PLC伺服电机系统在立体仓库堆垛机控制中的应用
基于三菱PLC的立体库堆垛机控制系统设计
基于三菱PLC的立体库堆垛机控制系统设计在现代的物流仓储系统中，自动化立体仓库应用日益广泛。
而堆垛机是立体仓库的关键组成部分，堆垛机性能的优劣对整个立体仓库的运行起到至关重要的作用，所以开展与此有关的研究具有重要的理论和应用价值。
本文研究的是立体库堆垛机控制系统，采用三菱Q系列PLC对系统进行控制，要求设计安全可靠，具有经济性能和操作性能良好的堆垛机控制系统。
该项目采用了三菱Q系列PLC 對系统进行控制，使用两台额定功率为200W的三菱HF伺服电机进行定位控制，实现了堆垛机的水平和升降运动，采用气动控制机构，实现了叉臂的伸缩。
具有降低安装成本，增加系统的适应性，这在立体仓库柔性化的发展趋势下具有广阔前景。
标签：立体库；堆垛机；PLC一、设备与器件的选型设备主要配件清单如表1所示。
二、堆垛机的电路设计PLC的I/O分配堆垛机的I/O分配，如表2所示。
堆垛机水平行走伺服控制电路，如图1所示。
其中FLS为堆垛机水平行走前限位。
RLS为堆垛机水平行走后限位，DOG堆垛机水平行走原点回归限位，STOP 为堆垛机停止信号。
三、堆垛机的软件设计本系统中堆垛机运行机构由水平运行的行走机构，垂直运行的起升机构及取送货的叉臂部分组成。
需要实现的功能有，按下启动按钮堆垛机会进行原点回归，然后开始进行货位定位，判断货位是否在正常范围内，如正常堆垛机进入清待机状态。
等待货物信息，判断任务为出库还是入库，随后堆垛机开始动作。
四、系统调试调试的软件是GX Works2，打开GXWorks2软件，设置相关PLC参数，通过计算机和PLC连接，使用编程软件GX？Works2上的模拟调试功能对系统进行虚拟调试，虚拟调试不需要连接设备减小了系统损耗，也使程序编写更加方便，是系统调试必须要进行的环节。
通过模拟调试的程序进一步进行在线统调试。
在硬件线路接好并在断电条件下，按照电路图要求，将PLC和外部设备通过空插座相连，同时将PLC和编程计算机、变频器相连，并将触摸屏和编程计算机相连。
基于西门子S7-1200PLC的立体仓库堆垛机控制与监控
基于西门子S7-1200PLC的立体仓库堆垛机控制与监控PLC Warehouse Stacking Machine Control and Monitoring based on Siemens S7-1200• 齐鲁理工学院机电工程学院 黄丽丽 Huang Lili 苏敏 Su Min摘 要：本设计以西门子S7-1200 PLC可编程控制器为核心，对立体仓库堆垛机的控制系统进行了设计。
首先运用了PLC与变频器相结合对三相交流异步电动机的运行系统进行了控制；其次通过激光测距定位系统对堆垛机水平方向运行进行了精准定位，同时运用光电传感器定位系统对堆垛机垂直方向运行进行了精准定位；最后利用上位机WinCC组态软件对立体仓库堆垛机控制系统的运行状态进行了实时监控；实验结果表明，该系统能对堆垛机运行系统实现精确控制，实用性强，具有一定的推广价值。
关键词：S7-1200PLC 立体仓库 堆垛机 WinCC组态软件Abstract: The design uses the Siemens S7-1200 PLC programmable controller as the core to design, thethree-dimensional warehouse stacker control system. Firstly, the operation system of the three-phase ACinduction motor is controlled by the combination of PLC and frequency converter. Secondly, the horizontaldirection of the stacker is precisely positioned by the laser ranging system, and the photoelectric sensor’spositioning system is used to position the vertical operation of the stacking machine precisely. Finally, theupper machine uses WinCC configuration software to monitor the operating status of the stacking machinecontrol system. The experimental results show that the system can realize the precise control, practical andStrong, with a certain value to promote.Key words: S7-1200PLC Stereoscopic warehouse Stacking machine WinCC configuration software【中图分类号】F407.67 【文献标识码】B 文章编号1606-5123（2019）09-0046-041 绪论自动化立体仓库是现代物流系统中不可或缺的构成成分，它是非常崭新的仓储技术。
基于西门子PLC的自动化立体仓库堆垛机控制系统设计
基于西门子PLC的自动化立体仓库堆垛机控制系统设计【摘要】自动化立体仓库是建立在计算机管理技术、自动化控制技术和机械制造设计技术三者的基础上，它具有独立完成仓库物流作业的能力，准确的将货物运送至存取地点，并科学管理仓储信息，因而它是促进现代物流进程的关键。
自动化立体仓库堆垛机控制系统主要由计算机管理系统、高层货架和堆垛机三部分组成，本文针对其结构和工作流程进行了简单的介绍，并着重讲述了各子系统的硬件、软件设计，以促进自动化立体仓库堆垛机控制系统在现代物流仓管中的运用。
【关键词】自动化立体仓库系统；西门子；PLC1.前言现代物流技术和自动化技术的不断发展衍生了各种物流产品，立体仓库就是针对物流仓储常用的一种，立体仓库作为自动化技术的产品，它综合了自动控制技术与计算机管理技术，借助堆垛机对货物实现存取操作，自动化立体仓库堆垛机不仅具有存取货物的功能，它还能对货物进行分类、分拣、计数和配送等操作。
自动化立体仓库主要由计算机控制系统、自动化堆垛机和高层货架三部分组成，多个功能子系统共同构成了物流仓储的信息系统。
随着客户对物流信息化要求增高，切实掌握仓储情况及时更新仓储信息成了现代物流信息化的重要因素，为了提高物流信息的可靠性和实时性，我们必须保证立体仓库系统具有正常作业和信息统计功能。
除此之外还需提高立体仓库系统的柔性化，在系统中融入条形码扫描技术和射频计数等采集货物信息的技术，以满足现代物流自动化需求。
2.自动化立体仓库系统设计从图1可看出自动化立体仓库主要包括计算机控制系统、自动存取设备和高层货架三个部分，另外它还具有整合子系统收集整理信息等功能。
自动化立体仓库由多个环节综合而成，在多方面因素的相互作用下其过程相对复杂，因而构建自动化立体仓库，首先需了解各个组成部分的特性和相互作用。
