【導(dǎo)讀】隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，物流倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)將發(fā)揮越來越重要的作用。的物流倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，可以為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供堅(jiān)強(qiáng)的后盾和有力的支持。理系統(tǒng)主要提供一個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)及其作業(yè)管理的信息存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)。流倉(cāng)庫(kù)模型為控制對(duì)象，設(shè)計(jì)出一個(gè)可以用于一般單位的物流倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)庫(kù)管理和出入庫(kù)作業(yè)的自動(dòng)化，對(duì)企業(yè)的健康發(fā)展具有一定得

　　

【正文】 接立體倉(cāng)庫(kù) 10 號(hào)倉(cāng)的狀態(tài)輸出端口 接立體倉(cāng)庫(kù) 11 號(hào)倉(cāng)的狀態(tài)輸出端口 接立體倉(cāng)庫(kù) 12 號(hào)倉(cāng)的狀態(tài) 輸出端口 接立體倉(cāng)庫(kù) 0 號(hào)倉(cāng)的狀態(tài)輸出端口 輸 出 接 口 高速脈沖發(fā)生器 0 的脈沖輸出 與 連接 高速脈沖發(fā)生器 1 的脈沖輸出 與 連接 X 軸步進(jìn)電機(jī)方向控制輸出 Y 軸步進(jìn)電機(jī)方向控制輸出 貨臺(tái)前伸控制輸出 貨臺(tái)回位控制輸出 取操作指示輸出 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 放操作指示輸出 在整個(gè)系統(tǒng)中硬件部分 是對(duì)內(nèi)部軟件程序的一種表象，軟件程序的優(yōu)劣、對(duì)錯(cuò)都會(huì)直接的在硬件模擬中表現(xiàn)出 來，其中整個(gè)硬件電路接線設(shè)計(jì)的合理與否都會(huì)直接影響到軟件編程的后續(xù)擴(kuò)展，在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中均充分考慮了以上幾點(diǎn)，以期望整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到更理想的結(jié)果。 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第 4章 基于 PLC 控制 的物流倉(cāng)庫(kù) 管理 系統(tǒng) 的 軟 件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)的主體部分， 分為 PLC 操作控制 、 VC++界面 監(jiān)控 和數(shù)據(jù)庫(kù)信息存儲(chǔ) ， 同時(shí)包括 VC++與 PLC 的 通信 以及 VC++與數(shù)據(jù)庫(kù) 的 通信。 對(duì)軟件設(shè)計(jì)由整化分以后，就出現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，每一部分都變成了一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊 ，根據(jù)每一模塊的不同功能分別設(shè)計(jì)，有步驟、有秩序、有計(jì)劃的完成每一部分的設(shè)計(jì)，最后將各個(gè) 模塊連接成一個(gè)完整的程序。 在劃分模塊時(shí)應(yīng)注意：每個(gè)模塊不宜太長(zhǎng)，冗長(zhǎng)復(fù)雜的設(shè)計(jì)不宜調(diào)用與運(yùn)行；應(yīng)使模塊之間相互獨(dú)立，盡可能限制模塊之間的信息交換，以利于模塊的調(diào)試；應(yīng)盡量利用已有并且熟悉的模塊。