【正文】 .磁性導(dǎo)軌裝置 .激光掃描儀 (Laser Scanner) .條形碼識(shí)別 (Barcode Labels) .命令揀選系統(tǒng) (OrderPicking System ) .儲(chǔ)運(yùn)機(jī)器人 .機(jī)械手 .智能卡車 本文主要研究?jī)?nèi)容 本文主要研究的是 PLC 在巷道式堆剁機(jī)定位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。例如，日本名古屋附近的三菱汽車裝配總廠的自動(dòng)化立體倉庫， 其自動(dòng)化程度就非常高。貨架在國(guó)外己系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)貨架的承載能力(包括抗震 )進(jìn)行了很多實(shí)驗(yàn)研究 (包括破壞性實(shí)驗(yàn) )，貨架計(jì)算采用計(jì)算機(jī)程序。 國(guó)內(nèi)外自動(dòng)化立體倉庫的發(fā)展現(xiàn)狀 目前，自動(dòng)化立體倉庫在發(fā)達(dá)國(guó)家已相當(dāng)普遍，日本是自動(dòng)化倉庫發(fā)展最快，建造數(shù)量最多的國(guó)家。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)已建成的立體倉庫近三百座，其中全自動(dòng)的立體倉庫有三十多個(gè)。信息技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為倉儲(chǔ)技術(shù)的重要支柱。到了七、八十年代，尋磚石貨架、移動(dòng)式貨架、巷道式堆垛機(jī)和其他搬運(yùn)設(shè)備都加入了自動(dòng)控制的行列，但這時(shí)只是各個(gè)設(shè)備的局部自動(dòng)化并各自獨(dú)立應(yīng)用，被稱為“自動(dòng)化孤島”。 美國(guó)學(xué)者 將自動(dòng)化技術(shù)在倉儲(chǔ)領(lǐng)域（包括立體倉庫）中的發(fā)展分為五個(gè)階段：人工倉儲(chǔ)階段，機(jī)械化倉儲(chǔ)階段，自動(dòng)化倉儲(chǔ)階段，集成化倉儲(chǔ)階段和智能化倉儲(chǔ)階段五個(gè)階段： 第一階段是人工倉儲(chǔ)技術(shù)階段，在這一階段物資的輸送、存儲(chǔ)、管理和控制主要依靠人工實(shí)現(xiàn)，至今國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和服務(wù)行業(yè)中的許多環(huán)節(jié)都是這一技術(shù)的實(shí)例，它具有直觀、便于聯(lián)系、減少了過程銜接之間問題等優(yōu)點(diǎn)。此后，日本的自動(dòng)化倉庫技術(shù)和設(shè)備的臺(tái)數(shù)都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在各個(gè)部門都安裝了各種各樣的堆垛機(jī)。從 1967年開始，相繼完成了一些計(jì)算機(jī)管理和計(jì)算機(jī)控制的全 自動(dòng)化倉庫。 1960 年左右在美國(guó)開始出現(xiàn)了沒有大梁的由人工操作的巷道式堆垛機(jī)。它以高層貨架為主要標(biāo)志，以成套先進(jìn)搬運(yùn)設(shè)備為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為主要手段，由此組成高效率的物流、大容量的科學(xué)的存儲(chǔ)，以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。自動(dòng)化立體倉庫不僅具有節(jié)省用地、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高物流效率、降低儲(chǔ)運(yùn)損耗、減少流動(dòng)資金積壓等功能，而且在溝通物流信息、銜接產(chǎn)需、保證生產(chǎn)均衡、合理利用資源、進(jìn)行科學(xué)儲(chǔ)備與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策等方面發(fā)揮著獨(dú)特的作用，使人們真正享受到現(xiàn)代計(jì)算 機(jī)技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)物流管理的益處。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 基于 PLC 的巷道式堆垛機(jī)定位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 1 章、緒 論 當(dāng)今社會(huì)倉儲(chǔ)、物流等概念已經(jīng)逐漸為廣大公眾所了解，其相應(yīng)的管理技術(shù)也在許多大、中型企業(yè)中付諸實(shí)施。 自動(dòng)化立體倉庫是融計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)、機(jī)電技術(shù)為一體的綜合系統(tǒng)，科技含量高，并具有一定的復(fù)雜性。 