基于PLC的堆垛實訓裝置

創新者：方 翔

基于PLC的堆垛實訓裝置

創新者：方 翔

眾所周知，隨著世界經濟的大發展、科學技術的不斷創新，人們消費的觀念與手段也發生重大的革新，從國外的亞馬遜到國內的淘寶、京東等一系列購物網站的興起，人們已經越來越離不開網購。而與此同時發展起來的就是現代物流技術。伴隨著一家家物流公司的發展，我們已經開始習慣了有東西要送就找物流公司的生活。這是一種生活方式的變化，也是一種消費方式的進步。現代物流技術已經成為了現代經濟與工業化進程中不可或缺的一部分。

物流這一概念最早形成于美國，后傳入日本，物流在發展之初，被認為是生產與消費之間的橋梁，有著相當重要的地位。我國也在近年來大力發展現代物流技術，建立完善的物流網絡。而在整個物流體系中，自動化程度高、工作效率高、準確度高的現代化立體倉庫是其中一個重要的環節，它帶來的是一種全新的倉儲理念。立體倉庫主要由高層貨架、現代化搬運設備、計算機控制裝置等組成，集物料的搬運與儲存功能于一身，是一種綜合性非常高的工程技術。

以自動化立體倉庫取代傳統倉庫已經是現代物流技術發展的必然趨勢，它可以與自動化加工相結合，形成柔性加工系統，而它作為整體現代物流技術的核心組成也在整個國民經濟發展中有著不可取代的地位。

本文設計的就是一種基于PLC的立體倉庫堆垛系統實訓裝置，它可以提供給學生一個了解、熟悉立體倉庫堆垛系統的工作方式，讓學生可以在實訓過程中，加深對自動化立體倉庫的認識，為今后的學習工作打下基礎。

堆垛實訓裝置的系統組成

本系統主要由（1）托盤供給器機構 、（2）托盤傳送機構 、（3）貨物推進機構 、（4）貨物提升機構 、（5）貨物傳送機構、（6）操作面板、（7）型材桌體（8）控制單元、（9）液晶顯示屏等九個部分組成，其中控制單元主要由FP∑型可編程序控制器及相關元件組成，負責控制整個系統工作情況；托盤供給器機構、托盤傳送機構、貨物提升機構由直流電動機驅動；貨物傳送機構由變頻器控制三相永磁同步電動機驅動。

系統軟件設計

本系統以FP∑型可編程序控制器為控制單元，由光電傳感器檢測貨盤是否到位、貨物是否滿層、是否有貨盤、貨物數量等參數。

當系統通電后，進入初始化過程，這時會先進行自檢，看貨盤是否回到原位，如果貨盤到了原點，則可以開始傳送貨物，如果沒有到原位則進行復位，輸盤架傳送貨盤到原位，再開始傳送貨物。貨物傳送前，先確定現在的貨物量與設定值相比較，如果貨物數量達到要求，則開始碼垛，否則繼續傳送貨物，直到貨物量達到要求。

圖1 系統結構圖

貨物量達到要求后，系統自動開始碼垛，每碼一層就會先判斷是否達到規定的層數，如果沒有達到設定的層數，會繼續重復傳送貨物、確定貨物量、碼垛這一過程，如果碼垛的層數達到了要求，則開始進入下一步。碼垛完成后貨物被運送走，而輸盤架則回原位。

貨物傳入系統

系統流程控制框圖，見圖2。

圖2 系統流程控制框圖

貨物轉向、推板系統

系統流程控制框圖，見圖3。

圖3 貨物傳入系統流程控制框圖

第一層工作原理：

當PLC接收到貨物傳入的信號后對翻轉計數器進行計數，當沒有達到規定數量時，繼續等待傳入，直到計數器計數值達到設定值3后，控制貨物轉向電磁閥工作，繼續傳入貨物，此時貨物為橫向放置，當計數達到2后，完成該過程。

第二層工作原理：

當傳入第一層貨物完成后，并且翻轉計數器數值達到4后，開始進入復位環節，計數器與轉向機構均復位。開始碼料，并對碼料計數器進行計數。當碼料計數器計數達到2后，控制推板電動機動作，同時碼料計數器復位，推板電動機到位后回原位，復位完成后開始繼續碼料，當計數器達到3后，推板電動機再次工作，到位后自動復位完成本流程。

圖4 貨物轉向、推板系統流程控制框圖

圖5 貨物堆放示意

圖6 系統流程控制框圖

輸貨板平移、輸貨架升降、檔板系統

結束語

該設計基本實現了在實訓室里對自動倉庫堆垛系統的模擬仿真，讓學生可以通過設計整個流程在實訓過程中得到提高，加深認識。但由于技術條件等限制，還是有許多地方無法完全真實模擬實際的情景，這也是今后需要注意改進的。

方 翔

金華市高級技工學校

職稱：講師。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.16.028