某公司立体仓库堆垛机控制技术

某公司高架自动存取机优化控制技术

作为现代仓储最具代表性的产物，自动化仓库因其特有的运行特点汇集了现代物流系统高效率、高技术、高集成的时代特性。本文结合某公司某自动化高架仓库的系统组成结构、工作流程、位置和速度控制技术，对仓库作业可能遇到的各种问题进行了介绍，并实践证明，该系统运行稳定高效。

1引言

自动化高架仓库集通讯技术、自动控制技术、检测技术、数据库技术和优化调度技术于一体，是现代物流的重要组成部分。由于自动高架仓库空间利用率高、管理方便、自动化程度高，其应用范围越来越广。随着红外通讯、高性能PLC、高性能变频器、激光测距等新技术的广泛普及和应用。高架仓库自动存取机的运行速度有了明显的提高，原有的控制技术已不能满足新型自动化仓库的需求，必须做出相应的调整。本文根据某公司某自动化高架仓库的工程管理经验和实际应用效果，介绍了高架仓库自动存取机控制系统的组成结构、主要功能和实际应用中容易出现的问题，探讨了该系统的关键控制技术。

2系统组成和工作流程

某公司某自动化高架仓库由高层固定货架、自动存取机控制系统、输送带系统和上位仓储管理系统组成。仓库设置于一个净空间长72米、宽9.5米、高21.9米的狭长形建筑物内。系统采用高效的可转换巷道式自动存取机，结合回型自由往返式轨道，经由巷道顶端的半圆形联络轨道，两台自动存取机可在2个巷道间任意转换。通过回型轨道，一台自动存取机在控制系统的控制下以最优路线捡取任一巷道内特定货物所在栈板，从而可实现对仓库内任意位置的货物进行出入库操作，自动存取机控制系统还有专门的防碰撞设计，避免两台自动存取机在作业时发生行进线路交叉、重叠等现象，从而防止碰撞事故的发生。上位仓储管理系统为仓库管理者提供操作界面，实现货物从信息录入、入库、盘点、并板、捡取等一系列库存管理功能，并向自动存取机控制系统发送任务，自动存取机控制系统收到任务后经计算向被选自动存取机发送数据指令、控制各台自动存取机运行并显示运行信息。自动存取机运行图如图1。

图1 自动存取机运行图

自动存取机电气控制系统的核心是西门子SIEMENS SIMATIC S7-300可编

程序控制器，用于自动存取机层列计数、自动存取机前进后退控制，通过变频器实现速度控制、与监控电脑通讯、货叉伸缩等。考虑到自动存取机位置不固定，通讯系统采用无线红外通讯装置，由SYSMAC 网络通过RS 一422通讯方式与监控系统通讯。由于同一监控系统要控制两台自动存取机和多台输送带，所以自动存取机与监控系统的连接采用了多串口卡。变频器可实现多路输入，同时控制自动存取机的层运行和列运行，实现交流电机的无级调速。控制系统硬件结构如图2。

图2 控制系统硬件结构

自动存取机的控制方式有联机、手

动、维修三种方式，正常情况下采用

联机，作业控制流程如图3。对于盘点

作业，自动存取机的主要任务是依次

将目的货位的货箱送到巷道口，整个

作业过程完全由监控系统控制。自动

存取机向监控机实时报告其运行情

况。如果系统执行的是拣选作业，由

于货物要进行人工拣选，联机操作时

自动存取机由控制系统自动控制，监

控系统负责货单发送并实时显示自动

存取机运行状态。手动、维修方式均

用于自动存取机发生故障时人工控制

自动存取机移动、升降，区别在于手

动方式下光电认址、激光测距等控制

仍然有效，可避免误操作；维修状态

下则可操纵存取机任意动作，带有一

定危险性，一般情况不采用此模式。

图3 自动存取机运行流程图

3 关键控制技术

由于自动存取机一般由监控机通过PIE 实现无人控制高速运行，因此其认址定位精度、速度控制、安全问题、货单执行顺序优化问题就显得尤为重要。

3.1 认址定位技术

自动存取机要准确可靠运行，认址定位技术是关键。目前主要采用的认址技术一般为光电认址和激光测距仪认址。光电认址实现简单，价格适宜，是目前采用最多的认址方式。通常采用的认址结构有单光电认址和双光电认址。某公司自动化仓库为单元式自动化仓库，全自动无人运行模式，自动存取机根据任务单命令运行到目的货位后，自动识别货位，由于自动存取机到位后要伸叉取放货箱，因此认址精度要求较高，故采用双光电认址。以列计数为例，自动存取机每前进一个货格，光电开关被挡住一次，列计数加l，同理，每后退一个货格，列计数减l。自动存取机运行到位后，由于惯性和系统柔韧性，自动存取机会发生不同程度的来回抖动，这时应加到位计数屏蔽功能，在自动存取机起动运行时加入短时间的计数屏蔽功能。PLC认址程序如图4。

光电认址的稳定性与认址片结构、认址算法和自动存取机的运行速度有关。当光电认址不准确时，根据工程设计经验，有可能是干扰信号过强，应对光电信号进行时间滤波。激光测距仪认址精确，尤其适合运行速度很高的自动存取机，但价格相对较高，不适合弯道认址。通常在自动存取机上安装激光发射仪，自动存取机运行时，激光发射仪发出的信号被位于巷道口的反射板反射回发射仪，利用激光返回的时间差计算自动存取机到巷道目的距离。

图4 PLC认址程序

3.2速度控制技术

速度控制要根据固定货架的宽度、自动存取机具体运行速度和具体认址定位方式确定，根据与目的货位的远近可将列运行设定为高、中、低速，层运行设定为高速和低速。以层运行为例，设目的层与自动存取机当前层差值为s，设高速为，低速为研，正值表示电机正转，自动存取机上升，负值表示电机负转，自动存取机下降，则速度控制方式为

在工程实际应用中，有以下几点值得注意。

a．由于惯性，自动存取机由高速变为中速或中速变为低速要有一个过程，具体减速时间和减速加速度要由变频器的参数设定。如果参数设置不准确，自动存取机在到位停止时，有可能中速变低速的减速过程仍没有结束，自动存取机以比较高的速度抱闸停车，影响机械寿命。

b．为保护变频器，自动存取机报闸停止后(包括暂停和急停)，短时间内不