基于plc的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-03 12:00本頁(yè)面
【正文】 閻石．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：高等教育出版社，20.24。我想對(duì)他們說(shuō)一聲：感謝你們的教導(dǎo)和關(guān)心，您們辛苦了。有一些同學(xué)從剛開(kāi)始到現(xiàn)在一直都給我很大的幫助，在這里我想對(duì)他們說(shuō)一聲：謝謝，沒(méi)有你們的幫助我也就沒(méi)有現(xiàn)在的成果。在此，我致以最誠(chéng)摯的謝意。無(wú)論當(dāng)我遇到什么困難，她總是給我鼓勵(lì)，給我支持，鼓勵(lì)我堅(jiān)持下去，鼓勵(lì)我戰(zhàn)勝困難；當(dāng)我有所成績(jī)時(shí)，她總是給我繼續(xù)做下去的勇氣和信心。在為期近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，她一直認(rèn)真的幫助我，幫我分析課題，解決困難。致謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)順利完成了，在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，有很多人幫助過(guò)我，在這里我要感謝他們。而自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)作為生產(chǎn)物流系統(tǒng)的樞紐和核心, 是生產(chǎn)物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物流合理化的關(guān)鍵。 近年來(lái)， 基于PLC的立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)具有較高的自動(dòng)化程度, 已經(jīng)成為生產(chǎn)物流建設(shè)發(fā)展的潮流。但其中大多數(shù)均為手動(dòng)操作或半自動(dòng)操作，倉(cāng)庫(kù)帳目還是人工管理；也有不少的倉(cāng)庫(kù)采用計(jì)算機(jī)管理，而入/出庫(kù)作業(yè)還是人工控制堆垛機(jī)的方法；真正采用計(jì)算機(jī)管理與控制系統(tǒng)自動(dòng)聯(lián)接進(jìn)行入/出庫(kù)作業(yè)的很少。除此之外,系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),進(jìn)行了許多其它冗余設(shè)計(jì),以確保在大多數(shù)情況不會(huì)造成系統(tǒng)的阻塞,甚至死機(jī)現(xiàn)象?？煽啃允窍到y(tǒng)能否正常工作的前提。另外,從倉(cāng)庫(kù)貨架存放直觀圖上可以看到全部倉(cāng)庫(kù)貨位的材料存放情況和每個(gè)貨位存放材料的具體信息,從而為系統(tǒng)的出入庫(kù)提供了強(qiáng)有力的依據(jù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)為方便用戶操作,盡可能給用戶提示,以便誤操作造成倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)的紊亂,而且讓系統(tǒng)操作員輸入的信息盡可能少,這樣可以提高操作效率。鑒于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化原則和現(xiàn)場(chǎng)功能要求的考慮,本倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的主要功能有用戶選擇、用戶管理、庫(kù)存管理、貨位管理、出入庫(kù)管理、字典管理、報(bào)表打印、數(shù)據(jù)維護(hù)等功能模塊。 管理軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)遵循人機(jī)工程學(xué)基本原則,編程時(shí)按照模塊化設(shè)計(jì)的思想對(duì)組成系統(tǒng)的各功能模塊進(jìn)行了精心組織 。通信功能塊本系統(tǒng)中監(jiān)控機(jī)與下位機(jī) PLC 控制器通信采用總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ,與 PLC 交換作業(yè)信息、應(yīng)答信息、查詢信息[19] 。當(dāng)操作員啟動(dòng)堆垛機(jī)時(shí)，堆垛機(jī)將不運(yùn)行，并提示“數(shù)據(jù)錯(cuò)誤”，等待操作員修改數(shù)據(jù)后重新作業(yè)[1] 。本系統(tǒng)的安全保護(hù)能保證在任何人為性誤操作或通訊數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的情況下不發(fā)生事故。(3)出現(xiàn)故障后，面板發(fā)出提示，并返回給上位機(jī)信息，系統(tǒng)可以自動(dòng)處理。(2)出現(xiàn)故障后，面板發(fā)出提示，并返回給上位機(jī)信息，停止堆垛機(jī)運(yùn)行，等待人工處理。其故障情況可分為三類：(1)出現(xiàn)故障后，面板發(fā)出提示，并返回給物流工作站信息，但系統(tǒng)可以繼續(xù)工作。圖13 系統(tǒng)模塊圖 故障處理在啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)首先檢查自身的各種狀態(tài)，執(zhí)行自我診斷功能，當(dāng)所需狀態(tài)正常時(shí)才開(kāi)始工作。另外，還分別對(duì)不同的干擾進(jìn)行了軟件方面的濾波，消除了這些干擾對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的不良影響[19]。由于在控制過(guò)程中來(lái)自上級(jí)計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)的信息量比較大，因此，各部分間的協(xié)調(diào)工作是極為重要的。