【正文】 滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)和流通的需要，就必須采取以計(jì)算機(jī)控制主要手段的 智能倉(cāng)庫(kù) 。 此次設(shè)計(jì)的效果可以改變參數(shù)輸入，通過(guò)模擬生產(chǎn)情況及波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)造成的沖擊，從而避免了在理想化狀態(tài)下系統(tǒng)設(shè)計(jì)所無(wú)法預(yù)料 的各種因素，對(duì)系統(tǒng)的堵塞有著形象和直觀的解決方案。目前，它已經(jīng)成為企業(yè)生產(chǎn)和管理信息化的標(biāo)志之一。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 年 基于 PLC 的 智能 倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展， 智能倉(cāng)庫(kù) 必然會(huì)在各行各業(yè)中得到越來(lái)越 廣泛的應(yīng)用 。 智能倉(cāng)庫(kù) 系統(tǒng)是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。 該系統(tǒng)采用 PLC 控制，通過(guò) PLC 輸出的脈沖信號(hào)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，兩者之間通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，此外還用到一些傳感器，如微動(dòng)開(kāi)關(guān)和反射式傳感器。 總之， 智能 倉(cāng)庫(kù)因其較小的占地面較佳空間利用率，應(yīng)用正逐漸普及。 關(guān)鍵詞： 智能 倉(cāng)庫(kù)； PLC； 步進(jìn)電機(jī)；傳感器 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Design of Intelligent Warehouse System Based on PLC controlled ABSTRACT Along with the rapid development of national economy, Intelligent warehouse in all walks of life will get more and more widely. Automatic warehouse system of modern logistics system is an important part of, is widely used in industries. At present, it has bee the enterprise production and management, one of the symbols of informatization. The system adopts PLC controlled by PLC, the output pulse signals to control the operation of the stepmotor between through the stepping motor drive connections, also used as some sensors, micro switch and reflex sensor. We can alse see the place where the block and bottleneck have taken place and state how they develop, reflecting by the system of simulation. By changing the input of the parameters and simulating the process of production and the impulsion of system arosed by flactuation, we can avoid various unforeseen factors of system design in the state of idealization, have visual and intuitionistic solving way for the block of the system.. In conclusion, The application of automatic warehouse with less floor space and better space utilization ratio has been popularizing gradually. To meet the requirement of the modern production and negotiation, it should use the warehouse with the puter control technology KEY WORDS: Intelligent warehouse, PLC, Stepping motor, Sensors, 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。它具有控制能力強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、編程簡(jiǎn)單、使用方便、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。其應(yīng)用的深度和廣度成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化程度高低的標(biāo)志。 隨著 企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和深化，使得倉(cāng)庫(kù)成 為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的一個(gè)重要且不可缺少的環(huán)節(jié)。為滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)與流通的需要，就必須采用的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為主要手段組成的 智能倉(cāng)庫(kù) 。也是 CIMS的集成環(huán)節(jié)之一，在 FMS 和 FAS 中占有非常重要的地位 第 1 章 智能倉(cāng)庫(kù) 智能倉(cāng)庫(kù) 的概述 智能倉(cāng)庫(kù) 簡(jiǎn)稱高架倉(cāng)庫(kù)，一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層的貨架來(lái)儲(chǔ)存單元貨物，并 用相同的搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入、出庫(kù)作業(yè)的倉(cāng)庫(kù)。