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新聞動(dòng)態(tài)
基于PLC的自動(dòng)化立體倉庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
來源:
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作者:sztxjd
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發(fā)布時(shí)間: 2796天前
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隨著物流事業(yè)的迅猛發(fā)展，作為物流系統(tǒng)重要環(huán)節(jié)的倉庫單層存貨人工翻找的存儲(chǔ)形式已不能滿足現(xiàn)實(shí)的要求，這時(shí)立體化倉庫這一概念被提了出來。所謂立體倉庫是指采用基層、十幾層甚至幾十層高的貨架存放單元貨物，當(dāng)貨物需入庫或出庫時(shí)，用相應(yīng)的貨物搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物進(jìn)出庫操作的倉庫。
目前自動(dòng)化立體倉庫在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)較為普遍，日本是自動(dòng)化倉庫發(fā)展最為迅速、較早數(shù)量最多的國(guó)家，此外美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家也建造了許多自動(dòng)化倉庫。發(fā)展至今，自動(dòng)化倉庫在設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)化控制等方面的技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。我國(guó)對(duì)立體倉庫機(jī)器物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開始于上個(gè)世紀(jì)60年代初期。1963年我國(guó)成功研制了第一臺(tái)橋式堆垛起重機(jī)，1973年開始研制我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉庫，并與1980年投入運(yùn)行。到2010年我國(guó)的自動(dòng)化立體倉庫已經(jīng)超過300多座。
現(xiàn)在的自動(dòng)化立體倉庫工程是一個(gè)融合多項(xiàng)技術(shù)，跨機(jī)電、電氣，光學(xué)、通信等多學(xué)科的科學(xué)。一般而言，自動(dòng)化立體倉庫主要有以下幾個(gè)部分組成：立體貨架，有軌巷道堆垛機(jī)，出入庫托盤輸送機(jī)系統(tǒng)，尺寸檢測(cè)條碼系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等。采用合理的自動(dòng)化控制系統(tǒng)加快了運(yùn)行和處理速度，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。
2 自動(dòng)化立體倉庫控制系統(tǒng)
2.1自動(dòng)化立體倉庫控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
本控制系統(tǒng)分為三個(gè)部分：輥道控制、機(jī)械手控制、堆垛機(jī)控制，控制器采用兩個(gè)plc進(jìn)行控制。1#plc主要用于控制輥道部分和堆垛機(jī)部分，2#主要用來對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制，兩臺(tái)plc通過cc-link網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)綜合控制。
在系統(tǒng)中設(shè)置了一臺(tái)上位機(jī)，其與1#plc通過rs-232相連，它的作用主要有兩個(gè)：對(duì)兩臺(tái)plc控制器程序進(jìn)行編輯、下載及調(diào)試和對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、管理。
2.2系統(tǒng)主要器件介紹
(1)堆垛機(jī)
堆垛機(jī)是整個(gè)自動(dòng)化立體倉庫的核心，我們可以通過它把貨物從一處搬到另一處，它由機(jī)架、水平行走機(jī)構(gòu)、提升機(jī)器、載貨臺(tái)、貨叉及電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成。在系統(tǒng)中，我們用四個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制堆垛機(jī)的升降和行走，利用直流電機(jī)執(zhí)行貨叉的操作。對(duì)于此處的六個(gè)步進(jìn)電機(jī)，使用sh-2h057型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)完成控制功能。
(2)變頻器
系統(tǒng)的不同機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度并不是一樣的，甚至同一機(jī)構(gòu)不同時(shí)段運(yùn)行素的也是不同的，這就要求對(duì)機(jī)構(gòu)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前調(diào)速方案中廣為流行的一種調(diào)速方案是采用變頻器調(diào)速，因此本系統(tǒng)采用變頻器調(diào)速。在系統(tǒng)的輥道上安裝有三個(gè)變頻器來控制三個(gè)輥道傳送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)，輥道可以正反兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)進(jìn)貨和出貨的需要，進(jìn)行自由組態(tài)。變頻器有很高的運(yùn)行可靠性和功能多樣性，可以降低電機(jī)運(yùn)行的噪音，容易實(shí)現(xiàn)全面完善的保護(hù)功能。本系統(tǒng)采用omron公司的3g3mz系列變頻器。
(3)傳感器
作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器在系統(tǒng)中的作用越來越重要，現(xiàn)在已經(jīng)成為自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。本系統(tǒng)中傳感器主要用于采集速度、位置信號(hào)，輸送給控制器，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速、就位功能。
(4)控制器
plc是近年來發(fā)展極為迅速、應(yīng)用極為廣泛的工業(yè)控制裝置。它將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和通信技術(shù)融入到繼電器控制技術(shù)，具有高可靠性、功能全面、編程方便、體積小禾功耗小的優(yōu)點(diǎn)。plc常用的語言是面向控制的梯形語言，采用與實(shí)際電器原理圖十分接近的圖形編程方式，簡(jiǎn)單易學(xué)，因此，本系統(tǒng)采用plc完成各種控制功能。
3 結(jié)論
