基于PLC控制的立體倉儲智能監控系統的設計

李錦+權寧

摘 要：目前，現代物流技術蓬勃發展，作為現代物流系統的基礎——立體倉庫的研究在物料系統中起著重要作用。本文針對立體倉儲智能監控系統進行設計，采用模塊化設計語言，著重研究立體倉儲智能監控系統的手、自動及聯機控制、數據采集、故障診斷、歷史信息查詢等功能。

關鍵詞：PLC；立體倉庫；智能監控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.191

0 引言

目前，我國的自動化立體倉庫技術有著突飛猛進的發展，但是自動化立體倉庫無論是從數量，設備品種以及技術水平上與國際發達國家都還存在著明顯大的差距。本文深入研究自動化立體倉儲系統的智能監控技術，實現自動化立體倉庫的在線監測和本地控制，為倉儲物流系統提供重要的參考數據并實現物流系統的遠程控制功能提供技術支撐。

1 立體倉儲智能監控系統的功能

物流管理系統正常工作時，若立體倉庫出現故障需要及時可靠的停止運轉，并防止造成碼垛機與立體倉庫出現碰撞或者啟動困難等問題。為有效解決上述問題并實現立體倉儲系統的本地監測和控制，研制立體倉儲智能監控系統迫在眉睫。作為智能物流的基礎設備之一，不僅要求該立體倉儲系統具備基本的監測和控制功能，同時要具備高的可靠性與可擴展性，為以后其他設備的接入或系統升級做預留。

立體倉儲智能監控系統的功能：（1）手、自動及聯機控制；（2）數據采集；（3）故障診斷；（4）歷史信息查詢。

2 立體倉儲系統總體設計

2.1 硬件設計

本文所設計立體倉庫共設有一個10列、6層貨架，共計60個倉位。整個控制系統由工業控制計算機、西門子S7-1200PLC等組成，以西門子S7-1200PLC為核心，以觸摸屏作為人機界面的顯示單元，完成貨物管理與統計、倉位檢測、入庫和出庫等命令發送與信息反饋工作。上位機通過以太網卡接入以太網，與主站組成工業以太網進行通信，通過觸摸屏完成在自動或手動狀態下對物料的入科、出庫碼垛機的運行情況實時監控。

2.2 軟件結構設計

（1）手、自動及聯機控制。本文所設計立體倉儲系統共有自動模式、手動模式以及聯機模式等三種運行模式。

在自動模式運行下，操作者需要觸摸屏上選定倉位號并設定運行速度等參數，按啟動按鈕系統會完成相應的自動出入庫過程。

在手動模式運行下，貨叉在允許范圍內可實現獨立伸縮動作和抓物放物動作，同樣可實現碼垛機在X或Y軸上的運動，每個獨立動作都有相應的按鍵控制。

在聯機運行模式下，S7-1200根據上位機發來的命令確定最終倉位號和運行速度，系統自動完成物料的出入庫動作，并時時反饋位置信息給上位機。

碼垛機在X軸、Y軸上行走采用西門子M420變頻器驅動交流電機實現調速與制動動作，確保碼垛機高效平穩運行。

（2）數據采集。實時采集立體倉儲系統的數據并將其保存到本地PLC的數據塊中。觸摸屏通過工業以太網交換機訪問S7-1200，時時讀取采集到的數據顯示在觸摸屏上。

（3）故障診斷。是指監控系統利用采集到的實時數據判定當前立體倉儲系統的運行狀況。例如行程是否超限、貨倉是否有料、運行速度是否合理等。以及通過本地控制器與通訊伙伴的握手信號判定設備當前的通信狀態。

（4）歷史信息查詢。主要指歷史操作信息、故障預警信息以及歷史故障信息，主要內容包括故障或者動作發生的時間、內容以及故障離開的時間等。立體倉儲系統會在監控畫面中詳細地顯示并自動保存歷史信息。

2.3 通訊接口設計

本文立體倉儲的智能監控系統采用西門子S7通訊服務下的TCP/IP協議和RS485協議。系統的輸入/輸出信號、物理傳感器采樣值、立體倉儲系統的故障預警和故障信號等信息采用實時自動交換的方式完成。

3 總結

本文基于PLC控制的立體倉儲智能監控系統的設計采用了邏輯處理能力強、抗干擾能力強的西門子S7-1200型可編程邏輯控制器，在程序設計中采用模塊化設計，主程序、子程序等清晰明了。自動化立體倉儲系統通過網絡化控制和數據存儲中形成了自動的物流系統，該控制方式集成度高、故障率低，使用效果良好。與傳統的倉庫相比，存儲效率和空間利用率均有大幅提升，節省人力成本，降低物料成本。

參考文獻：

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作者簡介：李錦（1996-），女，江蘇徐州人，專科，學生，主要研究方向：機電一體化。