立體倉庫的歷史沿革 高層貨架倉庫的出現(xiàn)和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)以后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。隨著立體倉庫的發(fā)展，巷道式堆垛機(jī)逐漸代替了橋式堆垛機(jī)。 1970 年安裝了由貨架支承式改變?yōu)榈孛嬷С惺降母叨冗_(dá) 40 米的堆垛機(jī)。特別是 1973 年建成了一座貯藏生鮮食品的自動(dòng)化冷藏庫。 第二階段是機(jī)械化倉儲(chǔ)階段，它包括通過各種各樣 的傳送帶工業(yè)輸送車機(jī)械手吊車堆垛機(jī)和升降機(jī)來移動(dòng)和搬運(yùn)物料，用貨架托盤和可移動(dòng)式貨架存儲(chǔ)物料，通過人工操作機(jī)械來存取設(shè)備，用限位開關(guān)、螺旋機(jī)械制動(dòng)和機(jī)械監(jiān)控器等來控制設(shè)備的運(yùn)行。隨著計(jì)算機(jī)技 術(shù)的發(fā)展，工作的重點(diǎn)專線物資的控制和管理要求實(shí)時(shí)、協(xié)調(diào)和一體化。 第四階段是集成自動(dòng)化階段，在七十年代末和八十年代，自動(dòng)化即被越來越多地應(yīng)用到生產(chǎn)和分配領(lǐng)域，“自動(dòng)化孤島”被集成，在集成化系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)協(xié)作，使總體效益和生產(chǎn)的應(yīng)變能力大大超 過了個(gè)部分獨(dú)立效益的總和。我國(guó)自動(dòng)化倉庫技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了與其他信息決策系統(tǒng)的集成，正在做智能控制和模糊控制的研究工作。此外美國(guó)、德國(guó)、瑞士、意大利、英國(guó)和法國(guó)等國(guó)家也建造了許多自動(dòng)化倉庫。堆垛機(jī)產(chǎn)品己經(jīng)走入系列化，運(yùn)行噪聲低，備有各種安全保護(hù)裝置，調(diào)速性能好。這座裝配廠每天 (16 小時(shí) )生產(chǎn) 11520 輛汽車，在長(zhǎng)達(dá)兩公里的巨大輸送帶上，能同時(shí)裝配 5 種完全不同車型的汽車，半成品裝配件 (除車體在生產(chǎn)線上進(jìn)行焊接外 )完全來自于立體倉庫，倉庫的庫存量只能維持兩天的生產(chǎn)，需要不斷的進(jìn)庫補(bǔ)充，這樣大的進(jìn)、出庫量及名目繁多的部件是人工無法勝任的。其中堆剁機(jī)設(shè)計(jì) 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 成 3 自由度的系統(tǒng) ,貨物放在升降臺(tái)的貨叉（機(jī)械手）上能實(shí)現(xiàn)上下、左右及前后的運(yùn)動(dòng)。自動(dòng)化立體倉庫具有占地面積小、自動(dòng)化程度高、可以由上位機(jī)管理系統(tǒng)對(duì)整座倉庫進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度及控制。盡管各廠家各有獨(dú)創(chuàng)，結(jié)構(gòu)形式有些差異，但可以說大同小異，所有的堆垛機(jī)都不外乎由機(jī)架、載貨臺(tái)、伸縮貨叉、軌道和控制系統(tǒng)等部分組成。單立柱堆垛機(jī)應(yīng)用日益廣泛，不斷體現(xiàn)出優(yōu)越性。目前在堆垛機(jī)方面也不斷推出具有新的物理外形和更高性能的設(shè)備。 現(xiàn)在運(yùn)用比較成熟的控制方式是用 PLC(可編程控制器 )作執(zhí)行機(jī)的控制器 ，或單機(jī)控制，或由 PLC 配置通訊模塊聯(lián)機(jī)控制。 PLC 控制中堆垛機(jī)的認(rèn)址方式一般采用絕對(duì)認(rèn)址與相對(duì)認(rèn)址混合方式，位置 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 定位通過兩對(duì)光電開關(guān)實(shí)現(xiàn)?？蚣苎靥斓剀夁\(yùn)行，為防止框架傾倒，在橫梁上都裝有導(dǎo)向輪。升降鏈條與載貨臺(tái)相連接，與升降鏈輪，上下橫梁的鏈輪及載貨臺(tái)組成封閉結(jié)構(gòu)。立體倉庫正以它最小的占地面積和最佳的空間利用率，逐漸代替面積利 用極低且陳舊落后的平面?zhèn)}庫，這種替代逐漸促使倉儲(chǔ)物流業(yè)水平的提高。 作為一個(gè)定位控制系統(tǒng)，必須實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)如下： （ 1）能滿足一般控制系統(tǒng)要求的自動(dòng)、手動(dòng)的控制功能； （ 2）能根據(jù)使用者發(fā)出的指令做出相應(yīng)的動(dòng)作； （ 3）能夠根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行自動(dòng)的校正。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求將整個(gè)定位控制的全過程分成多個(gè)階段：小車前進(jìn)到指定的貨架列的過程，將貨物抬升到指定的行的過程，機(jī)械手放置或取回貨物的過程，放置或取回貨物 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 之后返回的過程。 ：在這個(gè)過程中，貨物被抬升到指定的行。 繼電器控制最早出現(xiàn)于 1863 年電磁繼電器發(fā)明以后，在早期的立體倉庫中繼電器控制形式比較常用。 單片機(jī)就是在一塊硅片上集成了中央處理器，隨機(jī)存儲(chǔ)器，程序存儲(chǔ)器，定時(shí)器和各種 I/O 接口的計(jì)算機(jī)。 PLC 是一種數(shù)字式的電子裝置，它使用可編程序的存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)指令，完成邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等功能，并 通過數(shù)字或模擬的輸入、輸出接口控制各種機(jī)械和生產(chǎn)過程。它對(duì)環(huán)境要求不高，抗干擾性強(qiáng)，對(duì)操作人員以及維護(hù)人員的要求也不高，安裝、調(diào)試相對(duì)簡(jiǎn)單且設(shè)備數(shù)量少，因此 PLC 是定位控制單元的 首選。因而對(duì)于使用者來說，變成完全可以不考慮微處理器內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，不必使用各種計(jì)算機(jī)使用的語言，而把 PLC 內(nèi)部看做是有許多“軟繼電器”等邏輯部件組成。目前各廠家生產(chǎn)的 PLC，其平均無故障時(shí)間都大大超過了 IEC 規(guī)定的 10 萬小時(shí)。 ，易 于使用。 PLC 中含有大量的相當(dāng)于中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等的“軟元件”。 PLC 有完善的自診斷、履歷情報(bào)存儲(chǔ)及 監(jiān)視功能。除了基本的邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等功能外，配合特殊功能模塊還可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制、 PID 運(yùn)算、過程控制、數(shù)字控制等功能，為方便工廠管理又可與上位機(jī)通信，通過遠(yuǎn)程模塊還可以控制遠(yuǎn)方設(shè)備。主程序包含有多個(gè)分支程序，這樣既提高了編程的靈活性又減少了不必要的代碼重復(fù)，同時(shí)也方便以后系統(tǒng)擴(kuò)展對(duì)軟件的修改。按下控制面板上相應(yīng)的鍵，堆垛機(jī)向入庫口伸叉，伸叉到位即取得貨物，然后小車向前運(yùn)動(dòng)，到達(dá)相應(yīng)的列時(shí)停止，升降臺(tái)開始上升，同理到達(dá)相應(yīng)的層時(shí)停止，即到達(dá)貨架的指定位置了，這時(shí)伸叉電機(jī)驅(qū)動(dòng)貨臺(tái)向前伸出可將貨物取出或送入，當(dāng)取到貨物或貨已送入，則鏟叉向后縮回，然后返回準(zhǔn)備下一次作業(yè)。其中自動(dòng)和手動(dòng)之間互鎖。對(duì)貨叉（機(jī)械手）的操作就是控制橫移電機(jī)（小車電機(jī)）和升降電機(jī)，使它們?cè)诓煌瑫r(shí)間實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，然后再通過伸縮手臂來抓取貨物。堆垛機(jī)的垂直方向，有提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)升降臺(tái)做升降運(yùn)動(dòng)，提升速度小于 5 米 /分，提升功率也是 220W 的三相交流異步電動(dòng)機(jī)。另外，為了更好地進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)操作，在每個(gè)倉庫上加一個(gè)檢測(cè)開關(guān)，這些開關(guān)均接個(gè)顯示燈，用以 檢測(cè)某個(gè)倉庫是否有物。 LA、 LB、 LC 為三相動(dòng)力電源， N 為零線，在開 關(guān) K0 前安裝熔斷器 FU1～ FU3。 電動(dòng)機(jī) M2,M5,M8 控制升降臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樾枰舷逻\(yùn)動(dòng)，不是單相運(yùn)動(dòng)，所以用 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 開關(guān) k2,k3,k5,k6,k8,k9 控制。 C M 1 2 3 4 6 R S TU V WEM 1L A 2L B 2L C 2F V V 3L A 4L B 4 L C 4Y B 1L AL BL CNL A 3 L B 3 L C 3K 3 1V C 1F R 1L A 5L B 5 L C 5F U 1F U 2F U 3 圖 1 控制水平電機(jī)的原理圖 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 C M 1 2 3 4 6 R S TU V WEM 3L A 1 0L B 1 0L C 1 0F V V 3L A 1 2L B 1 2 L C 1 2Y B 3L AL BL CNL A 1 1 L B 1 1 L C 1 1F R 3L A