根據(jù)國(guó)際自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)會(huì)議的定義，所謂 智能倉(cāng)庫(kù) 就是采用高層貨架存放貨物，以巷道堆垛起重機(jī)為主，結(jié)合入庫(kù)出庫(kù)周邊設(shè)備來(lái)進(jìn)行作業(yè)的一種倉(cāng)庫(kù)。顯而易見(jiàn)它是物流系統(tǒng)的核心之一，并在自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中占據(jù)了非常重要的地位。我國(guó) 智能倉(cāng)庫(kù) 的起步比較晚， 1974 年鄭州紡織機(jī)械廠建成了國(guó)內(nèi)第一個(gè) 智能倉(cāng)庫(kù) 。近年來(lái)，倉(cāng)儲(chǔ)物流行業(yè)的學(xué)術(shù)組織定期在國(guó)內(nèi)交流學(xué)術(shù)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)目前我國(guó) 智能倉(cāng)庫(kù) 的設(shè)計(jì)制造水平，參照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)制定了一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，使 智能 倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)制造進(jìn)入了規(guī)范化發(fā)展階段 不同的 智能 倉(cāng)庫(kù)， 高度、貨架形式、通道寬度都和現(xiàn)代化倉(cāng)庫(kù)是不同的，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)設(shè)備的配置應(yīng)與倉(cāng)庫(kù)的類型相適應(yīng)。 早期 智能 倉(cāng)庫(kù)構(gòu)想的基本出發(fā)點(diǎn)是提高空間利用率，充分節(jié)約有限且昂貴的場(chǎng)地，在西方有些發(fā)達(dá)國(guó)家提高空間利用率的觀點(diǎn)已有更廣泛、深刻的含義，節(jié)約土地已與節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境等更多方面聯(lián)系起來(lái)。倉(cāng)庫(kù)空間利用率與其規(guī)劃緊密 相連，一般來(lái)說(shuō)， 智能 倉(cāng)庫(kù)的空間利用率為普通倉(cāng)庫(kù)的 2～ 5 倍。 智能 倉(cāng)庫(kù)采用先進(jìn)的自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備，不僅能使貨物在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)按需要自動(dòng)存取，而且還可以與倉(cāng)庫(kù)以外的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)地連接，并通過(guò)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備使倉(cāng)庫(kù)成為企業(yè)物流中的重要環(huán)節(jié)。以上所述的物流系統(tǒng)又是整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng) (從訂貨、設(shè)計(jì)和規(guī)劃、計(jì)劃編制和生產(chǎn)安排、制造、裝配、試驗(yàn)以及發(fā)運(yùn)等 )的一個(gè)子系統(tǒng)，建立物流系統(tǒng)與企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)間的實(shí)時(shí)連接是目前 智能倉(cāng)庫(kù) 發(fā)展的另一個(gè)明顯技術(shù)趨勢(shì)。同時(shí)， 智能 倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)減輕了工人綜合勞動(dòng)強(qiáng)度。為了達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)能力和滿足生產(chǎn)要求，就必須準(zhǔn)備充足的原材料和零部件，這樣，庫(kù)存積壓就成為較大的問(wèn)題。 智能 倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)是解決這一問(wèn)題的最有效手段之一。建立 智能 倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)是其有力的措施之一。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)更為企業(yè)取得與外界在線連接，突破信息瓶頸，開(kāi)闊視野及外引內(nèi)聯(lián)提供了廣闊的空間和堅(jiān)實(shí)強(qiáng)大的技術(shù)支持。 現(xiàn)代化企業(yè)對(duì)管理提出了更高的要求， “管理出效益 ”的思維方式已成為大多數(shù)的現(xiàn)代企業(yè)管理者的共識(shí)。低層 智能 倉(cāng)庫(kù)高度在 5 米以下，主要是在原來(lái)老倉(cāng)庫(kù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改建的，是提高原有倉(cāng)庫(kù)技術(shù)水平的手段。中層 智能 倉(cāng)庫(kù)的高度在 5～ 15米之間，由于中層 智能 倉(cāng)庫(kù)對(duì)建筑以及倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備的要求不高，造價(jià)合理，是目前應(yīng)用最多的一種倉(cāng)庫(kù)。高層 智能 倉(cāng)庫(kù)的高度在 15 米以上，由于對(duì)建筑以及倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備的要求太高，安裝難度大，應(yīng)用較少。貨格式 智能 倉(cāng)庫(kù)是應(yīng)用較普遍的 智能 倉(cāng)庫(kù)，它的特點(diǎn)是每一層貨架都由同一尺寸的貨格組成，貨格開(kāi)口面向貨架之間的通道，堆垛機(jī)械在貨架之間的通道內(nèi)行駛，以完成貨物的存取。它又稱為流動(dòng)式貨架倉(cāng)庫(kù)，這種倉(cāng)庫(kù)的貨架之間沒(méi)有間隔，不設(shè)通道，貨架組合成一個(gè)整體。 (3)自動(dòng)化柜式 智能 倉(cāng)庫(kù)。 (4)條形貨架 智能 倉(cāng)庫(kù)。 確定 I/O 設(shè)備，根據(jù) 智能倉(cāng)庫(kù) 控制系統(tǒng)的功能要求 確定系統(tǒng)所需要的用戶輸入、輸出設(shè)備。 