智能仓储控制系统设计方案

智能仓储控制系统设计方案

1 绪论

现代仓储系统集成了先进物流设备、自动控制系统、计算机及其网络、信息识别和信息管理系统等，其目的是扩大仓储作业能力，提高劳动生产率，减少仓储作业差错，获取更大利润。其中，仓储控制系统是现代仓储系统的重要组成部分，是仓储高效运行的核心。仓储系统中的自动分拣系统、自动入出库系统等广泛使用自动控制系统。随着物流企业规模扩大和物流技术的发展，自动化立体仓库和中小规模自动化仓储系统普遍推广应用，仓储控制系统的规模和复杂程度也日益提高，越来越多的使用计算机控制、PLC控制，甚至DCS控制设备，这就直接导致了仓储控制系统的开发、维护难度增大。本文以一个典型仓储系统为研究对象，以三菱PLC为核心建立其控制系统，系统地介绍了整个平台的组成和如何运用一个三菱PLC实现仓储自动化的工作原理。在此基础上，以一条模拟流水线系统中的小型自动化仓库为研究对象，进一步介绍了智能仓储各部分的工作原理以及设计出了利用三菱PLC控制系统完成智能分拣、入库、出库的程序设计。该智能仓储控制系统给出了一种智能化、经济型的仓库自动化设计方案和采用三菱PLC梯形图设计出的最佳程序。

2课题任务的容和要求

1、首先通过有关书籍对PLC技术、传感器技术进行初步学习。

2、本文要研究的仓储系统如下图所示。

3、仓储模拟场地是在普通地面上使用宽30mm的与地面尽可能有最大颜色反

差的胶条作为引导线或标志线；机器人出发区为300mm×300mm的区域；

沿出发区有引导线ab和cd两段，cd引导线直达停止区，停止区也是300mm

×300mm的区域。中间bc段500mm的距离无引导线。引导线ab通过O

点，O点处有一条长200mm，宽30mm的线与引导线正交；在距离O点350mm

的圆周上有A、B、C、D、E、F六个点。这六个点以引导线为对称轴，分

布在引导线两侧。B、O、E三点在一条直线上，BE垂直于引导线，∠AOB=

∠BOC=∠DOE=∠EOF=45°。e点距c点350mm。在引导线cd的侧方设置

有G、H、I三个收料槽，三个收料槽底部为65×65mm的正方形，帮高15mm。

三个收料槽的中心线与cd引导线垂直，相较于e点。收料槽G的中心，

距离引导线cd 350mm，G、H、I之间相距150mm。机器人收取红、白、黑

三种颜色的立方体工件，分别送入指定的收料槽。（如图2.1）

图2.1 仓储系统的基本组成

3仓储系统及机器人的工作过程

如图2.1，关节型机器人从出发区开始沿引导线或者标志线前进，当碰到O 点处的行程开关（十字引导线处）时便停下，并且记下O点行程开关被碰到的次数。此时货物被分别放置在A～F的平台上，通过部程序关节型机器人拾取物料。当机械臂回到参考点时，关节型机器人继续前进。行至e点时，关节型机器人触动了e点的行程开关，经过程序处理，一使ef段的传送带开始工作，二使关节型机器人的机械臂动作，将物料放置在传送带上。当货物经过传送带到达G、H、I三点时，安装在这三点的色彩识别传感器就会分别检测货物的颜色，当发现颜色符合色彩识别传感器部程序的时候，转化为数字信号给PLC。一使ef传送带停止，二使对应的气缸动作，推动货物至相应的收料槽。当机械臂回到参考点时，控制后退电机运转，拾取其他的物料，重复以上操作。当触及O点行程开关的次数达到六次时，而且机械臂回到参考点时，机器人便会向停止区运行继续前进，触及到d点行程开关时延时1-2秒，确保到达停止区后便停止运行。

4 分拣机构的控制系统

4.1 分拣机构工作过程

（如图4.3）在e点安装一个行程开关(X001)，当检测到机器人到达e点时，通过PLC程序提取行程开关（X001）的上升沿来控制ef段的传送带开始工作，并且控制关节型机器人将物料放置在传送带上。分别在G、H、I三点安装红、白、黑三色颜色传感器(X002、X003、X004)，传送带将工件运送至G点时，当G点颜色传感器（红色）检测到工件为红色时，G点颜色传感器（X002）发出信号，通过PLC程序，此时一使传送带停止便于物料停止位置和收料槽在一条直线上，二使G点的气缸(Y002)动作，从而将红色工件送入对应的收料槽；若检测到G点工件不是红色，则G点气缸不采取任何动作，而是由传送带将该工件运送至H点；当H点颜色传感器（白色）检测到工件为白色时，H点颜色传感器(X003)发出信号，通过PLC程序，一使传送带停止便于物料停止位置和收料槽在一条直线上，二使H点的气缸(Y003)动作，从而将白色工件送入对应的收料槽；若检测到H 点工件不是白色，则H点气缸不采取任何动作，而是由传送带将该工件运送至I 点；当I点颜色传感器（黑色）检测到工件为黑色时，I点颜色传感器(X004)发出信号，通过PLC程序，一使传送带停止便于物料停止位置和收料槽在一条直线上，二使I点的气缸(Y004)动作，从而将黑色工件送入对应的收料槽。当机器人的机械臂回到参考点并且末端执行器没有物料时候，机器人回头拾取第二个物

料。通过PLC提取只要有一个颜色传感器检测到物料使得传送带停止工作。从而完成了一个周期收料过程。当机器人中的六个立方体工件全部运送至收料槽后，机器人开始向停止区运动。

4.2分拣机构梯形图程序

X1：e点处的行程开关 Y1：收料槽皮带轮执行电机

X2：收料槽G颜色传感器Y2：收料槽G处对应的电磁阀X3：收料槽H颜色传感器Y3：收料槽H处对应的电磁阀X4：收料槽I颜色传感器Y4：收料槽I处对应的电磁阀

4.3 分拣机构各硬件布置图

图4.3

4.4 分拣机构零部件

4.4.1 行程开关

参数：机械寿命1000万次以上，电气寿命：30万次以上(额定负载)，电磁接触器FC-100(AC200V)负载：500万次以上，最大通电頻率120次/分钟

4.4.2颜色传感器