模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：無論是硬件還是軟件，每一個(gè)模塊都相對(duì)獨(dú)立，故能獨(dú)立地進(jìn)行設(shè)計(jì)、研制、調(diào)試和修改，從而使復(fù)雜的工作得以簡(jiǎn)化。模塊之間的相互獨(dú)立也有助于研制任務(wù)的分解和設(shè)計(jì)人員之間的分工合作，這樣可提高工作效率和儀表的研制速度。上述各種研制調(diào)試完成之后，還需要將它們按一定的方法連接起來，才能構(gòu)成完整的儀表，以實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)采集、傳輸、處理和輸出等各種功能。軟件模塊的連接，一般是通過監(jiān)控主程序調(diào)用各種功能模塊，或采用中斷的方法實(shí)時(shí)地執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)模塊來實(shí)現(xiàn)，并且按功能層次繼續(xù)調(diào)用下一級(jí)模塊。模塊之間的聯(lián)系是由數(shù)據(jù)接口（數(shù)據(jù)緩沖器和標(biāo)志狀態(tài)）來完成的。 PLC 操作控制 程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)操作流程 PLC 是具體操作的執(zhí)行者， PLC 程序設(shè)計(jì)的是否合理直接關(guān)系到操作的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。 PLC 操作控制部分有兩個(gè)操作流程 “ 取 貨 ” 和 “ 放 貨 ” ，這兩個(gè)操作流程都有十步，用了十七個(gè)標(biāo)志位對(duì)這十步進(jìn)行區(qū)分 ，還有一個(gè)通信部分，實(shí)現(xiàn)將下位機(jī) 的信息傳遞給 PC 進(jìn)行監(jiān)控 。 PLC 操作控制 程序流程圖如圖 所示。 1. 對(duì)于“取 貨 ”操作 ： 1) X 軸步進(jìn)電機(jī)根據(jù) PC 機(jī)傳輸過來的 X 軸坐標(biāo)值計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)應(yīng)走的步 數(shù)，根據(jù)計(jì)算值步進(jìn)到相應(yīng)位置； 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 2) Y軸步進(jìn)電機(jī)根據(jù) PC機(jī)傳輸過來的 Y軸坐標(biāo)值計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)應(yīng)走的步數(shù)，根據(jù)計(jì)算值步進(jìn)到相應(yīng)位置； 3) 由直流電機(jī)控制的貨臺(tái)前伸； 4) 貨臺(tái)前伸到位后， Y 軸步進(jìn)電機(jī)上升 200 步，目的是將貨物提升到前伸的貨臺(tái)上； 5) 貨臺(tái)回退到原來的位置； 6) Y 軸步進(jìn)電機(jī)按計(jì)算值下降相應(yīng)的步數(shù)； 7) X 軸步進(jìn)電機(jī)按計(jì) 算值回走相應(yīng)的步數(shù)； 8) 由直流電機(jī)控制的貨臺(tái)前伸； 9) 貨臺(tái)前伸到位后， Y 軸步進(jìn)電機(jī)下降 200 步，目的是將前伸的貨臺(tái)上的貨物放到提貨臺(tái)上，以供下一步工序的執(zhí)行； 10) 前伸的貨臺(tái)回到原位，本次“取 貨 ”操作完成。 2. 對(duì)于“放 貨 ”操作 ： 1) 由直流電機(jī)控制的貨臺(tái)前伸； 2) 貨臺(tái)前伸到位后， Y 軸步進(jìn)電機(jī)上升 200 步，目的是將貨物提升到前伸的貨臺(tái)上； 3) 貨臺(tái)回退到原來的位置； 4) X軸步進(jìn)電機(jī)根據(jù) PC機(jī)傳輸過來的 X軸坐標(biāo)值計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)應(yīng)走的步數(shù)，根據(jù)計(jì)算值步進(jìn)到相應(yīng)位置； 5) Y軸步進(jìn)電機(jī) 根據(jù) PC機(jī)傳輸過來的 