分配 I/O 點(diǎn)以及 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制輸入輸出分配表及輸入輸出端子的接線圖。 將程序輸入 PLC 進(jìn)行軟件測(cè)試，查找錯(cuò)誤，是系統(tǒng)程序更加完善。 智能倉(cāng)庫(kù) 的系統(tǒng)控制方案 該 智能倉(cāng)庫(kù) 有十二個(gè)倉(cāng)庫(kù)位、有物品出入口與輸出口位，個(gè)倉(cāng)位能自檢， 其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2— 2 和圖 23 所示 ： 圖 22 智能 倉(cāng)庫(kù) 系統(tǒng)結(jié) 構(gòu) 8 圖 23 智能 倉(cāng)庫(kù) 結(jié)構(gòu)示意圖 9 本課題設(shè)計(jì)的 智能 倉(cāng)庫(kù)具有一下的功能： 堆垛機(jī)要有三個(gè)自由度，即前進(jìn)、后退；上、下；左、右 ； 堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)； 3 堆垛機(jī)前進(jìn)（后退）運(yùn)動(dòng)和上（下）運(yùn)動(dòng)可以同時(shí)進(jìn)行； 堆垛機(jī)前進(jìn)、后退和上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)必須有超限位保護(hù)； 每個(gè)倉(cāng)位必須有檢測(cè)裝置（微動(dòng)開(kāi)關(guān)），當(dāng)操作有誤時(shí)會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)警信號(hào)； 當(dāng)按完倉(cāng)位號(hào)后，沒(méi)按入或取前，可以按取消鍵進(jìn)行取消該操作； 整個(gè)電氣控制系統(tǒng)必須設(shè)置急停按鈕，以防止發(fā)生意外情況。能快速的對(duì)輸入信號(hào)做出反應(yīng)控制 智能 倉(cāng)庫(kù)，便于檢修。同時(shí)， PLC 的功能也不斷完善。今天的 PLC 不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。隨著工廠自動(dòng) 化程度的不斷提高和 PLC市場(chǎng)容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來(lái) PLC 在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的增長(zhǎng)速度放緩。綜合相關(guān)資料， 2021 年全球 PLC 的銷售收入為 100 億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作，來(lái)控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。 PLC 每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。PLC 用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 解算 1K 邏輯程序不到 1 毫秒。大型 PLC 使用另外一個(gè) CPU 來(lái)完成模擬量的運(yùn)算。 相同 I/O 點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)，用 PLC 比用 DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。一個(gè) PLC 的控制器，可以接收幾千個(gè) I/O 點(diǎn)（最多可達(dá) 8000 多個(gè) I/O）。 PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi) PLC在我國(guó)仍將保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。實(shí)際工作中碰到的一些用戶原來(lái)采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用 PLC 或定制PLC 取代嵌入式控制器 。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用的要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。 輸入輸出 I/O 點(diǎn)數(shù)的估算 I/O 點(diǎn)數(shù)估算適應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，在增加 10%~20%的擴(kuò)展。根據(jù)估算該 智能倉(cāng)庫(kù) 的 I/O 口的點(diǎn)數(shù)為輸入 40 點(diǎn)，輸出 21 點(diǎn)。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此程序容量在設(shè)計(jì)階段還是未知的 ，須在程序調(diào)試之后才知道。 存儲(chǔ)器的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料上給出了不同的公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10~15 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（ 16 位一個(gè)字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。 控制功能的選擇 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 （ 2）編程功能 離線編程方式： PLC 和編程器共用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。離線編程方式可以降低系統(tǒng)的成本，但使用和調(diào)試不方便。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬 件的故障位置，軟件診斷分為內(nèi)診斷和外診斷。 PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員的技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。該 智能倉(cāng)庫(kù) 的控制系統(tǒng)有輸入信號(hào)40 個(gè)， 輸出信號(hào) 21 個(gè)。輸出有三個(gè)步進(jìn)電機(jī)的正反向、動(dòng)作指示、錯(cuò)誤顯示等等。因此選擇 FX2N80MR 型號(hào)的 PLC。 考慮經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)應(yīng)考慮