基于PLC的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究

孫琦 張霖

摘要：自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)是一項(xiàng)具有簡(jiǎn)單識(shí)別并自動(dòng)運(yùn)行的完備系統(tǒng)，它具有位置識(shí)別，遠(yuǎn)程通訊和結(jié)構(gòu)化進(jìn)程等特點(diǎn)。該系統(tǒng)可應(yīng)用在中小型的存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)中。本系統(tǒng)采用PLC（ProgrammableLogicController）來(lái)充當(dāng)控制核心，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化運(yùn)行，每個(gè)動(dòng)作都是獨(dú)立的程序塊，有效地避免了系統(tǒng)出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤的情況。本文設(shè)計(jì)了三菱FX3U機(jī)型的PLCI/O分配表和外部接線圖，并按照實(shí)際工作環(huán)境進(jìn)行了模擬，其運(yùn)行結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行要求相同。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù);三菱PLC;SFC圖

中圖分類號(hào)：TP311.52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）03-0054-02

Abstract：Automaticwarehousestorageisacompletesystemwithsimpleidentificationandautomaticoperation.Ithasthecharacteristicsoflocationidentification，remotecommunicationandstructuredprocess.Thesystemcanbeusedinsmallandmediumsizestoragewarehouse.ThissystemUSESPLC（ProgrammableLogicController）toactasthecontrolcore，andrealizesstructuredoperation.Eachactionisanindependentprogramblock，whicheffectivelyavoidstheoccurrenceofprogramrunningerrorsinthesystem.Inthispaper，PLCI/OdistributiontableandexternalwiringdiagramofMitsubishiFX3Umodelaredesignedandsimulatedaccordingtotheactualworkingenvironment.Theoperatingresultsarethesameastheactualoperatingrequirements.

Keywords：AutomatedwarehousemitsubishiPLCSFCdiagram

自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)排列與輸出項(xiàng)目適用于倉(cāng)庫(kù)管理，物流運(yùn)輸?shù)葓?chǎng)所，可有效地減少使用場(chǎng)所的維護(hù)成本，具有結(jié)構(gòu)化運(yùn)行，人員遠(yuǎn)距離操作等特點(diǎn)。

1系統(tǒng)的控制要求

本系統(tǒng)的控制要求為：觸摸屏輸入位置一（抓?。┡c位置二坐標(biāo)（存放）——運(yùn)行指示燈亮——機(jī)械爪進(jìn)行移動(dòng)——機(jī)械爪到目標(biāo)一位置停止移動(dòng)——伸出機(jī)械爪——抓取貨物——縮回機(jī)械爪——機(jī)械爪進(jìn)行移動(dòng)——機(jī)械爪移動(dòng)到目標(biāo)二位置停止移動(dòng)——伸出機(jī)械爪——放下貨物——縮回機(jī)械爪——判別有無(wú)位置輸入——進(jìn)行下一步移動(dòng)。

2I/O的確定與分配

2.1I/O分配表。根據(jù)前文中所描述的系統(tǒng)控制要求，

該系統(tǒng)約有9個(gè)輸入端子，11個(gè)輸出端子。表1為I/O分布表及其對(duì)應(yīng)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)器件。

2.2PLC的選型。三菱PLC是一個(gè)可以滿足多樣化用途的PLC，它具有高速度，高性能和高容量的特點(diǎn)。該系統(tǒng)共需要20個(gè)I/O，根據(jù)PLC的選用原則，點(diǎn)數(shù)上應(yīng)當(dāng)增加10%～20%的備用量，以便隨時(shí)增加控制功能。本系統(tǒng)選用FX3U-32MR-ES-A，該型號(hào)有16個(gè)輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)，且為繼電器輸出，符合本系統(tǒng)的要求。

3PLC控制程序

控制程序基于三菱FX3U-32MRPLC，使用三菱GXworks2編程軟件，采用了SFC的編程方式，運(yùn)行邏輯如圖1所示，程序描述如下：

（1）系統(tǒng)初始化。

（2）輸入位置一（抓取）與位置二（存放）坐標(biāo)。通過(guò)觸摸屏在對(duì)應(yīng)位置輸入位置一與位置二，并點(diǎn)擊確認(rèn)使M0置1。若只輸入一個(gè)或兩個(gè)都未輸入，則不能運(yùn)行，無(wú)法進(jìn)入下一流程。

（3）運(yùn)行指示燈亮。對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)Y010置位1，運(yùn)行指示燈亮。