Y軸坐標(biāo)值計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)應(yīng)走的步數(shù)，根據(jù)計(jì)算值步進(jìn)到相應(yīng)位置； 6) 由直流電機(jī)控制的貨臺(tái)前伸； 7) 貨臺(tái)前伸到位后， Y 軸步進(jìn)電機(jī)下降 200 步，目的是將前伸的貨臺(tái)上的貨物放到貨架上； 8) 前伸的貨臺(tái)回到原位； 9) Y 軸步進(jìn)電機(jī)按計(jì)算值下降相應(yīng)的步數(shù)； 10) X 軸步進(jìn)電機(jī)按計(jì)算值回走相應(yīng)的步數(shù)，本次“放 貨 ”操作完成。 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 放 貨 標(biāo) 志 位 真 ？取 貨 標(biāo) 志 位 真 ？執(zhí) 行 “ 取 貨 ”執(zhí) 行 “ 放 貨 ”NNYY開 始通 信 中 斷 初 始 化N請(qǐng) 求 通 信 ？執(zhí) 行 通 信 中 斷Y 圖 PLC操作控制流程圖 在 “取 貨 ”和“放 貨 ”操作 實(shí)施方案中， 對(duì)于流程標(biāo)志位的控制，采用了 高速脈沖發(fā)生器脈沖發(fā) 生值與設(shè)定值相等產(chǎn)生中斷和中斷產(chǎn)生次數(shù)相結(jié)合的控制方法，此方法能夠很好的解決流程標(biāo)志位的 標(biāo)志位 控制問題。 關(guān)鍵程序的實(shí)現(xiàn) 在 PLC 操作控制 實(shí)施方案中， X、 Y 軸步進(jìn)電機(jī)的脈沖有 S7— 200 的兩個(gè)高速脈沖發(fā)生器發(fā)生， S7— 200 高速脈沖發(fā)生器可以發(fā)生所需要的不同頻率的脈沖，控制簡(jiǎn)單、方便、靈活，至于工序流程的控制采用 S7— 200 豐富的判斷語(yǔ)句，能夠使整個(gè)流程連貫、有序的完成。對(duì)于流程標(biāo)志位的控制，采用了高速脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生值與設(shè)定值相等產(chǎn)生中斷和中斷產(chǎn)生次數(shù)相結(jié)合的控制方法，此方法能夠很好的解決流 程標(biāo)志位的標(biāo)志位控制問題。 其中“取 貨 ”“放 貨 ”操作程序中又包括高速脈沖發(fā)生程序 、 高速脈沖發(fā)生值與設(shè)定值相等的中斷程序 和高速脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與設(shè)定值相等的中斷程序 ， 因?yàn)椤叭?貨 ”“放 貨 ” 操作的 互鎖性，所以“取 貨 ”“放 貨 ”流程標(biāo)志位都是相互并連在一起的。 下面分別就上述分程序進(jìn)行說明設(shè)計(jì)： 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 1. 高速脈沖發(fā)生程序 此程序是步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序， 下面以 X 軸的高速脈沖發(fā)生程序?yàn)槔?，如圖 所示。 圖 X軸高速脈沖發(fā)生器部分程序 在圖 中，若上位機(jī) PC 發(fā)送過來的 X 軸坐標(biāo)為 1，那么 X 軸的脈沖發(fā)生器將在發(fā)生 308 個(gè)脈 沖后自動(dòng) 跳轉(zhuǎn)到中斷 5 去執(zhí)行中斷程序（中斷 5— X 軸高速脈沖發(fā)生值與設(shè)定值相等的中斷程序） ；若上位機(jī) PC 發(fā)送過來的 X 軸坐標(biāo)為 2，那么X 軸的脈沖發(fā)生器將在發(fā)生 612 個(gè)脈沖后自動(dòng) 跳轉(zhuǎn)到中斷 5 去執(zhí)行中斷程序 ；若上位機(jī) PC 發(fā)送過來的 X 軸坐標(biāo)為 3，那么 X 軸的脈沖發(fā)生器將在發(fā)生 917 個(gè)脈沖后自動(dòng) 跳轉(zhuǎn)到中斷 5 去執(zhí)行中斷程序 。 2. 高速脈沖發(fā)生值與設(shè)定值相等的中斷程序 此中斷程序是為了整個(gè)操作流程的順利進(jìn)行， 下面以 Y 軸高速脈沖發(fā)生值與設(shè)定值相等的中斷程序?yàn)槔?，如圖 所示。 