基于PLC控制的自动化立体仓库仿真研究.pdf

l 訇 似 基于P L C 控制的 自动化立体仓库仿真研究 Bas ed on PLC cont r ol of aut om at ed w ar ehous e si m ul a t i on s t udy 赵洪涛 ，刘家骏 Z H A0 H o n g t a o ． L I U J i a - j u n 淮安信息职业技术学院，淮安 2 2 3 0 0 3 摘要 随着现代物流信息的高速发展，对物料的存储及搬运实现高效便捷化的要求也越来越高。自动 化立体仓库可以实现对物料进行科学的存储以及搬运。由于我国现阶段自动化立体仓库存在一 个很大的缺陷一低效率的自动化，采用传统的控制方法在自动化程度的实现上表现很弱且具有 可靠性低、抗干扰的能力差、不便于维修、高功耗等一些- -T,。基于此，本文分析了利用可移 植性很强的P L C 实现立体仓库的全自动化控制与管理并结合组态软件进行监控。 关键词 P L - C；自动化控制 ；自动化立体仓库 ；监控系统 中国分类号 T P2 7 3 文献标识码 A 文章编号1 0 0 9 - 0 1 3 4 2 o i 2 0 9 下 - 0 1 2 6 -0 2 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 - 0 1 3 4 ． 2 0 1 2 ． 9 下 ． 4 0 0 引言 在当今世界时间就是金钱 ，保 证物料在有限 的时间内能及 时的进行货物 的提取 同时保证没有 呆料的 出现 ，一门综合 了系统设 备的控制 、 自动 化控制和数 据库的管理控制 等相关控制技术的工 程技术 自动化立体仓库 在这样的背景下 出现并 发展壮大。 自动化立体仓库是通过利用计算机进 行管理并加 以控制 ，对于物料 的存储 以及搬运能 够按照 系统设计好的程序进行 自动 的运行 的仓储 系统 ，在无人直接参与的情 况下实现物料 的 自动 存取且实现仓库 中物料的数 量信息和计算机 中的 数据信息一致。 自动化立体 仓库 由高层次 立体式 货架 、堆垛机、传输装置、计算机 系统、 自动化 系统 以及 围绕仓库 中物料的管理上的一些周边搬 运系统组成 。 先进的 自动化立体 仓库能实现土地 资源的节 省 ；实现物料 的随机化 的存储 ；在物料的利用上 保证 1 0 0 ％，使得物料保证先进先 出；在物料 的管 理 上可以做到防盗 以及防损 ；减轻劳动 强度；实 现 物料管理 的智能化，做到计算机 中数据信息与 仓 库 中物料的实际存储量的一致性；便于呆料翻 查 和节约成本。本研究针对基 于 P L C的控制方式 实现 自动化立体仓库的控制管理 。 1 P L C 控制技术 本论 文对 自动化立体仓库 的研究实现上是通 过 P L C技术的利用 。基于 P L C技术的控制能够保 证设备工作上协调性。 1 ． 1 P L C简介 P L C是能够进行数字化处理方式的电子控制 装置 ，它专 门应用在工业生产设计上。实质上就 是应用在工业环境下的计算机 ，如图 1 所示。 图1 P L C 的组成等效图 1 ． 2 控制方案设计 在 自动化立体仓库 系统 中对物料堆垛机 的应 用可 以实现 立体仓 库的 自动控 制，如图 2所 示。 而这其 中最关键的地方就在于 在物料 的存储及搬 运上 能 够按 照程 序设 定好 的方 式进 行 入库 和 出 库 ，而对于这一 过程 的操作方 式 目前 实际控 制中 有很 多实现 ，包括通过利用继 电器 的原理 可以实 现这样一个存储及搬运过程 ，还可以通过单 片机 以及 P L C实现这一控制。但是值得 一提的就是堆 垛设备对于物料不仅仅是堆垛 ，还具有其 他的功 能 ，也 就 是 真 正 价 值 体 现 的 依 据 是 自动 化 立 体 仓 库 系统 ，保证在整个 系统 中所有的设备工作的协 调统一 。