大学毕业设计_用PLC实现对立体仓库的控制

用PLC实现对立体仓库的控制

摘要

随着我国经济的发展，物品储备问题越来越突出，通过大力发展立体仓库，可以有效地改善这一问题。

本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FX1s-30MT系列PLC作为核心控制元件，专用键盘作为人机接口部件，控制步进电机来驱动一个有三自由度的仓库模型在高强度导轨上做三维运动。以步进电机每转输出的脉冲数为基础，通过键盘对每个仓位予以地址编码，通过PLC对命令键盘进行扫描并得到相应的仓位号，当PLC接收到来自键盘的输入命令后，便输出对应仓位的脉冲数，经过驱动器驱动步进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，我们还采用了限位开关对其进行限位保护。

通过系统的调试，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。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（PLC）

机械手模块步进电机驱动器

目录（4号黑体，居中）

1 引言 (1)

1.1 自动化立体仓库的发展 (1)

1.2 自动化立体仓库模型研究的意义 (2)

1.3 本课题研究的意义和目的 (2)

2 系统方案总体设计 (3)

2.1 设计思想 (3)

2.2 课题方案论证 (5)

2.3 主要器件简介 (5)

2. 4 关键问题处理 (10)

3 系统方案实现 (11)

3.1 硬件电路设计 (11)

3.2 软件设计 (14)

4 系统调试及结果分析 (16)

4.1 具体薄弱环节 (16)

4.2 具体应用改进的方向 (17)

结论 (18)

致谢 (19)

参考文献 (20)

附表A 硬件接线图 (22)

附表B 部分程序 (23)

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。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。

2 用PLC实现对立体仓库的控制

1．1 自动化立体仓库的发展

自动化立体仓库又称立库、自动存取系统AS/RS(Automatic Storage& Retrieval System)，是一种用高层立体货架(托盘系统)储存物资，用电子计算机控制管理和用自动控制堆垛运输车进行存取作业的仓库。

使用自动化立体仓库可以产生巨大的社会效益和经济效益。它通过高层货架存储，使存储区大幅度地向高空发展，提高了空间利用率；自动化立体仓库采用层积式存放，结合计算机管理，可以很容易实现先入先出，防止货物的自然老化、变质和损坏；通过自动存取系统(AS/RS),加快了运行和处理速度，提高了劳动生产率，降低操作人员的劳动强度；采用自动化技术后，还能较好地适应黑暗、低温、污染、有毒和易爆等特殊场合的物品存储需要；计算机控制能够始终准确无误地对各种信息进行存储和管理，减少了货物处理和信息处理过程中的差错；同时借助于计算机管理还能有效地利用仓库存储能力，便于清点和盘库，合理减少库存，加快资金周转，节约流动资金，从而提高仓库的管理水平。自动化仓库的信息系统可以与企业的生产信息系统集成，实现企业信息管理的自动化。同时，由于使用自动化仓库，促进企业的科学管理，减少了浪费，保证均衡生产，也提高了操作人员素质和管理人员的水平。

自动化立体仓库的出现和发展是第二次世界大战以后生产和技术发展的结果。1963年美国首先在仓库业务中采用计算机控制，建立了第一座计算机控制的立

我国的立体仓库起源于上世纪七十年代末，1980年我国自行研制的第一座自动化立体仓库投入使用。近几年来立体仓库在我国得到了迅速的发展，大型的自动化程度很高的仓库不断建成，主要应用于汽车(如东风汽车)、家电(海尔)、烟草(红塔集团)、印刷，化工(仪征化纤)等行业。

自动化立体仓库通常有以下几种分类方式，按建筑形式可以分为整体式和分离式；按自动化仓库与生产连接的紧密程度可分为独立型(也称离线型)、半紧密型和紧密型仓库(在线型)；按货物存取形式可以分为单元货架式、拣选货架式；按照在生产流通中的作用可以分为生产性仓库和流通性仓库；按货架的结构形式可以分为单元货格式、贯通式、水平循环式和垂直循环式，其中以单元货格式仓库使用最广。

自动化立体仓库是机械和电气、强电控制和弱电控制相结合的产品。它主要由货物储存系统、货物存取和传送系统、控制和管理等三大系统所组成。货物存储系统由立体货架的货格(托盘或货箱)组成，货架按照排、列、层组合而成立体仓库储存系统；货物存取和传送系统承担货物存取、出入仓库的功能，它由有轨或无轨堆垛机、出入库输送机、装卸机械等组成；自动化立体仓库视情况不同采取不同的控制方式：有的仓库只采取对存取堆垛机、出入库输送机的单台PLC控制，机与机无联系；有的仓库对各单台机械进行联网控制。更高级的自动化立体仓库的控制系统采用集中控制、分离式控制和分布式控制，即由管理计算机、中央控制计算机和堆垛机、出入库输送等直接控制的可编程序控制器组成控制系统。近几年出现的智能自动化仓储技术还处于初级发展阶段，在二十一世纪仓储技术的智能化将具有广阔的应用前景。

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[6]，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