基于plc的立体仓库堆垛机监控系统设计论文

1、 装订线安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书摘 要在现代的物流仓储系统中，自动化立体仓库应用日益广泛。而堆垛机性能的优劣，对整个立体库的正常运行起着重要的作用。在自动化立体仓库中设计出造价低廉、工作可靠的堆垛机替代原有仓库的控制和管理，能更加适应某些中小企业要求投资少见效快的目标。本论文就实现这一目标的堆垛机控制系统进行了设计。本文详细阐述了本控制系统的设计思想，以及整个系统的硬件实现和软件设计。本文所述系统采用先进的PLC控制器控制，变频器驱动的闭环交流伺服系统。采用光电传感器检测堆垛机位置，分析了堆垛机的工作过程，并研究了堆垛机运动制、认址检测方式，实现了堆垛机的定位方案。采用S7-200 PLC对堆垛机系统进行控制，并给出关键部分的程序。为了监控和管理立体仓库的运行状态，利用组态王软件对立体仓库的运行情况设计了一个实时监控系统。该系统能对现场数据进行采集处理，管理人员只要通过运行监控系统就可以实时监控立体仓库的工作状态，保证了正常运作，对出现的问题作出及时的判断和处理。 关键字：自动化立体仓库； 堆垛机； PLC ； 组态Abstract In modem logistics w

2、arehousing systems，automated storage is increasingly widespreadPerformance of the stacker plays an important roleNew stacker which is low cost and reliable replace the original control and management of the automated storageThe new stacker can be better adapted to the requirements of low investment and some small or medium-sized quick goalsThis paper elaborated on the design of the system of control,as well as the implementation of the system,s hardware and the design of the software.In this pap

3、er it is used that the modem closed-loop AC servo-system controlled by PLC and transducer.Light-electricity sensors are used to measure displacement of the hay stackerThey are analyzed，which include work process，the way of recognizing the site and the running control in the hay stacker system.the S7-200 PLC is used to the micro-controller in the automated storage,and gives a key part of the program. In order to monitor and manage the operation of tridimensional warehouse status，with the input of

4、 configuration software for the operation of tridimensional warehouse has a realtime monitoring systemThe system is capable of on-site data collection and processing，the operator could launch the monitoring system to get areal-time updates of the working status of the warehouse，to ensure a safe operation and immediate error shooting and correction treatment Key Words: the automation stereoscopic warehouse; stacker; PLC; King view 第 I 页目 录摘 要I第1章 绪论11.1 研究背景11.2 国内外研究现状和发展趋势21.2.1 自动化立体仓库的发展21.2.

5、2 堆垛机的发展21.3 课题研究的意义21.4 研究的主要内容3第2章 自动化立体仓库总体方案42.1 立体仓库的概况42.1.1 电控系统设计依据62.1.2 立体仓库的电控系统结构图62.2 系统结构形式的选择72.2.1 PLC的选择72.2.2 S7-200系列PLC概述82.2.3 CPU型号选择82.2.4 PLC模块选型92.2.5 通信方案的确立112.3 堆垛机的位置控制112.3.1 定位控制122.3.2 认址检测方式122.3.3 认址方式确认132.3.4 堆垛机速度曲线分析152.3.5 安全传感器的选用152.3.6 安全保护162.4 堆垛机闭环控制系统172.5 堆垛机变频调速系统172.5.1 变频器的概述182.5.2 变频调速技术的优点182.5.3 变频器的基本结构182.6 元器件的选型202.7 本章小结21第3章 仓库控制系统的软件设计223.1 可编程控制器PLC223.1.1 PLC的定义223.1.2 PLC的发展223.1.3 PLC的编程语言223.2 PLC控制系统总体设计233.3 PLC 输入输出点分配233.4 堆垛机

6、控制程序设计233.4.1 堆垛机运行控制263.4 本章小结33第4章 立体仓库组态监控系统设计344.1 组态王软件的设概述344.1.1 组态和组态软件344.1.2 组态王6.53软件344.1.3 组态王的主要功能与实现354.2 组态监控系统的设计354.2.1 定义设备364.2.2 建立工程364.2.3 画面设计384.2.4 构建数据库变量404.2.5 建立动画连接414.3 监控系统的完善424.4 本章小结43结论44致谢45主要参考文献46 第 III 页 第1章 绪论1.1 研究背景 随着经济和现代科技的不断发展，物流已由最初概念的形成，发展和不断完善；在全球迅速成长为具有无限潜力和发展的新型服务行业。现代物流业发展水平是衡量一个国家综合国力的重要标志，正日益受到各国的重视。因此，加快发展现代物流业，对拓展新的经济增长空间，提高城市经济国际化、信息化、市场水平具有十分重要的意义1。企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得仓库成为生产物流系统中的重要且不可缺少的环节。自动化立体仓库因为它的六大优点：（1）储存量大，占地面积小；（2）可迅速方便的进行货物的入、

