基于PLC的立体仓库设计

河南科技大学毕业设计（论文）1基于PLC的立体仓库设计摘要随着国民经济的飞速发展，自动化立体仓库必然会在各行各业中得到越来越广泛的应用。自动化立体仓库是现代物流系统的重要组成部件，是一种多层存放货物的高架仓库系统，有自动控制与管理系统、高位货架、巷道堆垛机、自动入库、自动出库、计算机管理控制系统以及其他辅助设备组成。本仓库模型控制系统是根据自动化立体仓库与性的基本原理而设计的。在整个控制系统中以松下系列PLC作为核心控制元件，专用键盘作为人机接口不见，控制步进电动机来驱动一个有三个自由度的仓库模型在轨道上做三维运动。以步进电动机从0号仓位中心轴移动到1号仓位中心轴输出的脉冲数为基础，通过键盘对每个仓位予以地址编码，通过PLC对命令键盘进行扫描并得到相应的仓位号，当PLC接收到来自键盘的输入命令后，便输出对应仓位的脉冲数，经过驱动器驱动步进电动机按设定的方向转动一定的角度，进而控制传动部件丝杠旋转进行准确的定位，已完成货物的存取功能。另外，为了保证整个控制系统运行的稳定性和可靠性，我还采用了限位开关对其进行限位保护。本文首先对该课题的可行性及课题实行的现实意义和价值进行了介绍；其次对该系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析；再次对本控制系统的核心——软件进行了编写，论文中有梯形图和原理图；最后对设计本课题所学到的知识和结论进行归纳和总结，并对本论文有待完善的地方进行了扼要的说明。关键字：立体仓库，可编程控制器（PLC），步进电动机，物流管理河南科技大学毕业设计（论文）2THEDESIGNOFSTEREOSCOPICWAREHOUSEBASEDONPLCABSTRACTWiththerapiddevelopmentofnationaleconomy,theautomationstereoscopicwarehousegetmoreandmoreextensiveapplicationinalltradesandprofessions.Automatedwarehouseisanimportantpartofmodernlogisticssystem,elevatedwarehousesystemforamulti-layerstorageofgoods,iscomposedofautomaticcontrolandmanagementsystem,highshelves,stackingmachine,automaticstorage,automaticwarehouse,computercontrolsystemandotherauxiliaryequipment.Thewarehousemodelofthecontrolsystemisdesignedaccordingtothebasicprinciplesoftheautomatedwarehouseandthe.InthewholecontrolsysteminordertoPanasonicseriesofPLCasthecorecontrolcomponents,specialkeyboardastheman-machineinterfacedoesnotsee,controlthesteppermotortodriveathreedegreeoffreedomofthewarehousemodel3Dmotioninorbit.Steppermotorfrom0positionsthecentralaxismovestothe1positionthecentershaftoutputpulsenumberasthefoundation,throughthekeyboardtoaddresscodeforeachposition,getthecorrespondingpositions,throughthePLCcommandkeyboardscanand,whenPLCreceivescommandsfromthekeyboardinput,pulseoutputscorrespondingpositionsafterthedriver,steppingmotortorotateacertainangleaccordingtothesetdirection,thencontrolthetransmissionpartsscrewrotationforaccuratepositioning,finishedgoodsaccessfunction.Inaddition,inordertoguaranteethecontrolsystemstabilityandreliability,Ialsousedthelimitswitchlimitprotectionforit.Thispaperintroducesthefeasibilityandthesubjectoftheimplementationofpracticalsignificanceandvalue;secondly,thesystemhardwarecomposition,structure,principlearedescribedandanalyzed;thecoreofthecontrolsystemagain--softwarehasbeenwritten,theladdershapeddiagramandschematicdiagram;attheendofthepaperknowledgeandconclusionsaresummarized,andtheperfectplacetobeabriefdescription.KEYWORDS:stereowarehouse,programmablelogiccontroller(PLC),steppermotor,logisticsmanagement河南科技大学毕业设计（论文）3目录前言..................................................