计算机控制系统即人机交互界面，通过它操作人员可对立体仓库的运作进行控制和监视，另外货物存储和物流作业安排都是由控制系统负责；高层货架与传统的货架区别在于利用货物的层叠扩展和延伸储存空间，科学有序的安置不仅使得货物分类明确，同时也降低了管理难度；自动存取设备是执行任务的主要工具，作为仓储作业的主要劳动力，它决定了物流仓储的工作效率，提高立体仓库运行效率的关键就在此。
基于PLC的立体仓库堆垛机监控系统设计论文
基于PLC的立体仓库堆垛机监控系统设计论文摘要：立体仓库堆垛机是一种高效的货物存储和搬运设备，广泛应用于物流行业。
为了实现对立体仓库堆垛机的监控和控制，本论文基于PLC技术设计了一个立体仓库堆垛机监控系统。
该系统采用了PLC作为主控制器，通过传感器实时监测货物的位置和状态，并通过人机界面呈现给操作员，实现对立体仓库堆垛机的远程监控和控制。
经过实际应用验证，该系统具有高效、稳定和可靠的特点，可以实现对立体仓库堆垛机的自动化管理。
1. 引言立体仓库堆垛机是一种现代化的货物存储和搬运设备，具有高效、快捷和节省空间的特点，被广泛应用于物流行业。
传统的立体仓库堆垛机需要操作员进行人工控制和监控，效率低下且易出错。
为了提升立体仓库堆垛机的工作效率和安全性，本论文设计了一个基于PLC的立体仓库堆垛机监控系统。
2. 系统设计2.1 硬件设计本系统的硬件设计主要包括PLC、传感器和人机界面。
PLC作为主控制器，接收传感器信号并控制输出信号，完成对立体仓库堆垛机的监控和控制任务。
传感器主要用于监测货物的位置和状态，包括货物的高度、重量和是否有货物堵塞等。
人机界面通过显示屏实时显示货物的位置和状态，并提供操作界面给操作员。
2.2 软件设计本系统的软件设计主要包括PLC程序、数据库和人机界面程序。
PLC程序通过读取传感器信号和数据库的数据来实现对立体仓库堆垛机的监控和控制。
数据库存储着货物的位置和状态信息，实时更新并提供给人机界面显示。
人机界面程序通过与PLC进行通信，实现对立体仓库堆垛机的远程监控和控制。
3. 系统实现系统实现过程中，首先进行了硬件的搭建和连接，确保PLC、传感器和人机界面正常工作。
然后编写了PLC程序，对传感器信号进行处理，并根据货物位置和状态控制输出信号。
同时，设计了数据库结构，建立了与PLC程序的数据通信。
最后，开发了人机界面程序，实现了对货物位置和状态的实时监控和控制。
4. 系统评估经过实际应用验证，本系统具有高效、稳定和可靠的特点。
PLC控制技术在立体自动化仓库堆垛机中的应用
术 和通 信 技 术 融 为 一 体 的 ， 向控 制 过 程 、 向 用 户 ， 应 工 业环 境 、 作 方 便 、 面 面 适 操 可靠 性 高 的 新一 代 通 用 工 业 自动装 置 。在 研 究 Ｐ Ｃ 控 制技 术 的基 础 上 ， 出立 体 自动 化 仓 库 的 堆 垛 机 控 制 方 案 ， Ｌ 提 实践 证 明 实 时性 好 ， 准 精 度 高 ， 用 于 高速 自动 化 停 可
ｍ ａ ｉ ｉｄｕｓｒ ｔ ｎ ｃ ｔｙ ｅｑｕｐｍｅ ｔ ｉ ｎ ｂａ ｅ ｏｎ ｈ ｔ ｈ ｌｇ ｏ ｍ ｉｒ ｎ ｒ ｌｒｗｈｃｈ ａ ｔ ｅ ｃｈ ａ ｔ — ｔ ｓ ｆ ｎ ｓｒ ｓ ｉ ｂｌ ｅａ ｙ ｓｄ ｔｅ ｅｃ ｎｏｏ ｙ ｆ ｃ ｏ ｃｏ ｔｏｌ 。 ｉ ｈ ｓ ｈ ａｒｃ ｅ ｓ ｉ ｏ ｉｄｕ ｔｙ ｕｔ ｅ． ｓ ｅ ｃ ａ ｏｐ ａｔ ｇ ｎ ｅｒ ｉ ａ ｄ ｈｇｈ ｅｌ ｂｉｔ Ｉ ｏ ｂｉｅ ｗｉ ｔｅ ｅｃ ｎｏｏｇ ｔ ｎ ｉ ｒ ｉ ｌｙ． ｃ ｍ ｎ ｄ ａ ｉ ｔ ｔ ｈ ｔ ｈ ｌ ｙ ｆ ｏ ｈ ｔ ， ｏ ａｕ ｔ ｏｎ ｄ ｏ ｎｉａ ｉ ｗｈｉ ｉ ｃ ｍ ｍｏｎｌ ｏｎ， ｃｈ ｓ ｏ ｙ
ｕ ｅｄ ｏ ｅｒｏｒ ｔ ｄ ｓ ｆｒ ｕｓ ｉ ｅ ｐｒ ｅ ｃ ｔｏｌｎ Ｔ ｓ ａｐ ｐ ｏ ｓ ｈ ｃ ｎ ｒ ｐ ｏ ａ ｅｎ ｏｃ ｓｓ ｏｎｒ ｌ ｇ．ｈｉ ｐ ｅｒ ｒ ｐｏ ｅｓ ｔ ｅ ｏ ｔｏｌ ｒ ｇｒ ｍ ｏ ｔ ｃ ｅｒ ｗｈｃ ｉ ｅ ｉ ａｕｏｍａ ｅ ｉ ｆｓ ａ ｋ ｓ ｉｈ ｓ ｕｓ ｄ ｎ ｔ ｔｄ ｗａ ｅ ｏｕ ｅ ａｓ ｔ ｅ ｅ ｃｈ ｏｆＰＬ ｒ ｈ ｓ ｂ ｅｄ ｏｎ ｈｅ ｒ ｓ ａｒ Ｃ ｃ ｔｏ ｅ ｈｎ ｏ ． ｏｎｒ ｌｔ ｃ ｏｌｇｙ
立体自动化仓库堆垛机中PLC控制系统
立体 自动化仓库堆垛机中Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统
樊佳伟 甘肃烟草 工业有 限责任公司兰州卷烟厂
甘 要ｌ Ｐ Ｌ Ｃ 控制系 统是一种集计算机技 术、 自 动化技 术以及通信技 术 与一体 的新型工业装 置， 它能够协调 系统各 结构之 问的工作， 提 高工作 效率和质量。 立体 自动化 仓库 堆垛 机以Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 系统为基础，准确把 握货
量化处 理方式得 出量化 数据 的模糊 区域 ， 查询模 糊控制表 ， 得到模 糊区 域的输 出量 ， 再乘 以货物的 实际输 出量， 然 后利用 Ｄ ， ／ Ａ 模 块对 货物的 输 （ 三） 控 制运行 的速 度 堆垛机 主要 是对 作业速 度和定位 速度 进行控制 。 在保证堆 垛机 的 出量进行控制 。 正常工作 和货 物稳 定的 基础上 进行加 速度和 减 速度 的操作 ， 还有 就是 ３ 、 下位机协议 的实现 下位 机协议的 通信模式 分 为Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｉ ￣ Ｉ Ｉ Ｒ Ｔ Ｕ两种 模式 ， 两 种通信 方 对货物 的定位 时间进行控制， 在保证 质量的前提下提 高工作效率 。 式有 很大的差 别。 Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｉ 通信模 式是将 每个 字节分成两￣ ＇ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｉ 字符发 （ 四） 安 全保 护功 能 Ｒ Ｔ Ｕ模式 中的字节 是以 帧的形 式发送 ， 这种 通信方 式 的数据 传 输 安全 保护 功能也 是堆 垛机 控制 系统中重要 的一 个功 能 ， 当货物 出 送 ， 现倒塌的情 况， 传感 器发现 异常堆 垛机 立即会停止工作 ， 控制系统 会发 效率更高 ， 所 以Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统一 般会选择Ｒ Ｔ Ｕ通信 模式 。 但是 不管 是哪 出警报 ， 引起 工作人员的注 意， 避 免意外事故 的发 生。 种 通信模 式 在同一 网络环境 下要 保证相 同的传 输速 度， 这 样 才能确 保 数据 在传输过程 中的准确 性和完整 性。 下位机协议中一定要 包含一个主 二、 立 体 自动化 仓库 堆 垛机 中Ｐ Ｌ Ｃ 控 制系 统 的设 计与 实现
基于PLC的堆垛机控制系统设计
基于PLC的堆垛机控制系统设计基于PLC的堆垛机控制系统设计摘要：堆垛机是一种广泛应用于各个领域的自动化物流设备。
在堆垛机运行过程中，控制系统起着至关重要的作用。