在圖 4. 3 中， Y 軸的高速脈沖發(fā)生值與設(shè)定值相等 的中斷程序是一個(gè)非常重要沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 的流程控制程序。在“取 貨 ”或“放 貨 ”的一次完整操作中，此程序要被調(diào)用四次，所以較 X 軸高速脈沖發(fā)生值與設(shè)定值相等的中斷程序更具有代表性。 VB10 是流程控制標(biāo)志位， VB20 是流程控制輔助標(biāo)志位，由這兩個(gè)流程控制標(biāo)志位的相互配合使用，才能完成整個(gè)的操作控制， VB15 是對(duì)此中斷程序中斷次數(shù)的記錄， VB30=1是放操作標(biāo)志位。 圖 Y軸高速脈沖發(fā)生值與設(shè)定值相等的中斷部分程序 此中斷控制是“取 貨 ”或“放 貨 ”操作流程控制的靈魂所在，其中 VB10 的 賦值語(yǔ)句更是保證了后續(xù)操作的可靠開始。 3. 高速 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與設(shè)定值相等的中斷程序 此中斷程序是動(dòng)態(tài)顯示畫面的基礎(chǔ)，每調(diào)用一次此中斷程序都會(huì)修改動(dòng)態(tài)顯示畫面中堆垛機(jī)的位置坐標(biāo)。 下面以高速脈沖計(jì)數(shù)器 0 為例進(jìn)行說明，其部分中斷程沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 序如圖 4. 4 所示。 每中斷一次都要對(duì)高速計(jì)數(shù)器 0 重新激活一次，以為下一次計(jì)數(shù)作準(zhǔn)備。 關(guān)于 VB50、 VB124 的作用會(huì)在以后的章節(jié)中作詳細(xì)的介紹。 圖 高速脈沖計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)值與設(shè)定值相等的中斷部分程序 4. 通信中斷程序 下面以部分通信中斷程序?yàn)槔M(jìn)行說明，如圖 4. 5 所示。 在通信中斷程序中總共有五個(gè)狀態(tài)，這五個(gè)狀態(tài)分別是： 1) 接收到通信請(qǐng)求標(biāo)志位，即 PC 方 向 PLC 寫數(shù)據(jù) 5， PLC 方接收到數(shù)據(jù) 5 后，向 PC 寫數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)發(fā)送長(zhǎng)度和該長(zhǎng)度值的二進(jìn)制取反后的值； 2) PLC 方接收到由 PC 發(fā)送過來的 X 軸坐標(biāo)值，對(duì) X 軸坐標(biāo)值 不進(jìn)行驗(yàn)證， 直接將 X 軸坐標(biāo)值 再 寫回 PC； 3) PLC 方接收到由 PC 發(fā)送過來的 Y 軸坐標(biāo)值，對(duì) Y 軸坐標(biāo)值不進(jìn)行驗(yàn)證，直接將 Y 軸坐標(biāo)值 再 寫回 PC； 4) PLC 方接收到由 PC 發(fā)送過來的“取 貨 ”或“放 貨 ”標(biāo)志位，對(duì)“取 貨 ”或“放 貨 ”標(biāo)志位不進(jìn)行驗(yàn)證，將 PC 需要的三十 三 個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送到 PC； 5) PLC 方接收到由 PC 發(fā)送過來的通 信結(jié)束數(shù)據(jù)，完成本次通信，為下一次通信作準(zhǔn)備。 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 部分通信中斷程序 通過上述對(duì)五個(gè)通信狀態(tài)的描述后，再來對(duì)圖 作具體的說明。在圖 中，VB98 是通信狀態(tài)標(biāo)志位， 因 VB98=4，所以該通信狀態(tài)為四態(tài)，即 PLC 接收到由PC 發(fā)送過來的“取 貨 ”或“放 貨 ”標(biāo)志位，將 PC 需要的三十三個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送到 PC，這三十三個(gè)數(shù)據(jù)中包括兩個(gè)驗(yàn)證位和三十一個(gè)數(shù)據(jù)位，其中兩個(gè)驗(yàn)證位放到 VB101和 VB102 中，在發(fā)送命令 XMT 中， VB100 中存放的是本次發(fā)送命令發(fā)送的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) 33，三十三個(gè)數(shù)據(jù)被存放在 VB101 至 VB133 中，其 中三十一個(gè)數(shù)據(jù)位在主程序中被 賦 值。 