7、出库作业；（3）便于实现仓库的机械化、自动化，已而可以节约劳动力，减轻劳动强度，提高入、出库的作业效率和仓库周转能力；（4）提高了仓库管理的准确性和快速性，从而相对减少了货物库存量，减少了库存占有资金；（5）缩短了交货时间，增加了操作的安全性，减少了货物的损坏率，提高了服务质量；（6）提高了整个工厂管理和生产效率，正在逐步替代面积利用率极低且陈旧落后的平面仓库，这种替代促使仓库物流业的水平提高2。自动化立体仓库无论在运转，还是在管理上都显示出高效性、计划性和便利性，库容库貌也得到改善，因此，自动化立体仓库目前正被越来越多的企业所重视。自动化立体仓库自从五十年代首次出现以来，由于它所具有的无比优越性，因此得到了迅速的推广、应用与发展，现在自动化立体仓库已经成为现代物资存取技术与自动化技术相结合的高新技术产物，是物流自动化的显著标志之一；是现代化生产的必然产物。自动化技术与计算机技术的迅速发展为仓库的自动化提供了可能和有利条件。目前，美国、日本、德国和英国是世界上拥有自动仓库最多的国家。我国自动化仓库起步比较晚，于七十年代后期开始建立自动化仓库；但在当时的发展却相当缓慢。自八十年代我国进行

8、改革开放过渡为市场经济以来，国民经济迅速增长，科学技术也得到了突飞猛进的发展。与工业增长相应的自动化仓库的应用也取得了长足的发展，但在数量和技术上同发达国家相比仍然有较大的差距。因此大力发展我国的自动化仓库是提高企业生产能力，发展国民经济的一个重要方面。为满足现代生产与物流的需要，就必须采用计算机控制技术为主要手段组成的自动化立体仓库。自动化立体仓库制造业在国外已经发展成为一个新兴的高科技产业；取得了可观的经济效益。而我国对该课题的研究起步比较晚，尤其缺少对物流信息论和仓库堆垛机监控系统的设计理论研究；使目前的自动化仓库不能实现物流信息化，大大降低了操作效率，产品高投入、低运行速度和低效率的状态。1.2 国内外研究现状和发展趋势1.2.1 自动化立体仓库的发展自上世纪六十年代以来，美日欧等国家和地区设计和投入使用的立体仓库越来越多，立体仓储技术已成为一门新兴的学科。据不完全统计，美国有各种类型的自动化立体仓库20000多座；日本有38000多座；德国有10000多座；英国有4000多座；前苏联有1500多座。堆垛机是自动化立体仓库的主要作业机械，担负着出库、进库、盘库等任务是自动化立体仓库的核心部件，自动化立体仓库的发展就是以堆垛机的发展为主要标志的。目前巷道式堆垛机为主要发展方向3。我国对自动化立体仓库及其物资搬运设备的研制开始并不晚，1963年研制成第一台桥式堆垛机起重机。1973年开始研制我国第一座有计算机控制的自动化立体仓库（高15米，机械部起重所负责），该库1980年投入运行，由北京机械工业自动化研究所等单位研制成我国第一座自动化立体仓库，并在北京汽车制造厂投产4。从此以后，立体仓库在我国得到了迅速的发展。拒不完全统计，目前我国已建成的立体仓库近300个，其中全自动化的立体仓库有30多个。目前我国建设的自动化立体仓库规模越来越大，平均货位数在一万个左右，高度均在20米以上,系统更加复杂，设备数量越来越多应用领域越来越广。近些年我国自动化立体仓库技术发展很快，已实现了与其它信息决策系统的集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究所工作。尽管如此，我国自动化立体仓库的仓储系统还需要进一步发展，我国的自动化立体仓库与国外发达国家相比，无论是从数量还是从建设

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