本文基于PLC（可编程逻辑控制器）为堆垛机设计了一套控制系统，以提高堆垛机的自动化程度、工作效率和安全性。
关键词：PLC；堆垛机；控制系统；自动化；效率；安全性。
1. 引言堆垛机是一种高效、安全且环保的物流设备，被广泛应用于各个领域。
它可以自动执行货物的存储、取出和转运等操作，大大提升了生产效率和货物管理的精度。
堆垛机的控制系统是保证其正常运行和工作效率的关键因素之一。
在过去的几年中，人们已经在控制系统中应用了多种技术，其中最常见的是PLC技术。
基于PLC的堆垛机控制系统可以实现对堆垛机多种功能的控制和管理。
2. 堆垛机的工作原理堆垛机主要由机架、叉车、货叉和控制系统组成。
在工作过程中，堆垛机首先通过轨道移动到货架前面，然后将叉车铰链装配到货叉上。
加仑之后，货架被移动到指定的位置，叉车将货物从中取出或存放物品。
之后，堆垛机再将货架返回到指定位置，并完成一次工作流程。
3. PLC在堆垛机控制系统中的应用PLC是一种可编程逻辑控制器，被广泛应用于自动化控制领域。
它是一种计算机硬件，可以通过特殊的编程语言（如ladder diagram）实现对工业自动化系统的控制和管理。
在堆垛机控制系统中，PLC可以实现对以下几个方面的控制和管理：位置检测、堆垛高度的控制、货物的存储和取出、货架的旋转等。
4. 堆垛机控制系统的设计4.1系统硬件设计本文所设计的堆垛机控制系统由PLC、人机界面、伺服控制器、以及传感器等部分组成。
PLC通过人机界面与用户进行通信，同时获取传感器检测到的信号和工况数据，并将其转化为控制信号。
伺服控制器用来控制堆垛机电机的转速和扭矩。
最后，传感器是通过获取物体位置和变化等信息，向PLC发送控制信号。
4.2系统软件设计本文所设计的堆垛机控制系统使用了三层架构模式。
PLC电气控制在立体仓库系统中的应用
自动化 立 体仓 库 （ ｔｍ ｔｃＳｏａ ｅ ＆ Ｒｔ ｉｖｌ Ａ ｏａ ｉ ｔｒｇ ｕ ｅｒｅａ Ｓｓｅ） ｙｔｍ是物 流系统 的重要组成 部分 。随着 我国 国民经 济的
控制信号 发送 给被控对 象， 形成 闭环 控制 系统。而且在 ＰＣ Ｌ 与监控系统联机通讯 中， 准确 定义了通讯协议 中的各个 位所
性的、 由高位托盘货架构成并配以堆垛机或其他自动传输系 统、 操作软件的物流系统。 与平库相比， 可节约大量的占地面
积和劳 动力， 具有很高 的空间 利用 率 ， 能加快 货物 的 出入 库
高层立体货架储存物资，用自动控制堆垛机进行存取作业， 并用计算机进行监控管理的仓库。目前， 立体仓库主要有 以
飞速发展和企业现代化生产规模的不断扩大， 现代物流系统
从六 十年 代刚刚起步到现在蓬 勃发展 ， 中立体仓库控 制系 其 统是不可缺少的重要部分 。 自动化立体仓库是物料搬运 、 仓储管 理科学 中一 门综合
代表的状态， 减少了通讯 中的噪声干扰， 提高了通讯的质量
和准确度 。 １ 系统构成 自动化 立体仓 库 又称 自动存 取系统 （ＳＲ） 是一种 用 Ａ／Ｓ。
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｉ ｔ ｔ ｅ ｏ ｔ ｏ ｅ ｈ ｄ ａ ｄ ｈ ｓ ｓ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｔ ｅ ａ ｔ ｍ ｔ ｃ ｔ ｒ ｇ ａ ｄ ｒ － ｓ ｒ ｃ ： ｈ ａ ｅ ａ ｍ ａ ｈ ｃ ｎ ｒ ｌ ｍ ｔ ｏ ｎ ｔ ｅ ｙ ｔ ｍ ｔ ｕ ｔ ｒ ｆ ｈ ｕ ｏ ａ ｉ ｓ ｏ ａ ｅ ｎ ｅ
电
气控制在立体仓库系统中的应用
Ｔ ｅ Ｅ ｅ ｔ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｏ Ｌ ｓ ｄ ｎ ｈ ｕ ｏ ａ ｉ ｔ ｒ ｇ ｙ ｔ ｍ ｈ ｌ ｃ ｒ ｃ ｌ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｆ Ｐ Ｃ Ｕ ｅ ｉ ｔ ｅ Ａ ｔ ｍ ｔ Ｃ Ｓ ｏ ａ ｅ Ｓ ｓ ｅ
PLC在立体仓库位置控制系统中的应用研究
PLC在立体仓库位置控制系统中的应用研究立体仓库是一种高度利用垂直空间的仓储系统，可以有效提高货物储存的密度和仓库的运作效率。
在立体仓库中，PLC（可编程逻辑控制器）是实现位置控制的关键技术之一，它可以通过编程来控制立体仓库中的各种设备的运行，从而实现精确的货物定位和搬运。
首先，PLC可以用于控制立体仓库中的堆垛机（AS/RS）。
堆垛机是立体仓库的核心设备，用于垂直方向上的货物搬运和定位。
PLC可以通过接收来自传感器的信号，判断堆垛机当前的位置，并根据设定的控制策略，通过控制驱动器和电机，将堆垛机准确地移动到目标位置。
同时，PLC还可以监控和控制堆垛机的各项运行参数，如速度、加速度、起升高度等，以实现高效的货物搬运和定位。
其次，PLC还可用于控制立体仓库中的输送机系统。
输送机系统用于将货物从入库区域输送到堆垛机或从堆垛机中取出，然后输送到出库区域。
PLC可以接收并处理来自传感器和扫描枪的信号，实时监测货物的位置和状态，通过控制电机和气动元件来控制输送机的运行。
通过编程设置优化的运输路径和速度，PLC可以实现高效的货物输送和定位，提高立体仓库的物流效率。
此外，PLC还可以用于控制立体仓库中的自动拣选系统。
自动拣选系统通过机器人、电动小车等设备来自动拣选货物，并将其放置在指定的位置。
PLC可以对这些设备进行精确的定位和控制，实现自动拣选的高效运作。
通过编程设置拣选路径、速度和拣选次序等参数，PLC可以提高自动拣选系统的作业效率和准确率。
最后，PLC还可用于控制立体仓库中的灯光和警示系统。
立体仓库内部的灯光和警示系统是为了提醒和引导搬运工和其他人员进行操作，以确保其安全。
PLC可以通过接收传感器和人工操作的信号，控制灯光的亮灭和颜色，以及警示器的声音和闪烁频率，从而实现对操作人员的警示和引导。
综上所述，PLC在立体仓库位置控制系统中起着重要的作用。
通过对PLC进行编程和设置，可以实现立体仓库的高效货物定位和搬运，提高物流效率和仓库作业的准确性和安全性。
PLC、伺服电机系统在立体仓库堆垛机控制中的应用
技师论文PLC、GOT、定位单元、伺服电机在自动化立体仓库控制中的应用单位：姓名：考试等级：准考证号：身份证号：2008年06月PLC、GOT、定位单元、伺服电机在自动化立体仓库控制中的应用XXXX单位 XXX摘要自动化立体仓库是近十年来伴随着自动控制、系统控制设备以及数据库等相关技术的飞速发展而应运而生的。
随着这些技术的发展和电脑的普及，自动化立体仓库高效、可靠、操作方便的优点为越来越多的使用者接受，应用也日益广泛。
在以往的自动化仓库中，其控制部分大都采用PLC加计算机或计算机加控制板卡的方式。
随着计算机技术的飞速发展，计算机的性能以及稳定性等大幅度提高，现场总线技术的日益成熟，一种新的控制方式——软PLC控制方式逐渐形成并逐渐被应用于各种控制领域，其中就包括自动化仓库。
本文简述可编程控制器（FX2n-32MR）、定位单元（FX2n-20GM）、触摸屏（三菱GT1155）、伺服电机在自动化立体仓库（AS/RS）系统堆垛机中的具体应用。
