【正文】 算．邏輯運算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)．如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙，冶金，食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡系統(tǒng)。 PLC的應用前景PLC未來的應用前景分為以下幾個方面： （1）人機界面將更加友好PLC制造商通過收購或聯(lián)合軟件企業(yè)或發(fā)展軟件產業(yè)，大大提高了其軟件水平，多數(shù)PLC品牌擁有與之相應的開發(fā)平臺和組態(tài)軟件，軟件和硬件的結合，提高了系統(tǒng)的性能，同時，為用戶的開發(fā)和維護降低了成本，使更易形人機友好的控制系統(tǒng)，目前，PLC+網(wǎng)絡+IPC+CRT的模式被廣泛應用。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術發(fā)展很快，用戶對開放性要求很強烈，現(xiàn)場總線技術及以太網(wǎng)技術也同步發(fā)展。西門子公司在Pm脅us—DP及Pmfibus—FMS網(wǎng)絡等。各自發(fā)展自己的標準，兼容性很差，這給用戶使用帶來不便，并增加了維護成本。雖然PLC開發(fā)上各種工具仍不兼容，但基于這些標準的開發(fā)系統(tǒng)，使用戶在應用過程中，可以較方便地適應不同品牌的產品。目前，多數(shù)PLC軟件產品和相當一部分儀表、執(zhí)行機構及其它設備具有了OPC功能。為了使PLC更具開放性和執(zhí)行多任務，可以在一個PLC系統(tǒng)中同時裝幾個CPU模塊，每個CPU模塊都執(zhí)行某一種任務。 （4）功能的進一步增強隨著應用范圍越來越廣泛，PLC的網(wǎng)絡能力，模擬量處理能力，運算速度，內存，復雜運算能力均大大增強，不再局限于邏輯控制的應用，而越來越多地應用于過程控制方面。PLC在相當多的應用取代了昂貴的DCS，從而使原來PLC(順序控制)+DCS(過程控制)的模式變成PLC+IPC模式。它將推動整個工業(yè)領域的發(fā)展，為再次科技革命的到來奠定堅實的基礎。如何對毛坯零件和成品零件進行分類管理和倉儲已成為大家熱點研究的內容之一。它是把計算機與信息管理和設備控制集成起來，能按照控制指令要求自動完成貨物的存取作業(yè)，并能對庫存的貨物進行自動管理，達到倉儲技術的全面自動化。近年來，自動化倉庫在我國得到快速發(fā)展，高架立體倉庫的需求越來越大。由于這類倉庫能充分利用空間存儲貨物，故形象的將其稱為“立體倉庫”。自動化高架立體倉庫技術的特點： (1)高速化。(2)準確化。驅動由傳統(tǒng)的調速技術發(fā)展為內置嵌入式計算機的矢量變頻調速技術，從而獲得更佳啟動停止曲線罔，減少循環(huán)時間，獲得更佳啟動扭矩。貨位虛實探測技術已開始應用無線攝像傳輸技術。 高架立體倉庫的發(fā)展及功能立體倉庫的產生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產和技術發(fā)展的結果。60年代初期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，稱為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。到2003年為止，我國自動化立體倉庫數(shù)量已超過200座。 與傳統(tǒng)的貨物倉庫相比，自動化倉庫具有許多突出的功能，主要包括以下四個大方面：大大提高空間利用率，應用先進物流系統(tǒng)優(yōu)化企業(yè)生產管理，加快貨物存取，減輕勞動強度，提高生產效率，減少庫存資金積壓。它通過高層貨架存儲，使得存儲區(qū)大幅度向高空發(fā)展，提高了空間利用率。通過自動化存儲系統(tǒng)，加快了運行和處理速度，提高了勞動生產率，減低操作人員的勞動強度。