21、仓库采用计算机管理，而入/出库作业还是人工控制堆垛机的方法；真正采用计算机管理与控制系统自动联接进展入/出库作业的很少。在高度自动化的生产中，仅有加工装配自动化是不够的，还必须有高度自动化的存贮系统的生产中，仅有加工与装配自动化是不够的，还必须有高度自动化的存贮系统配合，才能充分发挥自动化生产的高效益。近年来，基于PLC的立体仓库控制系统具有较高的自动化程度，已经成为生产物流仓库作为生产物流系统的枢纽与核心，是生产物流系统实现物流合理化的关越高，控制也会越来越完善。自动化立体仓库在物流工业中的优越性是显而易见的，而且随着现代科学技术的开展，这种优势越来越明显。而且，随着控制技术的开展，其效果也

22、有很大的提高。而对核心部件最重要的控制功能就是定位控制，即实现准确定位与速度控制。本文主要研究了立体仓库模拟装置的控制。 自动化物流仓储设备的技术进步，主要依赖于信息技术、计算机技术与控制技术的开展。巷道式堆垛机作为典型的机电一体化产品，其技术水平主要表达在控制系统的先进性。本系统设计的根本出发点是实用性与先进性相结合，在保证系统实用能力的前提下表达技术先进性，并为系统的进一步技术升级完善预留接口。 自动化立体仓库在我国的开展还很落后，制造工业的开展。计算机集成制造技术在中国的开展，也急需自动化仓库向更高的水平开展，随着现代工业的开展，各种高新技术的出现，同时由于市场竞争的日益剧烈，对自动化立

23、体仓库提出了更高的要求，要求实现系统的柔性化，采用灵活的输送设备与物流线路是实现物流与仓储自动化的趋势，这就要求我们不点的学习提高自己的专业素养，同时还要求加强与国外物流企业的交流合作，认真学习与吸收国外的先进技术与经历，以提高我国的自动化立体仓库的管理与设计水平。参考文献1、李广宾 立体仓库自动控制系统的设计2、刘昌褀 自动化立体仓库设计3、徐菱 劳扬健、王金诺 基于PLC的堆垛机控制设计，组合机床与自动化加工技术4、丁晓红 自动化立体仓库监控系统起重运输机械5、王霄 段智敏 自动化立体仓库的设计6、赵妍 刘志珍 张新 PLC在模拟立体仓库中的应用7刘曙光 基于PLC的立体仓库运行系统致 谢人生总是在不断的自我否认中前进，当然否认也分正误，这便早就了其中的变数种种。金无赤足，每个人总有遗憾，重要的是不要留下懊悔，崎岖山路，当自己专心去避开障碍的时候，也许过往的景物成为了时间的陪衬。愿努力没有白费，让我走到了现在。这次毕业论文能够顺利的完成，并非我一个人的功绩，是所有指导过我的教师，帮助过我的同学与一只关心支持我的家人对我的教导，帮助与鼓励的结果。我要在这里对他们表示深深地感谢！在论文完成辩论之际，向本次论文评委与辩论的各位教师，表示最诚挚的谢意!第 15 页