立体仓库模型控制系统是根据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-32MR型PLC作为核心控制元件，三菱FX2N-20GM作为PLC专用定位单元用来控制伺服电机（三菱MR-E-20A）来驱动仓库堆垛机的X轴与Y轴，控制双轴气缸来驱动Z轴，堆垛机的两轴在高强度导轨上做二维运动。
以伺服电机每转输出的脉冲数、丝杠进给量和机械零点为基础，依照仓位间距，计算出每仓位相对机械零点的坐标值（脉冲数），经过定位单元驱动伺服电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，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，系统还采用了限位开关对其进行限位保护。
通过系统的调试，立体仓库模型控制系统能够通过手动和自动控制方式较为准确地完成货物的存取功能。
通过实验调试，基本上达到自动化立体仓库高效、可靠、操作方便控制要求。
PLC在模拟立体仓库堆垛机装置控制上的应用
刘 晋 浩 ，魏 占国
（ 北 林 业 大 学 ，哈 尔 滨 东 １０ ４ ） ５００
摘
要 ：依 据 自动 化 立 体 仓 库 中堆 垛 机 装 置 的 运 行 特 点 ，建 构 了相 应 的 仿 真 模 型 ，结 合 德 国西 门 子 公 司 的
ｓ —２０小型 Ｐ Ｃ产 品的特性 ，着重说 明 了 Ｐ Ｃ在对模拟立体仓库 中的主要设备堆垛机 装置控制 上的应 用，并根 ７ ０ Ｌ Ｌ
２ ４ Ｐ扩展 ３ ，Ｃ Ｕ ２ ２Ｘ 个 Ｐ ２ ６最多可 扩 展 ７个 ，且 ７个
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。堆垛 机是 自动化 立体仓 库的主要存取设备 ，它一 般 由机架 、走行 机构 、升降 机构 、载货 台、伸又 、导轨组成 ，其 主要功能是按 照 控制指令 的要求向高层货架 高速 度 、高密度地 自动存
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 ｌ 。 ２ ｊ
构 、垂 直运行 的起升机 构 及取送 货 的伸叉 机构 三部
分 组成 ，水平 、垂 直 部分 运动分 别 由 ｘ轴 、ｚ轴 步
进 电动 机驱 动丝杠 完成 ，伸 又机 构 由上层 的铲叉 和 底层 的丝杠传 动 机构组 成 ，铲又 可前后 伸缩 ，其 运
毕业设计 plc在仓库中的应用
摘要自动化立体仓库是物流中的重要组成部分，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。
它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高生产率、降低成本有着重要意义。
它具有占地面积小、储存量大、周转快的优点，是集信息、存储、管理于一体的高技术密集型机电一体化产物。
近年来，随着企业生产与管理的不断提高，越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。
堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备，它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。
上世纪50年代末开始，相继研制和采用了自动导引小车（AVG ）、自动货架、自动存取机器人、自动识别和自动分拣等系统。
到上世纪70年代，旋转体式货架、移动式货架、巷道式堆垛机和其他搬运设备都加入了自动控制行列，但只是各个设备的局部自动化并各自独立应用，被称为“自动化孤岛”。
随着计算机技术的发展，工作重点转向物资的控制和管理，要求实时、协调和一体化。
计算机之间、数据采集点之间、机械设备的控制器之间以及它们与主计算机之间的通信可以及时的汇总信息，仓库计算机及时地记录订货和到货时间，显示库存量，计划人员可以方便地作出供货决策，管理人员随时掌握货源及需求。
信息技术的应用已成为仓储技术的重要支柱。
到上世纪70年代末，自动化技术被越来越多地应用到生产和分配领域。
“自动化孤岛”需要集成化，于是便形成了“集成系统”的概念。
在集成化系统中，整个系统的有机协作，使总体效益和生产的应变能力大大超过各部分独立效益的总和。
集成化仓库技术作为计算机集成制造系统中物资存储的中心受到人们的重视，在集成化系统里包括了人、设备和控制系统。
关键词：自动化立体仓库；堆垛机；计算机与PLC的通信。
目录摘要： (6)关键词： (6)前言： (8)第一章FP0系列PLC的规格及系统的构成 (9)1．1 概述1．2 FP0的内部寄存器及I/O配置 (9)第二章用微型PLC─FP0实现小型立体仓库控制 (12)2. 1 电气元件的设备选用 (12)2. 2 小型立体仓库及其控制系统 (16)第三章立体仓库的软件设计 (20)3. 1 控制系统的梯形图 (20)第四章计算机与PLC通信 (36)4. 1 计算机与PLC的连接 (36)4. 2 立体仓库控制系统的通信 (36)第五章总结 (37)参考文献 (39)前言企业现代化生产规模的不断扩大和深化,使得仓库成为生产物流系统成为生产物流系统中的一个重要而且不呆缺少的环节.立体仓库正以它最小的占地面积和最佳的空间利用率, 逐步代替促使仓库物流的水平提高.自动化立体仓库作为现代物流中的一个重要组成部分,它是一种集信息, 存储管理于一体的高技术密集型机电一体化产品,是一种多层次存放货物的高架仓库系统.它是把计算机,与信息管理和设备控制集起来,能探按控制指令要求自动化完成货物的存取作业,并能对库存的货物进行自动管理,达到存储技术的全面自动化,因此,自动化立体仓库是企业管理的重要手段之一.通过对立体仓库自动控制系统的硬件的设计,基本上达到采用计算机自动控制技术提高立体仓库的管理水平,提高立体仓库的可靠性可维修性,从而提高企业生产率和经济效益的目的.本毕业实训正是详细介绍PLC如何在微型机立体仓库中得到应用的.总结一下本设计的软硬件系统,有如下特点:1自动存取,收发准确迅速,提高入出库效率;2 机械自动化作业,解放人力,减小劳动强度;3灵活的增减模块,不需对系统作较大的改动;第一章FP0系列PLC的规格及系统构成1.1概述立体仓库主体由底盘、四层十二仓位库体、运动机械及电气控制等四部分模型的机械部分采用滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠等机械元件组成，采用步进电机直流电机作为拖动元件。
堆垛机控制系统设计中PLC的运用
堆垛机控制系统设计中PLC的运用摘要：对于自动化立体仓库而言，其优越性的发挥依赖于堆垛机。
PLC可编程控制器是工业控制计算机中的一种，具有很强的控制功能，有很快的处理速度，结构呈模块化，配置本身灵活度也比较高，对应较高的性价比，优点非常的明显，在当前诸多的控制装置里面，应用的最为广泛。
文章主要对堆垛机控制系统设计中PLC的运用进行探讨。
关键词：堆垛机；控制系统；PLC对于自动化立体仓库而言，巷道堆垛机是一个至关重要的设备。
这个设备能够取货于巷道口，送达到指定的特定货格。
或者从特定货格将货物取出，放于巷道对应的出货口。
PLC不但可靠，而且功能非常的强大，能够实现巷道堆垛机之具体的自动控制功能，货物进出库、乃至盘库都可以实现自动化。
