自动化智能立体仓储系统设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告题目：自动化智能立体仓储系统设计院（系）：中原工学院继续教育学院专业：工业自动化学号：070114200147姓名：指导教师：填表日期：2015.12毕业设计（论文）开题报告1．本课题的目的及研究意义1选该课题的目的：随着企业的持续稳定发展，经济全球化步伐也迅速，我国的工业也出现了翻天覆地的变化，一方面高科技的加工工艺越来越得到推广，加工效率也得到了大大的提高。与此同时原有的物流和仓储系统已不能满足新形势的要求,建立一个集物流、信息流和资金流于一身的自动化物流管理中心,从而降低企业综合物流成本,提高企业综合效益便成为目前亟待解决的问题。自动化立体仓库是指在不直接进行人工处理的情况下,自动地完成物品仓储和取出的系统,它以高层立体货架为主体,以成套搬运设备为基础,是集自动控制技术、通信技术、机电技术于一体的高效率、大容量存储机构。PLC作为一种工业控制计算机,具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、多种控制功能、网络技术和优越的性价比等性能,是目前广泛应用的控制装置之一。自动化立体仓库的出现,实现了仓库功能从单纯保管型向综合流通型的转变，而且自动化立体仓库是现代物流与仓储系统的重要组成部分，具有货物存取效率高和自动化程度高、很强的入出库能力等优点。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。2研究意义：（1）通过思考和动手，极大的锻炼了自己的自学能力，同时也提高了PLC方面的知识，为以后的运用打下扎实的基础。（2）对智能存储过程和功能的实现有比较清晰的理解。2．本课题的国内外的研究现状立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，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，该库1980年投入运行。到2003年为止，我国自动化立体仓库数量已超过200座。立体仓库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。毕业设计（论文）开题报告3.本课题的研究内容1.硬件：（1）货架：货架的设计是立体仓库设计的一项重要内容，它直接影响到立体仓库面积和空间的利用率。（2）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。（3）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、升降移载机、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。（4）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2.软件设计：（1）确定系统总体设计方案。设计一个16仓位的立体仓库，仓位库体由四层十六个仓位组成，其中0号位为停车起始位置，1到16号分别为停车位。（2）设计硬件系统的电路原理图，包括采样电路、电液比例控制回路、控制系统主电路及控制电路设计（包括数据传输、信号控制、报警等）。采用可编程控制器(PLC)作为控制系统的核心，触摸屏做输入和显示模块，设计良好的人机界面，实现对立体仓库的监测控制。（3）设计控制系统的PLCI/O接线图、PLC程序的总体结构图、顺序功能图和梯形图（包括公用程序、手动程序、自动程序、信号显示和故障报警程序等程序的梯形图）。选择电器元件和设计控制算法；编写指令程序清单；调试通过系统程序。在立体仓库硬件系统当中，堆垛机是仓库中最重要的搬运设备.而随着立体仓库的产生之后,出现了巷道式堆垛机.它的主要用途是在高层货架的巷道内来回穿梭运行，将位于巷道口的货物放入库位；或者取出库位内的货物运送到巷道口；或者将货物从一个库位放入另一个库位。堆垛机的运行路径只能采用水平直线运行和竖直直线运行。所以采用导轨来代替普通的轮轨驱动。在该立体仓库系统中堆垛机的寻址方式采用的是相对数字认址系统。即采用计数的方式来表示堆垛机实际运行的路程。在硬件部分已经提到该在立体仓库中堆垛机的水平方向和竖直方向滑块上均装有光电传感器，同时在每个库位的进出叉口都装有遮光片，由光电传感器的原理可以知道，当遮光片遮住光电传感器时，该电路会产生一个约为24V的高平电压信号，将其作为PLC的输入之后PLC内部计数器会对其进行计数统计，PLC通过接受信号的个数来判断堆垛机移动的距离，从而实现对目的库位的寻址定位。相对数字认址系统的检测装置和地址运算程序都比较简单，所以得到了广泛的应用。4．本课题的研究方法、步骤和措施1、研究方法和手段：本文设计的立体仓库主体由底盘、4列4层16仓库体、巷道堆垛机、检测元件及电气控制元件等组成。堆垛机是立体仓库的关键部件，负责全部货物的入库、出库承运作业，可实现三个自由度（X、Y、Z轴）的运动。X轴方向与Y轴方向即堆垛机的水平与垂直运动由步进电机拖动，Z轴由直流电机拖动，该立体仓库控制系统的要求是实现基本的“存/取”货物功能。（1）了解立体仓库的结构、存取工作要求以及工作流程。（2）用可编程控制器PLC编写立体仓库控制系统，实现存取功能。2、设计方案步骤（1）深入了解和分析立体仓库控制系统的功能要求。（2）确定I/O设备。根据立体仓库控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备。（3）根据I/O点数选择合适的PLC类型。（4）分配I/O点，分配PLC的输入输出点，编制出输入输出端子的接线图。（5）设计立体仓库系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序，这是整个立体仓库系统设计的核心工作。（6）将程序输入PLC进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。（7）立体仓库整体调试，在PLC软硬件设计和现场施工完成后就可以进行整个系统的联机调试，调试中发现的问题要逐个排除，直至调试成功。3、课题设计的难点本次课程设计的难点是对于堆垛机的了解和控制。堆垛机是整个立体仓库的核心，主要是通过它的运动控制来实现各种进库、出库。4、课题设计的关键技术立体仓库的运动控制是设计的关键，本系统中堆垛机由水平、垂直及伸叉机构三部分组成。水平、垂直部分运动分别由X轴、Y轴步进电动机驱动丝杠完成，伸叉机构由上层的铲叉和底层的丝杠传动机构组成，铲叉可前后伸缩，其运动由Z轴直流电动机正反转控制。