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 通信中斷程序包括三個(gè)部分，一，初始化子程序；二，收到字符中斷服務(wù)程序，進(jìn)行接收的預(yù)處理；三，定時(shí)器 0 中斷服務(wù)程序，用于接收及發(fā)送數(shù)據(jù)。其中應(yīng)用定時(shí)器 0 中斷服務(wù)程序，主要是由于 PPI 電纜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間所引用的。 PC 與 PLC之間的通信是經(jīng)過一條 PPI 電纜連接到一起的，由于 PC 與 PLC 之間電平的差異，在通信時(shí)需要電平轉(zhuǎn)換，在 ，所以 PLC 在接收到字符中斷時(shí)，需使用定時(shí)器 0 進(jìn)行 2ms 的延時(shí) 之后在 再 串口 0 讀數(shù)據(jù)。 VC++界面 監(jiān)控 程序設(shè)計(jì) VC++界面 監(jiān)控 程序流程圖如圖 所示。 圖 VC++界面 監(jiān)控 程序流程圖 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 VC++界面 監(jiān)控 包括四部分 ： 1)“取 貨 ”操作界面填寫部分； 2)“放 貨 ”操作界面填寫部分； 3)“查詢”操作界面填寫和界面顯示部分； 4) 動(dòng)態(tài)畫面顯示部分。 以下對(duì)每一部分的功能作出相應(yīng)的說明： 1. “取 貨 ”操作 界面填寫 部分 “取 貨 ”操作部分主要是由編輯框和按鈕組成，如圖 所示。 圖 取操作界面圖 如果要執(zhí)行“取 貨 ”操作，首先要點(diǎn)擊“取”按鈕，即將“取 貨 ”操作激活，其次選擇是 “ 按中文名稱 取 ”，還是“ 按 貨架號(hào) 取 ”，并在相應(yīng)的編輯框中寫入相應(yīng)的信息，最后 點(diǎn)擊“按中文名稱取”或“按貨架號(hào)取”，點(diǎn)擊完成后“取 貨 ”操作將失活，當(dāng)再次執(zhí)行“取 貨 ”操作時(shí)需要先點(diǎn)擊“取”按鈕。 2. “放 貨 ”操作 界面填寫 部分 “放 貨 ”操作部分主要是由編輯框和按鈕組成，如圖 所示。 圖 放操作界面圖 如果要執(zhí)行“放 貨 ”操作，首先要點(diǎn)擊“放”按鈕，即將“放 貨 ”操作激活，其次填寫該貨物的相關(guān)信息，最后點(diǎn)擊“確定”按鈕， 點(diǎn)擊完成后“放 貨 ”操作將失活，當(dāng)再次執(zhí)行“放 貨 ”操作時(shí)需要先點(diǎn)擊“放”按鈕。 “取 貨 ”和“放 貨 ”操作具有互鎖性，無論兩者 中的那一個(gè)動(dòng)作在執(zhí)行時(shí)， VC++沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 都可以根據(jù) PC 讀取過來的 PLC 工作 狀態(tài) 標(biāo)志位判斷 PLC 是否在工作，從而禁止或允許新的“取 貨 ”或“放 貨 ”操作，這樣的設(shè)計(jì)很好的保證了 PLC 程序運(yùn)行的穩(wěn)定性 、連貫性。 3. “查詢”操作 界面填寫和顯示 部分 查詢操作主要是由編輯框和按鈕組成，如圖 所示。 圖 查詢操作界面圖 “查詢”操作與“取 貨 ”和“放 貨 ”不具有互鎖功能， PLC 工作與否都不影響“查詢”操作的執(zhí)行，只要 VC++與數(shù)據(jù)庫(kù)連接成功就可以隨時(shí)進(jìn)行 查詢 操作。要執(zhí)行查詢功能，首先要點(diǎn)擊如圖 所示的“查詢”按鈕，激活查詢 功能，其次選擇“按中文名稱查詢”或“按貨架號(hào)查詢”，并填寫要查詢的相關(guān)信息，最后點(diǎn)擊“按中文名稱查詢”或“按貨架號(hào)查詢”，點(diǎn)擊完成后，相關(guān)信息會(huì)在顯示區(qū)域顯示出