1 堆垛机控制系统的工作原理在堆垛机控制系统里面，无论是控制还是记录堆垛机的具体状态，都是由PLC控制的。
当前西门子生产的S7-300可编程控制器是所有的堆垛机控制系统的核心。
要想实现平稳而且安全的运行，这些技术都需要得到很好的解决：①能够在指定货位精准的多货物予以存取，为了实现这个目的，那么作为控制系统，一定要能够对堆垛机的具体位置予以精准的定位。
②准确定位和稳定运行的同时，如果还想同步的实现效率的提升，那么一定要很好的控制堆垛机的具体运行速度。
故而，下面的测控方法需要予以很好的考虑：①检测相关位置。
堆垛机作业的目标是货架，为了实现精准的作业，那么对位置一定要能够予以精准的确定，也就是说不管是对于升降，还是对于行走的具体方向，都应该给予准确的监测，这样地址才能够获得精准的定位。
对于堆垛机来说，有两种比较常见的具体寻址方法，分别是绝对和相对，绝对认址的时候，即使堆垛机出现了比较严重的颠簸，或者中途有断电的现象发生，寻址也不会出错，不过会耗费很高的造价。
在本系统里面，寻址的方法选择的为绝对寻址，也就是固定行走和升降两个方向层面上的地址，固定为代码，在目标地址和固定的代码地址之间吻合的条件下，堆垛机就可以予以存取。
基于PLC的立体仓库堆垛机监控系统设计_毕业设计
安徽工业大学毕业设计（论文）说明书┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊基于PLC的立体仓库堆垛机监控系统设计摘要在现代的物流仓储系统中，自动化立体仓库应用日益广泛。
而堆垛机性能的优劣，对整个立体库的正常运行起着重要的作用。
在自动化立体仓库中设计出造价低廉、工作可靠的堆垛机替代原有仓库的控制和管理，能更加适应某些中小企业要求投资少见效快的目标。
本论文就实现这一目标的堆垛机控制系统进行了设计。
本文详细阐述了本控制系统的设计思想，以及整个系统的硬件实现和软件设计。
本文所述系统采用先进的PLC控制器控制，变频器驱动的闭环交流伺服系统。
采用光电传感器检测堆垛机位置，分析了堆垛机的工作过程，并研究了堆垛机运动制、认址检测方式，实现了堆垛机的定位方案。
采用S7-200 PLC对堆垛机系统进行控制，并给出关键部分的程序。
为了监控和管理立体仓库的运行状态，利用组态王软件对立体仓库的运行情况设计了一个实时监控系统。
该系统能对现场数据进行采集处理，管理人员只要通过运行监控系统就可以实时监控立体仓库的工作状态，保证了正常运作，对出现的问题作出及时的判断和处理。
关键字：自动化立体仓库；堆垛机；PLC ；组态安徽工业大学毕业设计（论文）说明书┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractIn modem logistics warehousing systems，automated storage is increasingly widespread．Performance of the stacker plays an important role．New stacker which is low cost and reliable replace the original control and management of the automated storage．The new stacker can be better adapted to the requirements of low investment and some small or medium-sized quick goals．This paper elaborated on the design of the system of control,as well as the implementation of the system,s hardware and the design of the software.In this paper it is used that the modem closed-loop AC servo-system controlled by PLC and transducer.Light-electricity sensors are used to measure displacement of the hay stacker．They are analyzed，which include work process，the way of recognizing the site and the running control in the hay stacker system.the S7-200 PLC is used to the micro-controller in the automated storage,and gives a key part of the program. In order to monitor and manage the operation of tridimensional warehouse status，with the input of configuration software for the operation of tridimensional warehouse has a real．time monitoring system．The system is capable of on-site data collection and processing，the operator could launch the monitoring system to get areal-time updates of the working status of the warehouse，to ensure a safe operation and immediate error shooting and correction treatment．Key Words:the automation stereoscopic warehouse; stacker; PLC; King view安徽工业大学毕业设计（论文）说明书┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外研究现状和发展趋势 (2)1.2.1 自动化立体仓库的发展 (2)1.2.2 堆垛机的发展 (2)1.3 课题研究的意义 (3)1.4 研究的主要内容 (3)第2章自动化立体仓库总体方案 (4)2.1 立体仓库的概况 (4)2.1.1 电控系统设计依据 (6)2.1.2 立体仓库的电控系统结构图 (7)2.2 系统结构形式的选择 (8)2.2.1 PLC的选择 (8)2.2.2 S7-200系列PLC概述 (9)2.2.3 CPU型号选择 (9)2.2.4 PLC模块选型 (11)2.2.5 通信方案的确立 (12)2.3 堆垛机的位置控制 (13)2.3.1 定位控制 (14)2.3.2 认址检测方式 (14)2.3.3 认址方式确认 (15)2.3.4 堆垛机速度曲线分析 (17)2.3.5 安全传感器的选用 (17)2.3.6 安全保护 (19)2.4 堆垛机闭环控制系统 (19)2.5 