智能倉儲控制系統的設計與實現方法

徐煒

摘? 要：智能倉儲控制系統是當今服務于自動化技術中的一種工廠內經常使用的系統機制。機器手是自動化倉庫的重要組成部分之一，它可以完全替代人工手動操作，將物料進行存取和技術分類操作。研究發現通過使用PLC等技術，能夠配合設計者構建出自動化定向功能的智能倉儲系統。筆者通過Visu+開發的觸摸屏監控系統為主要介紹內容，探索如何最終達到有效的系統可視化智能存儲過程。

關鍵詞：自動化? 智能工廠? 倉儲控制? PLC? Profinet

現代倉儲業的發展不可避免地鼓勵了自動倉庫的發展。計算機技術的發展為現代企業倉儲管理提供了重要的技術支撐，倉庫自動化是自動化技術在倉儲管理中的重要應用。倉庫已經歷了許多階段的變遷，如手動倉庫階段，機械倉庫階段，自動化倉庫階段，隨著工業2.0的提出，現在已發展為智能倉庫階段。大多數自動化倉庫由3個主要系統組成：存儲、訪問和移動處理管理，它們結合了機電控制，高效控制和低功率控制的管理，以及現代物流系統控制中心的協調。基于自動倉庫的結構，該文主要介紹了一種使用移動式貨架存取物料的自動節能控制系統。

1? 倉儲機器手功能設計及實現

自動倉儲系統，首先將物料送至堆垛機的卸貨位置，再由傳送裝置將物料送進倉庫，最后由堆垛機將物料運輸到指定的存放地點。利用倉庫中的智能機器人，建設立體化的產品運輸系統，減少空間消耗，增加運輸帶的數量。這種自動機器化倉庫系統的設置能夠合理地運用機器手，在一個空間中快速的進行產品運輸，減少看管人員的工作量，增加工作效率，從一定意義上提高企業利潤。

在傳統倉庫中，貨架是固定的。為了方便取用物料，在每排貨架之間設置通道，以允許叉車存取物料，從而有效地減少了空間利用率。管理人員僅僅需要將物料放在貨架上并讓機器手自動化運輸即可，極大地縮短了運輸路線和貨架收縮，可以有效節省空間。

2? 控制系統

2.1 參數設定

Festo隨附的Festo Configuration Tool（FCT）軟件用于確定伺服驅動器磁場參數。可以配置Profinet設置，并可以設置速度等參數。PLC主站與從站建立數據連接后，主站和從站數據進行信號傳輸。對于輸出數據的字節控制，輸入字節控制信號數據。3種控制模式以字節為單位進行系統控制，即位置控制、功率控制量和速度轉矩控制。

2.2 定位控制

定位控制是所有倉庫自動化系統的核心，并且是所有倉儲系統的中心，控制并監視所有倉庫的動作。在此存儲系統中信號系統的控制有助于有效地節省消耗和控制所有自動存儲系統的效率。物料一旦存儲起來，就可以輕松分類并進行存放;如果貨架滿存，則將物料存放在相鄰的貨架上。

訪問產品：為減少功耗，在訪問產品時，還應盡量不要移動某些貨架。收集產品時，應使用貨架定位原理進行存放。根據特定的運營政策，設置特殊機制以找到最佳位置;即在制定政策時，將使用最短的周轉時間來實現最大的效率和能效。

3? 軟件設計

為了實現PLC控制系統，PLC模塊的具體配置和相關功能包括電源模塊、CPU模塊和輸入/輸出模塊、CC-Link遠程設備模塊和觸摸屏模塊，并由一些為PLC系統實現的模塊制造商逐步確定。

編寫程序。首先集成PLC控制模塊。根據整個存儲系統的輸入和輸出信號的組成，可以選擇特定類型的PLC模塊，包括子模塊，例如電源模塊、CPU模塊和輸入/輸出模塊。選擇特定的PLC型號時，自動倉庫管理系統的所有輸入和輸出信號都會打開并具有大量輸入。開關信號和輸出信號相對較小，必須將其集成以確保對輸入信號進行適當的控制。積分輸入信號的常用方法包括組輸入、矩陣輸入、積分輸入和輸入引腳積分。已采用8×6矩陣輸入法切換48位信號。

另外，將12個光電管和3個信令信號連接到輸入模塊，無需特殊程序調用即可直接從CPU模塊讀取它們。其次，設計用戶機界面。為了可視化整個自動化倉庫的運行并實時監控進貨時的倉儲系統并實現有效管理，有必要為控制系統提供清晰可視的人機界面，此處選擇帶有CC-Link接口模塊的觸摸屏作為模塊。顯示界面，用作遠程系統站的設備。恢復CC-Link網絡。為了集中控制輸入和輸出信號，它們被連接到輸入模塊或遠程CC-Link網絡設備的模塊。

網絡位置設置CC-Link包括一個基站、一個遠程設備站和一個觸摸屏站。光電傳感器的各種輸入信號和跨接開關的開關信號連接到主站的輸入模塊，引擎控制信號直接連接到主站的輸出模塊。各個位置的微動開關的輸入信號均連接至設備的遠程模塊。觸摸屏上面顯示的各種控制信號用作從屬觸摸屏的輸入信號。在設置各種信號的末端之后，配置CC-Link網絡參數，

最后，使用主站和每個從站之間的通信來執行設置。 PLC硬件控制的全自動存儲。最后，對PLC控制進行編程。 PLC控制程序是控制算法概念的具體體現。在對PLC控制程序進行編程時，將調整每個節點的運行狀態，以便完成對物料的訪問。特別是設備主站和遠程站中每個節點的狀態，以確定輸入/輸出信號的狀態;通過提供對充電過程的訪問，可以根據輸入信號的狀態來控制引擎。將卡車安裝在最佳位置。有目的的控制程序3個主要階段的創建完成了存儲軟件的PLC控制系統的實現。

4? 采用機器人控制

工作量和卸載檢測電路，使用光電傳感器控制機器人在標準點500mm處通過工作點時暫停和前進，并向PLC發送信號以發送多關節機器人實現產品控制。在抓取過程中，末端執行器采取氣動真空抽吸和真空吹掃的形式，具體取決于圍繞機器人止動件的整個圓周分布的材料。當末端執行器吸起物料時，光電傳感器檢測到物料，此時機械臂返回到參考點，并且機器人可以在觸摸參考點位置開關時繼續前進。發送物料時的相同原理，真空吹塵，末端執行傳感器不檢測物料，機器手返回到參考點，啟動機器人，拾取下一產品并將其循環。在這種情況下，為了使帶有工件的機器人平穩地移動，一定要將機器臂調整到與行進方向相同的平面，直到完成所有來自工作的負載。

5? 結語

該智能倉儲控制系統已在現場調試運行，實現了機器人的智能抓握和上位機對倉庫外產品的控制功能，具有控制靈活、性能穩定、人機界面友好的特點。該控制系統使用Profinet現場總線，該總線具有高度可擴展性，并為后續存儲系統的改進和修改提供了更多空間。隨著工業新時代智能制造技術的進一步發展，基于PLC和Profinet的智能存儲控制系統將具有廣闊的應用前景。

參考文獻

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