基于PLC的自動化立體倉庫模型控制系統設計

王 惠

（山西機電職業技術學院，山西 長治 046011）

基于PLC的自動化立體倉庫模型控制系統設計

王 惠

（山西機電職業技術學院，山西 長治 046011）

文章首先分析了自動化倉庫的總體設計方案，并具體分析了該系統的硬件系統組成及軟件設計的思想。采用PLC控制、利用光電檢測、步進驅動等先進技術實現了自動化立體倉庫模型的進出料控制和巷道機的精確定位。最后對自動化立體倉庫控制的組態設計做了分析說明，實現了對自動化倉庫模型的仿真控制和動態監控功能。

自動化立體倉庫控制系統；PLC；觸摸屏；組態軟件

0 引言

倉儲是現代物流中一個重要組成部分，而倉庫又在倉儲中起著至關重要的作用，自動化立體倉庫能按照事先編制的入庫單/出庫單自動地把物品從入口處搬運到指定貨位或從指定貨位把物品搬運到出口處，從而廣泛應用于大型倉庫。本文用可編程序控制器（PLC）實現自動化立體倉庫的控制，大大提高了自動化倉庫的可靠性及靈活性。

1 自動化立體倉庫硬件設計

本系統硬件由步進電動機、滾珠絲杠、旋轉編碼器、FΣPLC等組成。采用PC-LINK網絡或PROFIBUS總線實現和其它單元系統實現通訊并根據需要進行組合。[1]

步進電機可以將電脈沖信號轉變為角位移或線位移信號量。脈沖信號的頻率和脈沖數可以決定電機的轉速和停止的位置，給電機加一個脈沖信號，電機就會轉過一定的步距角。由于存在這樣的線性關系，另外步進電機沒有累積誤差，只有周期性的誤差，這使得用步進電機在速度、位置等領域來實現控制變得非常簡單方便[2]。

旋轉編碼器可以將被測的角位移量直接轉換成數字信號（高速脈沖信號），是一種光電式旋轉測量裝置。因此可利用PLC的高速計數器，對旋轉編碼器送給PLC的輸出脈沖信號進行計數，從而獲得測量結果。通過彈性聯軸器把旋轉編碼器的中心軸與步進電機、直流電機的中心軸相連，這樣當巷道機被步進電機、直流電機帶動上下、左右運行，旋轉編碼器就會同時作相應的正反轉。旋轉編碼器的脈沖信號數的增加或減少，反映了巷道機上升或下降，向左或向右運行的距離，從而實現了巷道機的X、Y軸的位置控制。

本系統從PLC容量、輸入端和輸出端現場設備，輸入輸出模塊等方面考慮，決定采用中規模的，具有高速、豐富的實數運算功能的松下電工FPΣ-C32T的PLC機。它能夠控制步進電機和伺服電機，實現最大100kHz的梯形加減速控制。[3]

本系統采用了一臺PLC，它可以和其它設備單元之間使用PC-LINK實現網絡通信。每個單元可自成系統單獨運行，用戶可根據實際需要自行選擇單元進行組合，具有二次開發功能，標準接口可以直接與工控機I/O采集卡對接實現工控機控制系統。

2 自動化立體倉庫軟件設計

根據設計要求的工藝流程，首先總結出基本軟件流程圖，然后采用日本松下電工公司開發的FPWIN-GR編程軟件進行編程及調試。工作流程，I/O分配如圖1所示。

圖1 物品按類確定入庫

圖2 工作流程圖

圖3 中轉定位控制

表1 PLC的I/O分配對照表

圖4 平臺向后運行，取出物品控制

圖5 平臺運行到對應倉庫放物控制

圖6 進料結束，零點返回

進料過程部分梯形圖例如下：

1）按照物品的類別，確定物品將要放入的倉庫

2）中轉定位過程

3）平臺向后運行，取出物品控制程序

4）平臺運行到對應倉庫放物程序

5）進料結束，清除各倉庫信號，復位各控制標志，設立零點返回標志。

3 用組態軟件實現上位機監控[4]

利用組態王軟件對立體化倉庫運行進行監控設計，實現對PLC及倉庫運行狀態的監控。在設備組態窗口中選擇適當的串口通訊設備，添加松下PLC，正確設置其屬性，正確設置組態軟件中數據變量設備通道的連接，即可以實現PLC與組態軟件的通訊。將PLC中的串口驅動程序與組態軟件的需求響應相結合，使電腦對PLC發出的信號有響應。在組態王軟件的用戶窗口中，制作動畫界面，在界面上設置各個控件的屬性，使設置的控件按照真實的情況動作，監控和測試PLC控制系統對倉庫的運行狀態的控制效果。

4 結束語

目前，本自動化立體倉庫模型完成了安裝調試，并已投入使用。通過PLC對步進電機的脈沖控制，實現了巷道機的調速與定位，從而實現了自動化倉庫各庫位的進出料控制。采用組態王軟件完成了自動化倉庫模型監控系統的設計，實現了對自動化倉庫模型的實時監控功能。

［1］喬玉晶，呂寧.立體倉庫巷道堆垛機控制系統設計［J］.工業控制與應用.2004.11.

［2］王濱生，孫晶.PLC在步進電機驅動系統中的應用［J］.機床電器.2001.2.

［3］歐姆龍E6A2旋轉編碼器說明書．

［4］組態王6.5使用手冊.北京亞控科技發展有限公司.

Abstact：This paper first discusses the overall design of automated warehouses,and a detailed analysis of the composition of the systeMhardware and software design ideas,using PLC control,the use of photoelectric testing,step-driven automation and other advanced technology to achieve the three-dimensional warehouse model of access control and roadway machines feed precise positioning.Finally,automatic warehouse control analysis indicates that the configuration designed to do to achieve a simulation model for automated warehouse control and dynamicmonitoring.

Keywords：Automatic Steric Warehouses Control System；PLC；Touch-Screen；configuration software

（責任編輯 李學斌）

PLC-Based Control SysteMDesign of Automated Stereoscopic W arehouse Model

WANG Hui
（Shanxi Insititute of Mechanical and Electrical Engineering，Changzhi，Shanxi 046011）

TP23< class="emphasis_bold">文獻標識碼：A 文章編號：

1673-2014（2010）02-0047-05

2009—12—23

王 惠（1973— ），女，山西太原人，碩士，講師，主要從事自動化技術研究。