堆垛机变频调速系统 (20)2.5.1 变频器的概述 (20)2.5.2 变频调速技术的优点 (21)2.5.3 变频器的基本结构 (21)2.6 元器件的选型 (23)2.7 本章小结 (24)第3章仓库控制系统的软件设计 (25)3.1 可编程控制器PLC (25)3.1.1 PLC的定义 (25)3.1.2 PLC的发展 (25)3.1.3 PLC的编程语言 (26)3.2 PLC控制系统总体设计 (26)3.3 PLC 输入输出点分配 (26)3.4 堆垛机控制程序设计 (27)3.4.1 堆垛机运行控制 (29)3.4 本章小结 (38)第4章立体仓库组态监控系统设计 (39)4.1 组态王软件的设概述 (39)4.1.1 组态和组态软件 (39)4.1.2 组态王6.53软件 (39)安徽工业大学毕业设计（论文）说明书┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4.1.3 组态王的主要功能与实现 (40)4.2 组态监控系统的设计 (40)4.2.1 定义设备 (41)4.2.2 建立工程 (41)4.2.3 画面设计 (43)4.2.4 构建数据库变量 (46)4.2.5 建立动画连接 (47)4.3 监控系统的完善 (49)4.4 本章小结 (49)结论 (51)致谢 (52)主要参考文献 (53)第1章绪论1.1 研究背景随着经济和现代科技的不断发展，物流已由最初概念的形成，发展和不断完善；在全球迅速成长为具有无限潜力和发展的新型服务行业。
PLC控制技术 任务24 成品入库堆垛机控制
触发条件
脉冲频率 脉冲输出口 方向输出口
脉冲寄存器（Y000）： D8341~D8340 脉冲寄存器（Y001）： D8351~D8350 脉冲寄存器（Y002）： D8361~D8360
注意：一般不用于准确定位
成品入库堆垛机控制
2.4 三菱PLC运动控制指令
相对单速定位指令DRVI
作用：以相对驱动方式执行单速定位
旋转方向需计算确定，指令结束完成时，脉冲寄存器数值为K25000
成品入库堆垛机控制
2.4 三菱PLC运动控制指令
✓运动控制指令大致分为调速、定位两大类； ✓PLSY与PLSR旋转方向不自动识别，需要另外指定，没有 位置记忆功能 ✓PLSR和PLSV能实现变速，但PLSV不能实现定位 ✓变速要求高选用PLSY、PLSV指令 ✓定位要求较高且运动频繁则需优先选用DRVI与DRVA指令
成品入库堆垛机控制
2.4 三菱PLC运动控制指令
绝对单速定位指令DRVA
作用：以绝对驱动方式执行单速定位
X000
S1· S2· D1·
D2·
DRVA K25000 K5000 Y000 Y016
触发条件
脉冲个数 脉冲频率 脉冲输出口 方向输出口
脉冲寄存器（Y000）： D8341~D8340 脉冲寄存器（Y001）： D8351~D8150 脉冲寄存器（Y002）： D8361~D8360
1）设备上电和气源接通后，若堆垛机处于原点位置，气缸处于缩回状态，则正常 工作指示灯HL1长亮，表示设备已经准备好；
2）如果设备已经准备好，按下启动按钮，堆垛机移动到物料台取料位，如物料台 有成品，则气缸伸出，吸盘吸取成品物料。延时2S后，气缸缩回，成品物料被拖入垛 料机托盘内；
伺服控制器在堆垛机中的应用
伺服控制器在堆垛机中的应用堆垛机是一种用于在仓库和物流中心进行货物堆垛和搬运的自动化设备。
它可以高效地完成货物的存储和取出，大大提高了物流效率和工作安全性。
在堆垛机的运行过程中，伺服控制器发挥着重要的作用。
本文将探讨伺服控制器在堆垛机中的应用，并讨论其优势和挑战。
伺服控制器是一种用于控制伺服电机运动的设备，它通过精确的位置和速度控制，实现对机械系统的精确控制。
在堆垛机中，伺服控制器可以控制各种关键部件，如起升和行走电机，以确保堆垛机的顺畅运行。
首先，伺服控制器在堆垛机中实现了高度精确的位置控制。
在堆垛机的运行过程中，准确的位置控制是非常重要的。
伺服控制器可以通过实时监控和反馈机制，精确计算和控制机械臂、起升和行走等关键部件的位置。
这使得堆垛机可以准确定位货物，并在堆垛过程中保持稳定，提高了堆垛机的工作效率和安全性。
其次，伺服控制器可以实现高效的速度控制。
在堆垛机的运行过程中，速度的控制是必要的。
伺服控制器可以根据工作需求，实时调整伺服电机的运动速度，以确保堆垛机的运行顺畅和高效。
它可以根据堆垛机的负载情况和工作环境，动态调整速度曲线和加速度，避免意外碰撞和运动不稳定。
这不仅可以提高工作效率，还可以减少机械故障和设备损坏的风险。
此外，伺服控制器具有较高的可编程性和灵活性。
堆垛机通常需要根据不同的工作需求和环境变化进行调整和优化。
伺服控制器可以通过编程方式实现对关键运动参数的设置和调整。
它可以根据实际情况，动态调整运动轨迹、加速度和速度曲线，以适应不同的工作需求和操作环境。
这为堆垛机的自动化控制提供了更大的灵活性和可调性。
然而，伺服控制器在堆垛机中的应用也面临着一些挑战。
首先，由于堆垛机的工作环境比较恶劣，可能存在较大的震动和冲击。
这要求伺服控制器具有较高的抗干扰能力和稳定性。
其次，堆垛机通常需要运行较长时间，对控制器的可靠性和耐久性提出了更高的要求。
此外，堆垛机的工作过程中涉及到大量的数据处理和通信，伺服控制器需要具备较高的计算和通信能力。
伺服控制器在堆垛机中的应用
伺服控制器在堆垛机中的应用伺服控制器是一种能够精确控制机械运动的设备，广泛应用于各种自动化设备，其中包括堆垛机。
堆垛机是一种用于将货物从储存区域移动到另一个位置的自动化设备，通常用于仓储物流等行业。
伺服控制器在堆垛机中发挥着至关重要的作用，它能够确保堆垛机的运动精确和稳定。
首先，伺服控制器在堆垛机中实现了高精度的运动控制。
由于堆垛机往往要在狭小的空间中进行运动，并且需要准确地抓取和放置货物，因此对于运动的精确度要求非常高。
伺服控制器通过精确的位置反馈和快速的反应能力，能够实现对堆垛机各个运动部件的精确控制，从而确保货物的准确抓取和放置。
其次，伺服控制器在堆垛机中实现了高速度的运动控制。
在仓储物流等行业中，对于货物的处理速度通常要求非常高。
伺服控制器具有快速的响应能力和高速的驱动能力，能够实现快速的加速和减速，并且能够在短时间内控制堆垛机的运动，提高货物的处理效率。
同时，伺服控制器还可以实现平滑的运动控制，减少堆垛机在高速运动时产生的震动和冲击，保护货物的完整性。
此外，伺服控制器还能够实现多轴控制，提高堆垛机的灵活性和运动自由度。
堆垛机往往需要同时进行多轴运动，例如同时升降货叉、伸缩货叉和移动底盘等。
伺服控制器能够同时控制多个轴的运动，并且能够精确地协调各个轴的运动，以实现复杂的堆垛操作。
这种多轴控制的能力使得堆垛机能够适应不同形状和大小的货物，提高了其适用性和灵活性。
此外，伺服控制器还具有良好的稳定性和可靠性，能够在恶劣的工作环境下保持正常工作。
堆垛机往往需要在高温、低温、湿度等恶劣的环境中运行，因此对于控制器的稳定性和可靠性要求非常高。
伺服控制器采用了先进的控制算法和抗干扰技术，能够稳定地工作，并且在出现故障时能够自动诊断和修复。
这种稳定性和可靠性能够保证堆垛机的长时间运行，提高了生产效率和可靠性。
总结起来，伺服控制器在堆垛机中的应用具有高精度、高速度、多轴控制和稳定性等优点。