計算機控制能夠始終確保無誤的對各種信息進行存儲和管理，減少了貨物處理和信息處理過程中的差錯。自動化倉庫的信息系統(tǒng)可以與企業(yè)的生產信息系統(tǒng)集成，實現(xiàn)企業(yè)信息管理的自動化。 立體倉庫控制系統(tǒng)總體結構圖 高架立體倉庫的關鍵技術 立體倉庫的自動尋址就是尋找存放、提取貨物的位置。在同一巷道內的貨位地址由三個參數(shù)組成：第幾排貨架，第幾層貨格，左側或者右側，當自動化倉庫接受到上級管理機的存取指令和存取地址后，即向指定貨位的方向運行，運行中，安裝在堆垛機（或機械手）上的傳感器不斷檢測位置信息，計算判斷是否到位。這些數(shù)據(jù)被采集處理后，能用來確定產品的生產計劃，運輸路線，路程，庫存，存儲地址，銷售生產，庫存控制，運輸文件，單據(jù)和記賬等，貨物信息可以通過聲，光，磁，電子等多種介質獲取，具體實現(xiàn)時，是在生產的關鍵部位配備自動識別裝置，將每一處所獲取的信息經(jīng)過計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)傳輸，并經(jīng)行統(tǒng)一處理，從而實現(xiàn)整個生產過程中對物料的信息跟蹤。 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是自動化倉庫運行成功的關鍵，沒有好的控制，系統(tǒng)運行成本就會很高，而效率很低，為了實現(xiàn)自動運轉，自動化倉庫內使用的各種存取設備和輸送設備本身必須配備各種控制裝置。所有這些控制器都不許通過各種控制裝置去實現(xiàn)。堆垛機的控制現(xiàn)多采用模塊化控制方式，驅動系統(tǒng)議案為交流電機，無級調速。在控制系統(tǒng)中，還應采取一系列自檢和連鎖保護措施，確保在工作人員操作錯誤時不發(fā)生事故?？刂葡到y(tǒng)應能適應多種操作方式需要。它在整個系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，負責協(xié)調系統(tǒng)中各個部分的運行。 計算機管理系統(tǒng)是自動化倉庫的指揮中心，相當于人的大腦，它指揮著倉庫中各個設備的運行，它主要完成整個倉庫的作業(yè)管理和賬目，并負擔著與上級系統(tǒng)的通信和企業(yè)信息管理系統(tǒng)部分任務，自動化倉庫的信息管理是基于現(xiàn)代信息管理理論和現(xiàn)代控制理論而創(chuàng)立的一個分支，對于一個自動化倉庫來說，它可以是獨立的，但對于一個企業(yè)，它又是其管理信息系統(tǒng)（MIS）的一個子系統(tǒng)。自動化倉庫管理系統(tǒng)的主要功能是對倉庫所有入，出庫活動進行最佳登錄和控制，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以便能使決策者及早發(fā)現(xiàn)問題，采取相應的措施，最大限度地降低存量，加快貨物流通，創(chuàng)造經(jīng)濟和社會效益。隨著科學技術的發(fā)展，PLC技術越來越多地應用到各種實際生產領域。提高了企業(yè)總體效益。由于利用電力線上網(wǎng)，直接使用現(xiàn)有電力網(wǎng)就可以實現(xiàn)通信，而不需要另外鋪設電話線、光電纜等，大大地減少了在基礎網(wǎng)絡上的投資。電力線是最基礎的網(wǎng)絡，它的規(guī)模之大，是其他任何網(wǎng)絡無法比擬的。 (3)高速 利用電力線上網(wǎng)能夠提供高速傳輸。更高速率的PLC產品正在研制之中。目前還未有效解決電力線信號通過變壓器的技術，因此，電力線通信設備都是集中在220V線路變壓器的用戶端。 PLC機械手同時，在自動化生產領域中，機械手是近幾十年發(fā)展起來的。采用PLC控制，具有可靠性高、改變程序靈活等優(yōu)點，無論是進行時間控制還是行程控制或混合控制，都可通過設定PLC程序來實現(xiàn)，可以根據(jù)機械手的動作順序修改程序，使機械手的通用性更強。在生產中應用廣泛，是企業(yè)自動化設備的重要標志之一。