相较于继 电器和单片机，应用 P L C系统 收稿日期2 0 1 2 - 0 7 0 5 作者简介赵洪涛 1 9 6 3 一，男，江苏淮阴人，副教授 ，高级工程师，主要从事电子技术方面的教学研究工作。 [ 1 2 6 1 第3 4 卷第9 期2 0 1 2 - 9 下 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 参I 匐 似 可以实现 控制上的优 良性 。控制 网络 的构成主要 是主站和从站 ，主站 由一 台 P C或者一台 P L C组 成 ，从 站 由多 台 P L C组 成 。以可编 程逻 辑 控制 器 P L C为 中心 ，实现 下位 机 与上位 机之 间的通 信 ，进而 使得整 个仓库 系统实现 自动 化的控制 ， 如 图 3所 示 。 托盘 ～ 口口 [ 三 二 ] ] 口带 [ 口} j r _ 1 1 ． 3 监控系统 通过 P L C控制技 术的应用 ，使得立体仓库 系 统实现 自动化 的过程 控制。再通过组态王监控软 件进行过程 中环节 的监控。具体 的可 以应用通 用 的监控系统 MC GS ，通过采集现场控制过程 中 的数 据然后加 以处理 。最后形成一套能够在实 际 应 用 中完成 问题解决 的实现方案 ，通过 多种形式 加 以输 出，即动 态的画面效果显示 、实时的监控 报警 、流程 环节控制 以及输 出报 表等。首先要 完 成 的就 是实现画面 的监控建立 ，主要包含的显示 画面有 温 ／ 湿控制 、货架 、物料存 ／ 取模式、物 料位置 等相应的显示 画面 ；其 次是完成对数据实 时监控并存储的数 据库的建立，进而对其 中的数 据对象加 以定义 。其 中涉及到的数据对象主要包 含 开关型的数据对象即针对于 P L C控制 系统 中 的 I ／ O端 、数值型的数据对象即针对于堆垛机具体 的运行动 画以及一些和具体的控制过程相关的数 据对象等 ；最后就是完成所有画面的动态连接。 1 ． 4 仿真测试 取货 的命令被 响应 后，基于 已经 完成设定 的 I ／ O端 口，设定相应的位移量利用数据的移位指令 为双字节 ，使两路分别位于 x轴和 Y轴的步进 电 机 同时进行正 向的转动，以接近各 自目标点进行 运动 。 当目标点值到达后，两路步进电机就停止动作 并发出相应的信号，这时完成相应的响应动作的是 分别完成对 x轴和 z轴的步进 电机进行驱动的器 件，主要动作行为是 X轴的驱动器完成与相应的 步进电机动作行为的断开，z轴 的动作行为正好与 之 相反。与此同时，z轴上 的步进电机对 P L C控 制器发出的信号进行接收，动作上完成正 向转动 ， 运动接近其 目标点值。到达后就停止运动。 动 作停 止后完成 0 ． 5 s 的延时，为下一个动作 执行做准 备。Y轴的步进 电机进行反 向的转动 完 成下降的动作 ，之后工作台就要对物料进行存取 ， 到达 目标 点值后停 止动作。再 进行 0 ． 5 s 延时 ，z 轴 的步进 电机进行反 向的转动返 回初始位置。位 置到达后 ，动作停止 ，相应的继电控制器复位。Y 轴和 z轴的步进电机都完成相应的动作 。 设定相应 的位移量利用数据 的移位指令且是 双字节 的，使两路分别位于 x轴和 Y轴的步进电 机 同时进行反 向的转动 ，具体 的动作是返 回初始 位置。到达后，两路 电机动作停止回到初始位置， 物料就完成了初始位置的送达。 物料到达初始位置后 ，z轴的步进电机通过其 转动方向的不同完成 不同的动作使得物料最终得 以放下。动作行为 的完成 与设定程序 的步进指令 相符。这就 完成 了物料 的设定仓位 的取 出和送回 的动作过程 ，如图 4所示。 2 结束语 随着应用在立体仓库上的相关控制技 术的不 断进步， 自动化立体仓库对物料存储及搬运更加 高效以及安全可靠，作为生产企业在实际生产上 【 下转第1 3 3 页】 第3 4 卷第9 期2 0 1 2 - 9 下 [ 1 2 7 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m