基于PLC的立體倉庫控制系統

摘要：文中介紹了德國西門(mén)子PLC S7—200在立體倉庫控制系統中的應用，重點(diǎn)分析了系統軟硬件設計部分，并給出了堆垛機的系統硬件結構圖、PLC控制I/O端口分配表以及系統部分程序流程圖等等，實(shí)現了系統的可靠性、靈活性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：PLC;立體倉庫：堆垛機

1 引言

隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟飛速的發(fā)展和企業(yè)現代化生產(chǎn)規模不斷的擴大，現代物流系統從六十年代剛剛起步到現在蓬勃發(fā)展，其中立體倉庫控制系統是不可缺少的重要部分。立體倉庫控制系統是以PLC作為控制核心，集自動(dòng)控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和機電一體化技術(shù)于一體的高科技控制設備。本文探討了如何利用德國西門(mén)子PLC S7—200實(shí)現立體倉庫控制，并分別從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行了分析和研究。

此自動(dòng)控制系統已在營(yíng)口紅塔集團得到了很好的應用。

2 系統概況

自動(dòng)化立體倉庫又稱(chēng)自動(dòng)存取系統(AS/RS)，是一種用高層立體貨架儲存物資，坩自動(dòng)控制堆垛機進(jìn)行存取作業(yè)和，f=I計算機監控管理的倉庫。目前，立體倉庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式等等。本系統采用巷道堆垛式立體倉庫，此系統由PLC、堆垛機、計算機、貨架、出入庫輸送機等設備構成。其巾PLC是控制核心，堆垛機是立體倉庫的主要存取設備，它是由機架、行走機構、升降機構、載貨臺、伸叉、導軌構成。堆垛機執行PLC命令去高速度、高密度地自動(dòng)存取貨物，同時(shí)在上位機可進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。

3 系統硬件設計

根據立體倉庫控制系統要求，我們采用了德國西門(mén)子PI C S7—200 CPU226型號，此類(lèi)型PLC可以滿(mǎn)足多種多樣自動(dòng)化控制的要求，它雖為小型機，但有些功能可與大中型PLC 媲美。S7—200具有很強大的指令系統，具有功能齊全的編程軟件和界面友好的工業(yè)控制組態(tài)軟件，同時(shí)它有多種功能模塊，便于組網(wǎng)，有良好的擴展性。此外，低廉的價(jià)格，很高的性?xún)r(jià)比也是我們采用它的重要原因。尤其它的兩路高速脈沖輸出(Fro)功能在步進(jìn)電機控制上非常的方便，它可以直接通過(guò)驅動(dòng)模塊來(lái)驅動(dòng)步進(jìn)電機實(shí)現不同的旋轉要求，從而實(shí)現起步的加速或停止時(shí)的減速。

此系統為了保證堆垛機三維位置移動(dòng)定位的精確 ，在同一位置誤差不超過(guò)10毫米，我們采用兩個(gè)步進(jìn)電機控制堆 機的升降和行走。同時(shí)伸叉控制使用直流電動(dòng)機為執行元件，完成伸出收回動(dòng)作。堆垛機系統硬件結構圖如圖1所示。PLC把多種輸入信號如控制面板信號和傳感器信號采樣進(jìn)來(lái)，通過(guò)PLC內部邏輯控制和運算處理，輸出步進(jìn)電機驅動(dòng)所需的Fro脈沖等信號，從而控制堆垛機通過(guò)導軌按其指定距離運動(dòng)，同時(shí)輸出變量控制直流電動(dòng)機正反轉從而控制伸叉的伸出和收回動(dòng)作。

此系統的輸入信號分為兩部分，一是控制面板上的控制按鈕，包括急停按鈕、自動(dòng)手動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)、左右按鈕、上下按鈕、伸出和收回按鈕。另一部分是各方位的限位開(kāi)關(guān)，包括：上下限位、左右限位、伸出限位和收回限位。此系統的輸出相對要復雜一些，s7—200 CPU226支持兩路的PTO脈沖輸出，分別為QO.0和QO.1。PTO可以輸出一串占空比50%的脈沖，我們可以控制脈沖的周期和個(gè)數，其中周期可以根據需要選用微秒或毫秒，脈沖個(gè)數是一個(gè)32位的無(wú)符號數。此系統用QO.0來(lái)控制上下電機的運動(dòng)，QO.1來(lái)控制左右電機的運動(dòng)。另外，步進(jìn)電機還有正反轉控制功能，用QO.2來(lái)控制上下電機的運動(dòng)方向，用QO.3來(lái)控制左右電機的運行方向。同時(shí)，用QO.4和QO.5來(lái)控制伸叉電機的正反轉。

此系統PLC硬件I/O端口分配表如表1所示，硬件接線(xiàn)圖如圖2所示。