（4）機(jī)械爪進(jìn)行移動(dòng)。經(jīng)過(guò)PLC計(jì)算機(jī)械爪的位置與位置一的位置之差，判別X軸的左移還是右移，通過(guò)在每個(gè)位置上安裝的位置感應(yīng)器X010來(lái)確認(rèn)機(jī)械爪的位置，X軸移動(dòng)完之后，進(jìn)行Y軸移動(dòng)，移動(dòng)到相應(yīng)位置。

（5）機(jī)械爪到目標(biāo)一位置停止移動(dòng)。經(jīng)確認(rèn)移動(dòng)到目標(biāo)位置后，抱閘系統(tǒng)啟動(dòng)，輸出點(diǎn)Y011觸點(diǎn)置一。

（6）伸出機(jī)械爪。垂直移動(dòng)正轉(zhuǎn)Y006置1機(jī)械爪開始伸出，碰觸貨箱后輸入觸點(diǎn)X005置1，X005置1使Y006復(fù)位，機(jī)械爪停止伸出。

（7）抓取貨物?？圻\(yùn)貨箱正轉(zhuǎn)Y004置1，機(jī)械爪開始閉合，定時(shí)器T1開始計(jì)算一定時(shí)間，時(shí)間到后T1使Y004置0，并且T1歸零。

（8）縮回機(jī)械爪。垂直移動(dòng)反轉(zhuǎn)Y007置1，機(jī)械爪開始縮回，碰觸到機(jī)械爪收縮到位開關(guān)X007，Y007置0，機(jī)械爪停止縮回移動(dòng)。

（9）機(jī)械爪進(jìn)行移動(dòng)。抱閘系統(tǒng)關(guān)閉，Y010置0。經(jīng)過(guò)PLC計(jì)算機(jī)械爪的位置與位置二的位置之差，判別X軸是左移還是右移，X軸移動(dòng)完之后，進(jìn)行Y軸移動(dòng)，移動(dòng)到相應(yīng)位置。

（10）機(jī)械爪移動(dòng)到目標(biāo)二位置停止移動(dòng)。經(jīng)確認(rèn)移動(dòng)到目標(biāo)位置后，抱閘系統(tǒng)啟動(dòng)Y011置一。

（11）伸出機(jī)械爪。垂直移動(dòng)正轉(zhuǎn)Y006置1機(jī)械爪開始伸出，貨箱碰觸時(shí)產(chǎn)生的壓力使貨箱碰觸到比觸碰貨箱感應(yīng)開關(guān)1（X005）低一點(diǎn)觸碰貨箱感應(yīng)開關(guān)2（X006），用X006對(duì)Y006置0，機(jī)械爪伸出位移停止。

（12）放下貨物?？圻\(yùn)貨箱反轉(zhuǎn)Y005置1，機(jī)械爪開始松開，貨箱被放置在位置二。定時(shí)器T2開始計(jì)算時(shí)間，時(shí)間到后T2使Y005置0，并且T2歸零。

（13）縮回機(jī)械爪。垂直移動(dòng)反轉(zhuǎn)Y007置1，機(jī)械爪開始縮回，碰觸到機(jī)械爪收縮到位開關(guān)X007，Y007置0，機(jī)械爪停止縮回移動(dòng)。

（14）判別有無(wú)位置輸入。通過(guò)PLC確認(rèn)是否有位置輸入，等待時(shí)間50秒。

有：回到（4）;

無(wú)：計(jì)算與初始位置之差通過(guò)PLC比較進(jìn)行移動(dòng)并回到（4）。

4模擬測(cè)試

本文使用GTDesigner3軟件與GXWorks2軟件之間進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果為正確運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)目的邏輯性，確保了系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的可行性。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本系統(tǒng)可應(yīng)用于中小型倉(cāng)庫(kù)的物流管理等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的貨物進(jìn)行有效規(guī)劃并排列，有效地減少了人員與資源的使用，節(jié)約了維護(hù)成本，同時(shí)在使用時(shí)也應(yīng)用了SFC程序，避免了程序出錯(cuò)的可能性，是實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化管理的重要組成部分，在將來(lái)實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化的管理中相信也有一定的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜夢(mèng)陽(yáng)，劉紅梅，馬幸福.基于三菱PLC自動(dòng)門的設(shè)計(jì)[J].輕工科技，2017，33（08）：49-50、52.

[2]陳一鑫，林中達(dá)，陳強(qiáng).基于PLC的自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2008（10）：68-69.

[3]蔡明學(xué).基于三菱PLC的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].智慧工廠，2017（03）：74-76.

作者簡(jiǎn)介：孫琦;（1999-）;男，漢族，2017級(jí)學(xué)生，電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)，研究方向：可編程邏輯控制器和自動(dòng)化技術(shù)。