通过这些优点，伺服控制器能够确保堆垛机在狭小空间中精确稳定地抓取和放置货物，提高货物处理效率，并且适应不同形状和大小的货物。
伺服电机在自动化仓储中的作用是什么
伺服电机在自动化仓储中的作用是什么在当今快节奏的商业环境中，自动化仓储系统已经成为提高物流效率、降低成本和增强竞争力的关键因素。
而在自动化仓储系统的众多组成部分中，伺服电机发挥着至关重要的作用。
首先，我们来了解一下什么是伺服电机。
简单来说，伺服电机是一种能够精确控制旋转角度和速度的电机。
它通过接收来自控制系统的指令，能够迅速、准确地做出响应，实现对位置、速度和力矩的高精度控制。
在自动化仓储中，货物的搬运和存储需要高度的准确性和效率。
伺服电机在堆垛机、穿梭车、输送线等设备中得到了广泛应用。
以堆垛机为例，它需要在狭小的空间内快速、准确地存取货物。
伺服电机能够确保堆垛机的升降和水平移动精确无误，从而提高货物存储的密度和空间利用率。
伺服电机的高精度控制特性使得自动化仓储系统能够实现对货物的精确定位。
在货物入库时，系统可以根据预先设定的规则，将货物准确地放置在指定的位置。
在出库时，又能迅速、准确地找到所需货物，大大减少了货物查找和搬运的时间，提高了仓储作业的效率。
此外，伺服电机的快速响应能力也是其在自动化仓储中发挥重要作用的原因之一。
在面对大量的货物进出库需求时，自动化仓储系统需要能够迅速做出反应，以满足高效物流的要求。
伺服电机能够在极短的时间内改变运动状态，实现快速启动、停止和变速，从而确保仓储设备能够高效地完成各项任务。
再者，伺服电机具有良好的稳定性和可靠性。
在自动化仓储系统中，设备需要长时间连续运行，对电机的稳定性和可靠性要求极高。
伺服电机采用先进的控制技术和优质的材料制造，能够在恶劣的工作环境下保持稳定的性能，减少故障发生的概率，降低维护成本，保障自动化仓储系统的正常运行。
同时，伺服电机还能够实现节能运行。
在自动化仓储系统中，能源消耗是一个不可忽视的问题。
伺服电机通过优化控制算法，可以根据负载的变化自动调整输出功率，避免了能源的浪费，降低了运营成本。
在自动化仓储的输送线系统中，伺服电机能够保证货物的平稳输送。
伺服控制器在仓储设备中的应用
伺服控制器在仓储设备中的应用随着物流行业的发展，仓储设备在现代物流体系中扮演着至关重要的角色。
为了提高仓储设备的自动化程度和运行效率，许多仓储设备开始采用伺服控制器来实现精确的运动控制。
伺服控制器作为一种智能化控制设备，不仅能够实现高精度的运动控制，还能够提高仓储设备的稳定性和可靠性。
在本文中，将介绍伺服控制器在仓储设备中的应用。
首先，伺服控制器在仓储设备中的应用主要体现在货物的拣选和分类。
在传统的仓储设备中，货物的拣选和分类通常是由人工完成的，这不仅耗时耗力，还存在着误差和安全隐患。
而采用伺服控制器来实现货物的拣选和分类可以大大提高效率和准确性。
伺服控制器可以通过精确的运动控制实现对货物的精确抓取和放置，同时能够根据设定的程序和规则，自动完成货物的分类和整理。
这样不仅可以提高工作效率，还可以减少误差和人力成本。
其次，伺服控制器在仓储设备中的应用还包括货箱的运输和堆垛。
货箱的运输是仓储设备中的关键环节之一。
传统的手动运输方式存在着效率低下和安全隐患的问题。
而采用伺服控制器来控制货箱的运输可以实现高效、快速和安全的货物搬运。
伺服控制器可以根据设定的路径和速度，精确控制货箱的运动，避免货箱的碰撞和损坏。
同时，伺服控制器还可以通过智能化算法来优化货箱的运输路线，提高运输效率，减少能源消耗。
此外，伺服控制器在仓储设备中的应用还涉及到货架的提升和定位。
货架的提升和定位是仓储设备中的核心任务之一。
传统的货架提升和定位方式通常采用液压或机械传动，存在噪音大、抖动大和效率低下的问题。
而采用伺服控制器来实现货架的提升和定位可以解决这些问题。
伺服控制器可以通过精确的运动控制和电机驱动实现货架的平稳提升和准确定位，并且能够根据实时的传感器反馈数据来调整运动轨迹，使货架的提升和定位更加精确和可靠。
最后，伺服控制器在仓储设备中的应用还涉及到安全保护和故障诊断。
仓储设备在运行过程中存在着各种潜在的安全隐患和故障风险，而伺服控制器可以通过先进的安全保护功能和自动故障诊断系统来保障仓储设备的安全和可靠运行。
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技师论文PLC、GOT、定位单元、伺服电机在自动化立体仓库控制中的应用单位：姓名：考试等级：准考证号：身份证号：2008年06月PLC、GOT、定位单元、伺服电机在自动化立体仓库控制中的应用XXXX单位 XXX摘要自动化立体仓库是近十年来伴随着自动控制、系统控制设备以及数据库等相关技术的飞速发展而应运而生的。
随着这些技术的发展和电脑的普及，自动化立体仓库高效、可靠、操作方便的优点为越来越多的使用者接受，应用也日益广泛。
在以往的自动化仓库中，其控制部分大都采用PLC加计算机或计算机加控制板卡的方式。
随着计算机技术的飞速发展，计算机的性能以及稳定性等大幅度提高，现场总线技术的日益成熟，一种新的控制方式——软PLC控制方式逐渐形成并逐渐被应用于各种控制领域，其中就包括自动化仓库。
本文简述可编程控制器（FX2n-32MR）、定位单元（FX2n-20GM）、触摸屏（三菱GT1155）、伺服电机在自动化立体仓库（AS/RS）系统堆垛机中的具体应用。
立体仓库模型控制系统是根据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-32MR型PLC作为核心控制元件，三菱FX2N-20GM作为PLC专用定位单元用来控制伺服电机（三菱MR-E-20A）来驱动仓库堆垛机的X轴与Y轴，控制双轴气缸来驱动Z轴，堆垛机的两轴在高强度导轨上做二维运动。
以伺服电机每转输出的脉冲数、丝杠进给量和机械零点为基础，依照仓位间距，计算出每仓位相对机械零点的坐标值（脉冲数），经过定位单元驱动伺服电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，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，系统还采用了限位开关对其进行限位保护。
通过系统的调试，立体仓库模型控制系统能够通过手动和自动控制方式较为准确地完成货物的存取功能。
通过实验调试，基本上达到自动化立体仓库高效、可靠、操作方便控制要求。
此系统不仅适合自动化类教学仪器的演示，也可以为自动化立体仓库的具体实施作一个技术参考。
关键词：自动化立体仓库可编程控制器定位单元触摸屏GOT) 伺服电机堆垛机1 引言1.1自动化立体仓库系统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。
它具有占地面积小、储存量大、周转快的优点，是集信息、存储、管理于一体的高技术密集型机电一体化产物。
它与平库相比，可节约７０％的占地面积和７０％的劳动力。
具有很高的空间利用率和出入库能力，能加快货物的出入库存储节奏，减轻劳动强度，提高生产效率。
机械手是自动化立体仓库的重要组成部分，主要运用于存取设备，例如堆垛机等。
1.2自动化立体仓库模型研究的意义自动化立体仓库是指在不直接进行人工处理的情况下，自动地完成物品的存放和取出的系统，根据这个原理结构，设计了自动化立体仓库模型控制系统。