在現(xiàn)代高度發(fā)展的自動(dòng)化生產(chǎn)中，僅有加工裝配自動(dòng)化是不夠的，還必須有高度自動(dòng)化的存儲(chǔ)系統(tǒng)配合，才能充分發(fā)揮自動(dòng)化生產(chǎn)的高效益。基于plc的自動(dòng)化立體倉庫控制系統(tǒng)具有較高的自動(dòng)化程度，已成為生產(chǎn)物流建設(shè)發(fā)展的潮流。自動(dòng)化倉庫與加工過程相連，可以構(gòu)成柔性加工系統(tǒng)。自動(dòng)化倉庫作為生產(chǎn)物流系統(tǒng)的核心，是生產(chǎn)物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物流合理化的關(guān)鍵。隨著plc技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化立體倉庫的實(shí)用性和可靠性也會(huì)越來越高，控制也將越來越完善。
目前自動(dòng)化立體倉庫在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)較為普遍，日本是自動(dòng)化倉庫發(fā)展最為迅速、較早數(shù)量最多的國(guó)家，此外美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家也建造了許多自動(dòng)化倉庫。發(fā)展至今，自動(dòng)化倉庫在設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)化控制等方面的技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。我國(guó)對(duì)立體倉庫機(jī)器物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開始于上個(gè)世紀(jì)60年代初期。1963年我國(guó)成功研制了第一臺(tái)橋式堆垛起重機(jī)，1973年開始研制我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉庫，并與1980年投入運(yùn)行。到2010年我國(guó)的自動(dòng)化立體倉庫已經(jīng)超過300多座。
現(xiàn)在的自動(dòng)化立體倉庫工程是一個(gè)融合多項(xiàng)技術(shù)，跨機(jī)電、電氣，光學(xué)、通信等多學(xué)科的科學(xué)。一般而言，自動(dòng)化立體倉庫主要有以下幾個(gè)部分組成：立體貨架，有軌巷道堆垛機(jī)，出入庫托盤輸送機(jī)系統(tǒng)，尺寸檢測(cè)條碼系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等。采用合理的自動(dòng)化控制系統(tǒng)加快了運(yùn)行和處理速度，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。
2 自動(dòng)化立體倉庫控制系統(tǒng)
2.1自動(dòng)化立體倉庫控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
本控制系統(tǒng)分為三個(gè)部分：輥道控制、機(jī)械手控制、堆垛機(jī)控制，控制器采用兩個(gè)plc進(jìn)行控制。1#plc主要用于控制輥道部分和堆垛機(jī)部分，2#主要用來對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制，兩臺(tái)plc通過cc-link網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)綜合控制。
在系統(tǒng)中設(shè)置了一臺(tái)上位機(jī)，其與1#plc通過rs-232相連，它的作用主要有兩個(gè)：對(duì)兩臺(tái)plc控制器程序進(jìn)行編輯、下載及調(diào)試和對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、管理。
2.2系統(tǒng)主要器件介紹
(1)堆垛機(jī)
堆垛機(jī)是整個(gè)自動(dòng)化立體倉庫的核心，我們可以通過它把貨物從一處搬到另一處，它由機(jī)架、水平行走機(jī)構(gòu)、提升機(jī)器、載貨臺(tái)、貨叉及電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成。在系統(tǒng)中，我們用四個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制堆垛機(jī)的升降和行走，利用直流電機(jī)執(zhí)行貨叉的操作。對(duì)于此處的六個(gè)步進(jìn)電機(jī)，使用sh-2h057型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)完成控制功能。
(2)變頻器
系統(tǒng)的不同機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度并不是一樣的，甚至同一機(jī)構(gòu)不同時(shí)段運(yùn)行素的也是不同的，這就要求對(duì)機(jī)構(gòu)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前調(diào)速方案中廣為流行的一種調(diào)速方案是采用變頻器調(diào)速，因此本系統(tǒng)采用變頻器調(diào)速。在系統(tǒng)的輥道上安裝有三個(gè)變頻器來控制三個(gè)輥道傳送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)，輥道可以正反兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)進(jìn)貨和出貨的需要，進(jìn)行自由組態(tài)。變頻器有很高的運(yùn)行可靠性和功能多樣性，可以降低電機(jī)運(yùn)行的噪音，容易實(shí)現(xiàn)全面完善的保護(hù)功能。本系統(tǒng)采用omron公司的3g3mz系列變頻器。
(3)傳感器
作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器在系統(tǒng)中的作用越來越重要，現(xiàn)在已經(jīng)成為自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。本系統(tǒng)中傳感器主要用于采集速度、位置信號(hào)，輸送給控制器，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速、就位功能。
(4)控制器
plc是近年來發(fā)展極為迅速、應(yīng)用極為廣泛的工業(yè)控制裝置。它將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和通信技術(shù)融入到繼電器控制技術(shù)，具有高可靠性、功能全面、編程方便、體積小禾功耗小的優(yōu)點(diǎn)。plc常用的語言是面向控制的梯形語言，采用與實(shí)際電器原理圖十分接近的圖形編程方式，簡(jiǎn)單易學(xué)，因此，本系統(tǒng)采用plc完成各種控制功能。
3 結(jié)論
在現(xiàn)代高度發(fā)展的自動(dòng)化生產(chǎn)中，僅有加工裝配自動(dòng)化是不夠的，還必須有高度自動(dòng)化的存儲(chǔ)系統(tǒng)配合，才能充分發(fā)揮自動(dòng)化生產(chǎn)的高效益。基于plc的自動(dòng)化立體倉庫控制系統(tǒng)具有較高的自動(dòng)化程度，已成為生產(chǎn)物流建設(shè)發(fā)展的潮流。自動(dòng)化倉庫與加工過程相連，可以構(gòu)成柔性加工系統(tǒng)。自動(dòng)化倉庫作為生產(chǎn)物流系統(tǒng)的核心，是生產(chǎn)物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物流合理化的關(guān)鍵。隨著plc技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化立體倉庫的實(shí)用性和可靠性也會(huì)越來越高，控制也將越來越完善。