现代信息治理技术的日益完善与高速生长, 使越来越多的企业开始实验使用现代物流治理[1,2,3,4]。自动化立体货仓作为现代物流系统的枢纽和焦点, 是生产品流系统实现物流合理化的要害, 主要包括机械本体和控制系统两部分[5,6,7,8,9]。
笔者研究立体货仓自动仓储控制系统的总体设计、硬件设计及软件设计历程, 基于组态王软件开发了系统的远程监控及治理画面。
自动化立体货仓主要由巷道式堆垛机、立体货架、输送机、盘算机、控制柜、激光测距仪、卷扬机、滑轨、光电检测开关等组成, 如图1所示。
每台堆垛机卖力左右两侧的货物存取, 单侧立体货架包括5层60列, 每个货格的宽度为1 000 mm, 高度为1 200 mm。堆垛机Y偏向上接纳卷扬机实现层数的竖直提升与降落, X偏向上凭据激光测距仪检测进行货架水平位置的实时反响, Y偏向上使用光电开关加认址片的方法进行位置反响。X、Y偏向精确定位存取货的目标位置后, 堆垛机沿Z偏向以货架为存放单位实现货物的存、取、移库。
系统设计包括控制系统通信结构图设计及可编程序控制器 (PLC) 控制软件架构设计。为了用户直观便当使用, 应设计简单易操作的组态画面, 接纳如图2所示的系统通信结构设计� ？刂迫砑芄股杓瓢≒LC软件架构搭建、软件控制流程设计及组态监控治理软件设计, 而PLC设计部分是焦点内容。由于现场有输送机系统、堆垛机系统, 因此接纳上下位机主从控制的两级治理控制结构, 使用S7-300PLC作为堆垛机主控制器, S7-200PLC作为输送机控制器。
▲图2控制系统通信结构图
PLC控制是控制系统焦点[10], 电机、检测装置、光电开关等数字量和模拟量的信号首先输入PLC的寄存器中, PLC对种种信号进行转换和盘算处理, 进而输出信号控制执行器执行相应行动, 并且实时将要害信息上传到现场控制台上位机, 执行上位机发送的控制指令, 完成对现有设备的实时和自动化控制[11]。
立体货仓控制系统的主要任务是自动化实现入库、出库、移库历程, 控制系统架构的搭建如图3所示。首先将系统任务剖析为连贯的简单伺服运动, 为了实现PLC的� ？榛喑�, 需进一步将伺服行动剖析成互不重叠的逻辑运动控制� ？�, 单独的逻辑运动控制� ？橛兄赑LC编程及系统调试, 同时提高了系统的稳定性和可修改性。系统任务的完成可凭据用户设定的控制要求, 顺序挪用相应的逻辑运动控制� ？槭迪�。
系统要求如下: (1) 经济实用, 设备适应性强, 可靠性高; (2) 系统具有一定的柔性, 便当现场数据修改, 便于后期维护; (3) 设备自动化控制; (4) 数据收罗准确, 生产率高。
凭据系统要求, 接纳可靠性高的西门子系列PLC, 其中S7-300PLC作为主控制器, S7-200PLC作为从站。主站包括电源� ？椤⒅醒氪砥髂 ？椤⑼ㄐ拍 ？楹突臼淙胧涑龅ノ�。通过系统功效剖析与参数盘算, 设计如图4所示的输送机硬件设计与如图5所示的堆垛机硬件设计。
立体货仓自动控制系统主要包括三种差别的操作模式:自动控制模式、手动控制模式及半自动控制模式。其中自动控制模式应用最多, 手动控制和半自动控制起辅助配相助用, 实现系统的自动收支库、移库控制, 系统控制流程如图6所示。
运动控制编程软件接纳Micro Win 4.0作为S7-200PLC的编程工具, 配合Step7 5.4作为S7-300PLC的编程工具� ？悸堑搅⑻寤醪质褂谜咝枨蟮亩嘌�, 立体货仓货格参数、数量应具备一定的柔性, 所以编程思路遵循� ？榛⒈曜蓟�。当外设爆发变革时, 编程者只需要修改相应的输入输出端口, 功效块之间的逻辑挪用关系稳定, 这样, 程序的架构会坚持高度紧凑并且便于调试。
如图3所示, 先编写X偏向前进、X偏向退却、Y偏向上升、Y偏向下降、Z偏向左入库、Z偏向右入库、Z偏向左出库、Z偏向右出库共八个逻辑运动的控制程序, 并进行控制行动的独立调试, 在入库、出库、移库的控制� ？橹衅揪菹低辰峁沟乃承蚺灿寐呒硕刂颇 ？�。图7截取了出库� ？榛绦蚱�, 该程序通过判断可灵活挪用逻辑控制� ？�。
凭据实际生产需要, 将系统运行情况、收罗信息及控制命令进行了集成, 形成了数据显示、系统运行状态显示、堆垛机单独控制、输送机单独控制、输送机与堆垛机联合控制五个� ？�。组态历程如下: (1) 选择正确的PLC驱动, 参照通信协议设置通信参数; (2) 硬件设备组态配置; (3) 设置输入输出设备有关参数。系统上位机软件界面将实时生产状态显示在人机交互界面上, 监控主界面如图8所示。
组态软件主画面中, 操作者在运行信息输入� ？橹惺淙朊畹哪勘晡恢�, 如出库去取货的地点号, 挪用后台数据库与PLC程序进行盘算, 盘算结果会实时刷新并显示在数据库显示信息� ？橹�。堆垛机位置显示� ？橹惺凳彼⑿虏⒓吐级讯饣拷裎恢眉澳勘晡恢��；嬗也嗍强刂魄�, 可以对系统堆垛机、输送机进行单独控制, 也可以对两者进行联动控制。系统的运行状态以指示灯的形式显示在系统运行信息显示� ？橹�。
接纳PLC和组态软件相结合的要领, 实现了对立体货仓的自动控制, 完成了堆垛机的输送、提升、伸缩、抓放等的自动运行控制经过调试确认, 设备行动顺畅, 性能稳定, 可靠性高。
▲图8系统监控主界面
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