氣動機械手基本由氣控機械手、XY軸絲杠組、轉盤機構、旋轉基座等機械部分組成。本課題構建的三軸運動機械手安裝在一個四層高架立體倉庫上，其X、Z軸方向的運動采用電機控制，Y軸和手爪的運動采用氣動控制，用于對毛坯零件的定位、抓取和搬運工作。SL“機電一體化系統(tǒng)21xx”特性是模塊化，所應用的是集成的組件：SL硬件模塊、SL聯(lián)接模塊和SL軟件模塊。 SL系統(tǒng)一覽表 SL系統(tǒng)可以通過仿真的教學過程來演示復雜的系統(tǒng)，對自動化技術/控制技術/機電一體化的教學極有幫助。 MSM軟件模塊簡介使用機電一體化系統(tǒng)“SLMSK 2100”中MSM軟件模塊“SL?MSM21xx”進行工作，既可在屏幕上仿真構造簡單的部件，也可構建復雜的、PC支撐的自動化裝置。在模擬時，也可對在真實硬件環(huán)境運行時會產生干擾的過程情況進行評價。所有屬于該培訓系統(tǒng)的執(zhí)行元件和傳感器均可從庫中進行調用，以解決自動化、控制技術和機電一體化的任務。相對于基本配置(SL?MSM2100)，其擴展配置包括6軸關節(jié)機器人、6軸門式機器人、6軸Scara機器人，不同的機器人手爪、輸送帶、存儲、刀庫、機床、擴展傳感器、信號燈和開關元件等元件。該軟件的典型特征是使用幾何的準確描述和使用原始語言進行編程，來結合工業(yè)機器人。 MSM2102工作界面 MSM軟件操作步驟 用MSM軟件仿真模擬一項操作任務時，一般的操作步驟如下：(1)新建一個計劃打開軟件后，使用界面上下拉菜單“計劃(Z)”下的子項“新建...”可新建一個計劃。類似地，可使用該菜單子項打開一個已有的計劃。計劃的擴展名必須為“.BCI”(自動添加)。使用視區(qū)窗口可優(yōu)化調整裝入對象的視圖。使用按鈕“對象(O)”可在模擬窗口中展開下拉菜單“對象(O)”： 下拉菜單“對象(O)”菜單包括下列子項：1　 接受：從展開的列表中添加對象。3　 清除...：從計劃中清除添加的對象。在對象復制前，必須選擇一個已存在的對象，以免產生對象垃圾(即相同的對象多次放置在相同的地方)。6　 刪除...：從所有軟件中刪除對象，而不是僅從計劃中刪除！使用子項“接受”將打開一個下拉菜單，其包含所有可裝入的對象組。(3)在對象間建立信號聯(lián)接 在接受了模擬所需的所有對象后，必須在可編程控制器與執(zhí)行元件和傳感器的輸入和輸出間建立聯(lián)接。打開信號聯(lián)接窗口后，使用回車健或使用菜單“聯(lián)接”下的子項“新建...”可新建一個聯(lián)接。 一個信號聯(lián)接結構的空對話框(4)硬件信號連線的調試在完成計劃的結構和形式，產生信號聯(lián)接列表后，為了檢查連線和硬件結構，以免發(fā)生接錯線、硬件移動時碰撞等問題，可不用可編程控制器程序開始模擬調試。通過直接給輸入、輸出端信號，檢查各硬件之間運動及連線。為清晰顯示模擬，建議同時打開模擬窗口、帶視區(qū)控制的可編程控制器的信號窗口。(5)產生可編程控制器程序在完成了硬件搭建，建立信號和PLC的聯(lián)接列表后，可在PLC編輯器中編寫PLC程序，隨后使用模擬進行測試。PLC程序必須包含一個結構模塊Ob_1，也可對功能模塊Fc_1進行調用。通過模擬運行，操作者可以檢查與調試所編寫的程序，并對各硬件再次進行檢查與調試。該搬運系統(tǒng)采用德國西門子S7可編程控制器進行控制。 系統(tǒng)硬件的選擇和搭建 硬件搭建要求本課題的具體要求是：搭建一個能存放20個毛坯零件的高架立體倉庫，一個能三軸運動的機械手，一個帶緊停按鈕的操作面板，一個毛坯零件等組成的毛坯零件搬運系統(tǒng)。 毛坯零件搬運系統(tǒng) 系統(tǒng)硬件的選擇和搭建在軟件界面上選擇“計劃”、“對象編輯”，可以進行系統(tǒng)各硬件的選擇和搭建。估算系統(tǒng)所需尺寸，選擇一個大小為2*2m的柵格。根據(jù)課題具體要求，選擇尺寸可調節(jié)的SL參數(shù)工作臺。由于本課題研究的立體倉庫控制系統(tǒng)中需控制的設備及其輸入、輸出接口不多，PLC