4第一章系统总体设计.......................................6第二章系统硬件设计........................................7§2.1控制系统结构设计..................................7§2.2PLC的选型.........................................8§2.3步进电机的原理与选择..............................9§2.4传感器的选择.....................................18§2.5I/O地址分配表及电气原理图设计.................23第三章系统软件设计......................................25§3.1PLC梯形图概述....................................25§3.2系统流程图.......................................26§3.3梯形图的设计.....................................27§3.4系统调试.........................................27§3.4.1梯形图程序下载（传送）.......................27§3.4.2程序运行过程记录..............................27§3.4.3调试方法.....................................29结论.................................................30参考文献.................................................31致谢.................................................32附录.................................................33河南科技大学毕业设计（论文）4前言自动化立体仓库是现代物流与仓储系统的重要组成部分。立体仓库集机械、电子、控制、计算机技术于一体，具有科技含量高，货物存取效率高和自动化程度高等优点。而PLC功能强大，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便，易于实现机电一体化。完全满足立体仓库工作环境和控制系统的要求。本仓库模型控制系统是根基自动化立体仓库运行的基本原理而设计的。在整个控制系统中以三菱FX2N系列PLC作为核心控制元件，专用键盘作为人机接口部件，控制步进电动机来驱动一个有三个自由度的仓库模型在高强度导轨上做三维运动。以步进电动机没转输出的脉冲数为基础，通过键盘对每个仓位予以地址编码，通过PLC对命令键盘进行扫描并得到相应的仓位号，当PLC接收到来自键盘的输入命令后，使输出对应仓位的脉冲数，经过驱动器驱动步进电动机按设定的方向转动一定角度，进而控制传动部件丝杠旋转进行准确的定位，以完成货物的存取功能。另外，为了保证整个控制系统运行的稳定性和可靠性，我们还采用了县委开关对其进行限位保护。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，减少了浪费，保证均衡生产，也提高了操作人员素质和管理人员的水平自动化立体仓库诞生于美国，随后传到欧洲各国和日本。经过几十年的发展，自动化立体仓库在国外已经比较成熟，货物的入库、移动、配装、出库等都通过计算机控制托盘、货架铲车和吊车进行。相比较来说，美国对自动化立体仓库重视理论研究，侧重于消费者，具有超前性和创新性;日本比较注重实际，把重点放在控制成本和加强管理上，努力提高管理水平和自动化水平、加强服务专业化及构筑绿色物流体系;德国更重视自动化立体仓库的综合性、系统性，强调整体优化、高度的规范化、有序化前提下的社会化、网络化、标准化、多功能化与绿色化我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始得并不晚，1963年研制成第一台桥式堆垛起重机，1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库(高15m，机械部起重所负责)，该库1983年投入运行。目前，自动化立体仓库在我国得到了广泛的应用和发展，据不完全统计，截止到2005年底，全国自动化立体库的数量超过400座，2005年国内建设的自动化立体库在50座左右。巷道堆垛作业双循环次数由最初的15~20次/h提高到50~70次/h，仓库的利用效率高达96%~98%;仓库的规模由最初的几百个、几千个货位发展到几万个、十几万个货位;大型自动化立体仓库每小时可完成500~800次出入库作业。但当前我国自动化立体仓库使用中还存在着利用率低、效果不明显、规模不确定、优势不突出等问题。近年来许多高校、科研院所和企业在自动化立体仓库方面进行着研究。有对自动化立体仓库货架拣选优化问题进行了多方面的、河南科技大学毕业设计（论文）5系统的研究。有自动化立体仓库设计的研究。太原刚玉物流工程有限公司等企业供应自动化立体仓库及其主要设备，其对自动化立体仓库及其主要设备的设计、运行、维护等进行了较多的研究。当前，国内对立体仓库的研究主要集中在以下几个方面:（1）自动化立体仓库的设计方面的研究。（2）自动化立体仓库主要设备和相关技术的研究、开发和应用。（3）通过研究自动化立体仓库的控制及管理技术，开发可靠的、方便的、可扩展的控制和管理系统，对立体仓库进行信息管理。（4）运用一定的算法或软件对自动化立体仓库的存取路径、库存控制、出入库频率、倒库、库位优化等进行建模仿真并根据仿真结果进行优化。（5）对自动化立体仓库效率的研究。（6）对自动化立体仓库其他方面如故障诊断和建立新的自动化立体仓库标准进行有关的研究课题的主要任