本设计的自动化立体仓库模型主要应用于自动化等相关专业教学仪器的演示部分，目的是帮助自动化等相关专业的学生了解自动化立体仓库的基本结构、设计原理以及整个控制系统的工作过程、熟悉电气控制的基本原理，了解电气控制在现代科技应用中的重要性，以及PLC应用在现代控制系统中的作用和一些不可替代性的优点。
熟悉PLC的外围电路设计、软件设计方法和设计流程等。
同时本系统在设计方案上结合了正在开发的自动化立体仓库模型，并对其技术方案进行了描述，为日后自动化立体仓库的具体实施作一个技术上的参考。
使未来自动化立体仓库的设计更趋于完美化。
2 系统方案总体设计2.1 设计思想本设计是以可编程控制器（Programmable Logic Controller 简称PLC）为核心，三菱FX2N-20GM作为PLC专用定位单元，控制伺服电机驱动一个有二个自由度的堆垛机来模拟现实中立体仓库的存取过程。
在整个立体仓库运行过程中采用开环控制方式，触摸屏（三菱GT1155）为人机接口元件，PLC和定位单元为控制元件，伺服电机和电磁阀（双轴气缸）为执行元件来驱动工作台在高强度导轨上做三维运动，堆垛机传动部件为高精度丝杠传动。
运行时PLC会接收和分析操作人员在触摸屏上的输入指令，做出合理的工作安排。
即读取执行元件的信息，通过软件做出合理的工控安排反馈到执行元件和操作系统，实现车位的位置移动。
具体原理方框图如图1所示。
图1 系统方框图2.2 本设计控制要求（1） PLC根据触摸屏所设置不同物品对应仓位实现十二个仓位的自动存取，本系统对三层仓位每层放置不同的三类物品，系统会自动寻找此空位来实现物品的依次存放，存放结束后自动返回原点（机械原点），等待下一个存放命令。
PLC接受存放命令向目标空位靠近的运动默认为有负荷运动，此时为低速运动，以获得较大的电机转矩，回原点的运动默认为空载，此时堆垛机快速移动，可以节省工作时间，提高效率。
（2）具有急停功能。
当系统在运行的过程中发现其它意外等，可以点击急停按键，此时系统会立即停止运行并保持原位置。
但系统再次运行务必要回原点校正。
因为系统采用开环控制，其速度由伺服电机或步进电机接受的脉冲频率决定，运行位移量由脉冲数目决定。
而各空位对应的脉冲频率、数量数据均由程序设定。
另外从系统运行时的可靠性和安全性角度考虑，所有的数据均应参考原点而设置。
所以系统每次任务结束后都必须回原点进行校正，避免执行错误命令，发生意外。
（3）能够快速返回原点。
堆垛每次执行完取/放料动作完成后，系统便快速返回原点。
本功能也可以作为原点校正用，长时间运行误差积累导致工作台不能精确定位，借此可以校正。
（4）有手动和自动档选择，可以实现手动和自动两种控制方式。
并且在触摸屏上有点动按钮导航键，分别用于控制堆垛机X轴正向与反向运行，Y轴正向与反向运行，Z轴（物料叉）伸缩运动运。
规定远离原点为正向，靠近原点为反向。
同时在控制台上设置手动操作的十字开关，对堆垛机X与Y轴手动控制。
实现对物品的存放操作。
（5）堆垛机X轴与Y轴方向定位由输出脉冲序列专用单元FX2N-20GM控制两台MR-E-20A伺服电机来实现；堆垛机取放料机构物料叉由PLC驱动电磁阀控制气缸伸缩动作实现对仓库取放物品功能。
（6）装配物品检测传感器，PLC获取此信息并根据触摸屏对物品分类入库参数设置，实现对物品分类入仓。
（7）触摸屏功能：在系统中实现对堆垛机对象的监视及仓库和系统运行状态的显示功能，具体要求： 1.自动控制； 2.手动控制；3.系统急停；4.物品对应仓位设置；5.仓库物品实时库存数量统计，6.历史库存数量统计； 7.仓库实时监视；8.出库操作；9．系统报警（如满仓）。
2.3 系统构成系统由可编程控制器（FX2n-32MR）、定位单元（FX2n-20GM）、触摸屏（三菱GT1155）、伺服电机（MR-E-20A）及气缸（物料叉）等组成。
控制电路图如图2所示。
图2 系统控制电路图2.4．系统触摸屏监控画面。
FX2N-32MR FX2N-20GMCON3 CON4LNG-MR-E-20A伺服器CN1 CNP2 CN2CNP1L1 L2MR-E-20A伺服器CN1 CNP2 CN2CNP1L1 L2伺服电机伺服电机 COM X0 X1 X2LNG-GT1155CON1Y3 COM1 CON2+ -DC24V堆垛机X轴堆垛机Y轴金属传感器颜色传感器（白色）颜色传感器（蓝色）+- DC24V堆垛机手动控制十字开关限位开关等电磁阀电源接口FX2N-20GM TO MR-E-20A通讯电缆FX2N-20GM TO MR-E-20A通讯电缆图5 初始画面图6 控制方式画面图7 自动控制监控画面图8 仓库实时监视画面图9 历史库存数画面图10 堆垛机手动控制画面图11 物料目标仓库设置画面图12 出库操作画面3．系统主要器件及在系统中的功能简介3.1可编程控制器（PLC）本设计中用的主控制器MITSUBISHI FX2N-32MR型PLC为本三菱公司生产的一款小型PLC，FX2n系列PLC把许多其他PLC的优点都融进一个很小的控制器中。
FX2n适用于最小的封装，是希望低成本的用户在有限的I/O范围寻求强大控制功能的首选目标。
内部提供多达32个I/O点，并且能够通过串行通信传输数据。
在系统PLC为核心元件对负责整个系统控制与数据处理。
3.2触摸屏（GOT）触摸屏是触摸式图形显示终端的简称，它是一种人机交互装置。
一般通过串行接口与计算机、PLC或其他外围设备连接进行通信，由专用软件完成画面的制作和传输，实现其作为图形操作和显示终端的功能。
在控制系统中，触摸屏常作为PLC的输入和输出设备，通过使用相关软件，设计出满足用户要求的监控画面，实现对控制对象的操作和显示。
本设计中用的为三菱公司生产的GT1155型320X240点STN彩色液晶触摸屏，实现对系统对象的监视与控制功能。
3.3定位单元定位单元FX2n-20GM型是三菱公司生产的输出脉冲序列的专用单元。
定位单元允许用户使用步进电机或伺服电机，并通过驱动单元来控制定位。
一个定位单元能控制两根轴；定位单元配有一种专用定位语言（cod指令）和顺序语言（基本指令和应用指令）；当连上一个通用的脉冲发生器（集电器开路型）后，手动进给有效；当连接上一个带有绝对位置（ABS）检测功能的伺服放大器后，每次启动时的回零点可以被保存下来。
当连上一个FX2n系列PLC时，定位数据可被读/写，定位单元也可不需要任何PLC单独运行。
本设计中定位单元FX2n-20GM用来控制两个MR-E伺服电机定位堆垛机的两轴位置。
3.4伺服驱动器及伺服电机本设计中采用两台三菱通用AC伺服MR-E-20A型交流伺服放大器，控制模式有位置控制和速度控制2种模式，而且能够切换位置控制和速度控制进行运行。
位置控制模式时可用最高500Kpps的高速脉冲串执行电机的旋转速度和方向的控制。
MR-E系统伺机服电机的编码器采用14386脉冲/转分辨率的增量位置编码器，可进行高精度定位。
两台伺服电机为本设计执行元件，控制传动部件丝杠旋转进行准确的定位。
3.5驱动支架仓库模型驱动支架（堆垛机）是此模拟机的重要机械部分，要求有高的强度和传动精度用于保证运行的精度和可靠性。
其有效坐标行程（可运动最大坐标值）为X ×Y×Z=460×450×70mm。