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隨著生活水平與生產(chǎn)力的提高, 現(xiàn)代物流業(yè)逐漸顯現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢, 傳統(tǒng)的倉儲模式已不能滿足巨大的貨存需要, 所以自動倉儲系統(tǒng)就顯示出它的功效[1]。自動倉儲是現(xiàn)代物流發(fā)展的重要組成部分, 它可以充分利用原有空間, 它具有節(jié)約用地、減輕勞動強(qiáng)度、消除差錯、提高倉儲自動化水平及管理水平、提高管理和操作人員素質(zhì)、降低儲運(yùn)損耗、有效減少流動資金的積壓、提高物流效率等諸多優(yōu)點(diǎn), 可以更好地為人們所用[2]。本設(shè)計是用組態(tài)王軟件和西門子S7-200 PLC的自動立體倉庫實驗教學(xué)模擬裝置來模擬一個小型自動化立體倉庫, 來體現(xiàn)自動化立體倉庫的便捷性、控制性。

倉庫硬件一般由立體框架式庫位、三維運(yùn)動叉車、控制器、開關(guān)電源、光電傳感器、限位開關(guān)等組成, 如圖1所示[3,4,5]。

圖1 自動化立體倉庫設(shè)備實圖  下載原圖

1.立體框架式庫位;2.三維運(yùn)動叉車;3.叉車;4.水平運(yùn)動電機(jī);5.垂直運(yùn)動電機(jī);6.進(jìn)出移動電機(jī);7.操控盤;8.控制器;9.電機(jī)驅(qū)動板;10.直流電源

根據(jù)控制要求準(zhǔn)確統(tǒng)計出被控設(shè)備對數(shù)需求量, 然后在實際統(tǒng)計的I/O點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上增加15%~20%的備用量, 以便以后調(diào)整和擴(kuò)充[6]。同時要充分利用好輸入和輸出擴(kuò)展單元, 提高主機(jī)的利用率。在確定好I/O點(diǎn)數(shù)后, 還要注意它的性質(zhì)、類型和參數(shù)[7,8]。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的流程如圖2所示。

圖2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計流程  下載原圖

PLC系統(tǒng)組成及外部接線如圖3、4、5、6所示:

本設(shè)計是利用西門子S-200系列的PLC來進(jìn)行課題的研究和討論的。首先根據(jù)控制要求編制控制梯形圖。梯形圖包括:初始化程序, 對三維運(yùn)動叉車的運(yùn)行定位, 出庫、入庫、確認(rèn)編碼, 入庫、出庫行進(jìn)過程, 出庫出叉, 出入庫完成后跳轉(zhuǎn)等[9,10]。

圖5 模擬量模塊接線圖  下載原圖

圖6 直流電機(jī)驅(qū)動電路接線圖  下載原圖

系統(tǒng)設(shè)計包括定義IO設(shè)備、構(gòu)造數(shù)據(jù)庫、創(chuàng)建組態(tài)畫面、變量連接、系統(tǒng)加密等。相關(guān)界面如圖7、8、9、10所示:

通過V4.0STEP7Micro WINSP3編程軟件編寫好程序, 編譯無誤, 通過PC/PPI串口通信線與PLC建立PC/PPI串口通信關(guān)系, 通訊建立成功之后, 此時可點(diǎn)擊下載PLC下載程序。通過數(shù)據(jù)的交換, 還能通過V4.0STEP7Micro WIN SP3編程軟件在PC機(jī)上監(jiān)控PLC的運(yùn)行狀態(tài)。

打開所建立起來的自動倉儲監(jiān)控工程, PLC通過PC/PP串口通訊線與PC機(jī)進(jìn)行通訊連接。連接成功后, 重新啟動PLC, 通過外部開關(guān)量輸入, 在PC機(jī)監(jiān)控是否有動作, 動作是否正確。另外, 通過PC機(jī)操作, 觀察現(xiàn)場設(shè)備是否有動作以及動作的正誤。系統(tǒng)界面如圖11所示:

圖1 1 自動化立體倉庫系統(tǒng)界面  下載原圖

本文設(shè)計了倉儲監(jiān)控系統(tǒng), 實現(xiàn)了PLC對自動化立體倉庫的控制和利用組態(tài)軟件對其進(jìn)行監(jiān)控。但是, 本研究沒有考慮材料成本等方面, 后續(xù)研究中除了要考慮所用材料性價比, 還可以用于實踐檢驗, 以期得到更好的效果。