所以，該控制過(guò)程有一個(gè)初始步、11個(gè)工作步。 PLC的I/O資源配置(1) 機(jī)械手I/O資源配置4自由度機(jī)械手以及全自動(dòng)堆垛[]機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制, 需要輸出高速脈沖, 故采用晶體管型PLC, 并留有10% ～20%的裕量,所以機(jī)械手I/O資源配置[18]如表1:表1輸入信號(hào)輸入信號(hào)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編碼名稱代號(hào)輸入點(diǎn)信號(hào)手動(dòng)擋SX0松開(kāi)按鈕SB8X15回原檔SX1下限位開(kāi)關(guān)SQ1X16單步擋SX2上限位開(kāi)關(guān)SQ2X17單周期檔SX3右限位開(kāi)關(guān)SQ3X20連續(xù)檔SX4左限位開(kāi)關(guān)SQ4X21回原位按鈕SB9X5起動(dòng)按鈕SB1X6輸出信號(hào)停止按鈕SB2X7名稱代號(hào)輸出點(diǎn)信號(hào)下降按鈕SB3X10下降電磁閥線圈YV1Y0上升按鈕SB4X11上升電磁閥線圈YV2Y1右行按鈕SB5X12右行電磁閥線圈YV3Y2左行按鈕SB6X13左行電磁閥線圈YV4Y3夾緊按鈕SB6X14松緊電磁閥線圈YV5Y4 (2)結(jié)合上述的立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)系統(tǒng)模型,其I/O口配置見(jiàn)表2:表2 堆垛機(jī)I/O口分配輸入部分輸出部分X0啟動(dòng)Y0橫軸脈沖X1停止Y1豎軸脈沖X2連續(xù)Y2橫軸方向I/OX3回原位Y3豎軸方向I/OX4貨臺(tái)回位限位Y4X5貨臺(tái)到位限位Y5X6貨臺(tái)是否有物Y6貨臺(tái)前升X7自動(dòng)/手動(dòng)（0/1）Y7貨臺(tái)退回X1016進(jìn)制倉(cāng)位號(hào)輸入Y10顯示部分就緒X11Y11取X12Y12放X13Y1310位顯示X14橫軸右限位Y14碼輸出顯示BCD碼1位X15橫軸左限位Y15BCD碼2位X16豎軸上限位Y16BCD碼3位X17豎軸下限位Y17BCD碼4位 I/O連接圖（1）機(jī)械手的外部接線圖圖10 機(jī)械手的外部接線圖(2)堆垛機(jī)外部接線圖圖11 堆垛機(jī)外部接線圖4 立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 控制軟件結(jié)構(gòu) 流程圖的設(shè)計(jì)可以給人以最直觀的感覺(jué)，讀者一目了然，思路清晰，它能反映整個(gè)運(yùn)行及控制過(guò)程的脈絡(luò)，為軟件設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。通過(guò)功能擴(kuò)展模板還可將FPO系列適配器與FPO基本單元連接，增強(qiáng)PLC與外部設(shè)備的通信功能。 在FPO系列PLC基本單元上，可連接擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊以及各種功能的特殊單元、特殊模塊，還可在基本單元左側(cè)接口上，連接一臺(tái)功能擴(kuò)展板[17]。還能做數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運(yùn)算、平方根以及浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、PID運(yùn)算等更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。PLC運(yùn)行時(shí)。它有內(nèi)置8K步的RAM，使用存儲(chǔ)卡盒后，最大容量可擴(kuò)大到16K步。該系統(tǒng)由自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)內(nèi)、外部的消火栓組成,以供火災(zāi)時(shí)人工移動(dòng)式滅火時(shí)的需要。(3) 消防供水系統(tǒng)該系統(tǒng)由消防水池、消防水泵和變頻調(diào)速控制柜等部分組成, 它接受庫(kù)區(qū)消防主機(jī)的控制, 并自動(dòng)起動(dòng)預(yù)作用裝置, 使庫(kù)區(qū)消防管網(wǎng)充水。(1)火災(zāi)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)該系統(tǒng)主要對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)消防設(shè)施和火災(zāi)情況進(jìn)行監(jiān)控, 并在各庫(kù)都建立消防控制室(內(nèi)設(shè)消防主機(jī)) , 各庫(kù)消防監(jiān)控主機(jī)與煙草企業(yè)的中央控制室通過(guò)局域網(wǎng)相聯(lián)結(jié)。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是無(wú)人倉(cāng)庫(kù), 針對(duì)庫(kù)房?jī)?nèi)物品運(yùn)輸和儲(chǔ)存時(shí)可能發(fā)生火災(zāi)的特點(diǎn), 消防系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹“預(yù)防為主, 防消結(jié)合”的方針, 立足自防自救, 使庫(kù)區(qū)內(nèi)發(fā)生的隱燃火患和明火能及時(shí)探知和報(bào)警, 對(duì)局部火災(zāi)能自動(dòng)撲滅, 對(duì)萬(wàn)一釀成火災(zāi)有撲救設(shè)施。圖8 堆垛機(jī)半閉環(huán)控制硬件配置因?yàn)樵谥骺貦C(jī)PLC , 變頻器,光電開(kāi)關(guān)之間需要頻繁的交換數(shù)據(jù),所以變頻器,光電開(kāi)關(guān)都
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