发布时间 : 星期五 文章-立体仓库模拟装置地设计及控制（PLC控制类）控制部分设计更新完毕开始阅读
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图二 立体仓库总体结构
2.2.1立体仓库控制系统
立体仓库控制系统分为三个部分：辊道控制、堆垛机控制、机械手控制。在设计该控制系统时，采用两台三菱FX系列PLC作为立体仓库的控制装置。其中#1PLC主要用来控制辊道部分和堆垛机部分，#2PLC主要用来控制四自由度机械手，2台PLC通过CC—Link网络连通，通过在两台PLC间的数据交换实现三个被控部分之间的协调动作，实现综合控制。控制系统中配置了一台上位机，通过RS—232与PLC相连，上位机一方面用于两台PLC控制程序的编辑，下载以及调试，另一方面，上位机用来监视、管理自动化立体仓库系统（见图三 立体仓库控制系统）。
#2PLCCC—Link#1PLCRS—232计算机机械手控制堆垛机控制辊道控制
图三 立体仓库控制系统
在此系统中使用三个变频器分别来控制三个辊道传送带的运转。辊道可以在正、反两个方向运转，可以根据进货和出货的需要来使用辊道，进行自由组态。变频器有很高的运行可靠性和功能多样性，降低了电动机运行噪声 ，全面而完善的保护功能为电动机提供了良好的保护性能。这里使用的是三菱公司的A500系列的变频器。
对四自由度机械手的控制时，执行部件使用的是北京斯达特机电科技发展有限公司生产的2相8拍混合式步进电机42BYGH101，X轴伸缩，Z轴升降、底盘回转和机械手腕回转分别使用四个步进电动机。使用两个步进电动机分别控制堆垛机的升降和行走，而货叉控制使用直流电动机执行元件。对这六个步进电动机的控制实际上是对它们对应驱动器的控制。本系统中使用SH—2H057型号的步进电机驱动来驱动步进电动机的运行。
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2.3主要器件简介
2.3.1可编程控制器（PLC）
可编程控制器（PLC）是近年来发展极为迅速这、应用极为广泛的工业控制装置。它将传统的继电器控制技术、自动化技术、计算机控制技术和通信技术融为一体专门为工业控制而设计、具有可靠性高、功能强、编程简单、使用方便、环境适应性好以及体积小、功耗低等特点；具有基本控制功能，模拟控制功能、定位控制功能、网络通信功能、自诊断功能、显示监控功能等，可以满足对工业生产进行监视和控制的绝大多数场合的需要。PLC最常用的语言是面向控制的梯形图语言，它采用了与实际电器原理图非常接近的图形编程方式，易学易用。
2.3.2传感器
信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方而有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。
2.3.3堆垛机
堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备，通过手动操作、半自动操作或全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。它由机架（上横梁、下横梁、立柱）、水平行走机构、提升机构、载货台、货叉及电气控制系统构成。 2.3.3.1堆垛机形成的确定
堆垛机形成多种多样，包括单轨巷道式堆垛机、双轨巷道式堆垛机、轨巷道式堆株机、单立柱型堆垛机、双立柱型堆垛机等等。 2.3.3.2堆垛速度的确定
根据仓库的流量要求，计算出堆垛机的水平速度、提升速度及货叉速度。 2.3.3.3其它参数及配置
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据仓库现场情况及用户的要求选这定堆垛机的定位方式、通讯方式等。堆垛机的配置可高可低，视具体情况而定。
2.3.4输送系统
根据物流图，合理选择输送机的类型，包括：辊道输送机、链条输送机、皮带输送机、提升机等。同时，还要根据仓库的瞬时流量合理确定输送系统的速度。
2.3.5其它辅助设备
根据仓库的工艺流程及用户的一些特殊要求，可适当增加一些辅助设备，包括：手持终端、叉车、平衡吊等。
2.3.6初步设计控制系统及仓库管理系统（WMS）的各功能模块
根据仓库的工艺流程及用户的要求，合理设计控制系统及仓库管理系统（WMS），控制系统及仓库管理系统一般采用模块化设计，便于升级和维护。
2.3.7仿真模拟整套系统
在有条件的情况下，对整套系统进行仿真模拟，可以对立体仓库的贮运工作进行较为直观的描述，发现其中的一 些问题和不足，并作出相应的更正，以优化整个AS/RS系统。
2.4自动化仓库系统的关键技术 2.4.1自动化仓库的自动寻址
立体仓库的自动寻址训是自动寻找存入/提取货物的位置，计算机控制的自动化仓库都具有自动寻址的功能。在同一巷道内的货位地址由三个参数组成：第几排货架；第几层货格；左侧或右侧。当自动化仓库接收到上级管理机的存取地址后，即向指定货位的方向运行。运行中 ，安装在堆垛机上的传感器不断检测位置信息，计算判断是否到位 。
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2.4.2自动识别系统
AS/RS的货物管理基本技术是对货物进行自动识别和跟踪。自动识别是指在没有人工干预的情况下对物料流动过程中某一活动关键特性的确定，每一关键特性都与生产活动有关，这些关键特性包括产品的名称、数量、设计、质量、物料来源、目的地、体积、重量和运输路线等等。这些数据被采集处理后，能用来确定产品的生产计划、运输路线、路程、库存、存储地址、销售生产、库存控制、运输文件、单据和记帐等。货物信息可以通过声、光、磁、电子等多种介质获取。
具体实现时，是在生产的关键部位配备自动识别装置，将每一处所获取的信息经过计算机网络系统传输，并进行统一处理，从而实现在整个生产过程中对物料的信息跟踪。现代生产物流系统中，广泛采用条形码自动识别技术。这是因为条形码具有读取快、精度高、使用方便、成本低、适应性好等优点。
2.4.3堆垛机自动控制系统
控制系统是自动化仓库运行成功的关键。没有好的控制，系统运行的成本就会很高，而效率很低。为了实现自动运转，自动化仓库内所用的各种存取设备和输送设备本身必须配备各种控制装置。这些控制装置种类较多，从普通开关和继电器，到微处理器、单片机和可编程控制器（PLC），根据各自的设定功能，它们都能完成一定的控制任务。如巷道式堆垛机的控制要求就包括了位置控制、速度控制、货叉控制以及方向控制等。所有这些控制都必须要求通过各种控制装置去实现。控制系统能对搬运设备（堆垛机等）、运输设备（输运机、小车、转轨车等）进行自动控制，它是自动化仓库的核心部分之一，直接关系到仓库作业的正常进行。因此，控制系统中所采用的材料、设备、传感器和元件都应用可靠性高、寿命长、易于维护和更换的产品，否则将存在安全隐患。堆垛机的控制现多采用模块化控制方式，驱动系统一般为交流电机，无级调速。这种方式技术成熟，应用广泛，既能实现堆垛机的高速运行，又能平稳进行停车对位。在控制系统中，还应采取一系列自检和联锁保护措施，确保在工作人员操作错误时不发生事故。对机械及电器故障能进行判断、报警和向主机系统传递故障信息。控制系统应能适应多种操作方式的需要。
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