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1、一般自动仓库货物控制系统的控制方案设计，核心是包含：硬软件、软件跟调试等几个部分内容的设计。被控对象大多数则是机械加工跟电器设备，传送带亦或者是传送的过程。控制系统总体设计本文以地面支承、直线作业和堆垛机为研究对象。其控制系统由调度计算机、监控计算机、触摸屏（HMI）、控制器（S7-200 PLC）、变频器和执行机构组成。堆垛机控制系统的结构框图如图2.1所示。图2.1 基于PLC仓库堆垛机控制系统总体框图仓库堆垛机控制系统的功能是完成货物进出的过程。进出货物的过程包括提货和交货的过程。操作员将货物信息发送到调度计算机，形成仓库收据，然后发送到监控计算机。在接收到计算机的任务后，PLC控制器控
2、制堆垛机完成收发货指令。本文采用一台S7-200PLC控制三台逆变器，分别是步进变换器、升降变换器和叉式变换器。分别控制堆垛机的水平操作机构、升降操作机构和叉式伸缩机构。计算机、触摸屏、S7-200 PLC、变频器、开关均采用现场总线连接，可实时传输数据，实现堆垛机运行中的实时监控。 控制系统设计的基本原则1、最大限度的满足被控对象提出的各项性能指标相关的设计人员在进行设计之前，应该充分的了解实际情况，对现场进行勘察，研究，提前准备好相关的资料，跟负责机械部分以及实际操作部分的人员要密切配合，一起拟定电气控制的方案设计，以此清楚确定控制任务跟控制系统应该有的相关功能，方便在设计的过程当中一起来
3、解决出现的对应问题。2、确保控制系统的安全可靠电气控制系统设计中要重视其系统的可靠性，如果系统控制不能满足电气控制系统的安全稳定工作，那么设计出的系统，是很难进行投入使用的。实际的施工过程当中，肯定是需要把可靠性放在第一位，组成冗余控制系统，以此以保证生产安全为目标，去提升产品的质量以及数量。3、力求控制系统简单控制系统的构成应当需要简单些，当然，是需要建立在可以保证工作的可靠以及控制的要求能够被满足的前提之下。因为构成简单的控制系统有着实用性以及经济性，不但使用的时候可以方便些，后期进行维护的时候也能够容易些。4、留有适当的裕量为了改进生产的工艺、增加控制任务、方便维护以及扩大生产规模，想要
4、将可编程控制容易扩充的特征充分发挥起来，选择PLC容量（存储容量，机架插槽数，I/O点数等）时，应留有时当的裕量。2.3 控制系统设计的主要内容1、明确设计任务和技术条件设计任务和规格通常以设计工作订单的形式提供。在设计任务书中，有必要明确定义每个项目的基本要求，限制和管理方法。在整个设计系统中，设计任务书是整体设计的基础。2、确定用户输入设备和输出设备用户输入输出设备是PLC控制系统的硬件设备，PLC本身作为控制器，构成了机器选择和软件开发的基础。因此，输出设备（例如电磁阀和电动机）和相应的输入设备（例如控制器，换档开关，控制开关，传感器，安全装置，传感器等）致动器（例如继电器）。信号和接触
5、器类型）。根据输出设备控制的负载执行分类。3、选择可编程控制器的机型可编程控制器是整个控制系统的关键组成部分。为了整个系统创建技术和经济绩效指标，需要明智而准确地选择机型。4、分配地址，绘制接线图为了分配相应的I/O地址，需要对用户的输入输出设备进行分析、分类、整理，绘制I/O接线图。本设计的I/O分配表见表2.1。表2.1 自动货物控制系统的I/O分配表输入输出地址地址对象地址地址对象I0.0M10.0手/自动切换Q0.0M14.01号机器人I0.1M10.1急停Q0.1M14.11号传送带I0.2M10.2信息检录确认Q0.2M14.2执行器1I0.3M10.31号机器人Q0.3M14.3
6、执行器2I0.4M10.41号传送带Q0.4M14.4执行器3I0.5M10.5执行器1Q0.5M14.5堆货仓1I0.6M10.6执行器2Q0.6M14.6堆货仓2I0.7M10.7执行器3Q0.7M14.7堆货仓3I1.0M11.01号限位开关Q1.0M15.02号机器人I1.1M11.12号机器人Q1.1M15.12号传送带I1.2M11.22号传送带Q1.2M15.2堆垛机1I1.3M11.3出仓传感器Q1.3M15.3堆垛机2I1.4M11.4报警解除Q1.4M15.4堆垛机3I1.5M11.5体积传感器-大Q1.5M15.5限位报警灯I1.6M11.6体积传感器-中Q1.6M15.
7、6传送带报警灯I1.7M11.7体积传感器-小Q1.7M15.7急停指示灯5、设计控制程序系统中的控制程序通常基于控制任务，选定模型和I/O连接图以梯形逻辑语言开发。设计管理程序的主要部分是应用软件的开发。合理性管理计划是确保系统安全可靠运行的先决条件。因此，必须重复调试，直到满足控制要求。6、必要时设计非标准设备选择设备时，尽可能使用标准设备。如果没有标准设备，可能需要非标准设备，如控制台，控制柜和模拟显示器。7、编制控制系统的技术文件设计任务完成后，应编制有关技术文件。技术文件一般应包括设计说明、操作说明、I/O接线图和控制程序。2.4 堆垛机系统的控制要求2.4.1 主要技术指标以S7-
8、200为基础，将系统改造成控制系统，并将西门子组态的WinCC软件进行组装，以完成方正仿真操作的设计和必要的监控工作。2.4.2 工作过程分析货物自动控制系统由检查货物、货物分析、货物运输、货物控制、机械臂拾取装置、堆垛储存和报警功能组成。（1）检录货物：货物经仓库传送入库的传感器检测到时，取货机械手将执行取货命令，将货物送往下级传送带。（2）货物分析：在输送带入口处对货物进行检查，然后在输送带上，通过相关传感器检查货物的体积和材料等固有特性后，将检查信息传送给控制单元。（3）货物输送：位于上源端的货物通过主传送带进行运输，在经检测后开始进行货物的控制，按照不同的标准要求，执行货物的存储或出仓
9、。（4）货物控制：在主输送带侧面设置若干控制槽，供货物通过时分析。气动回路由电磁阀控制，使分离推杆前后移动。货物根据大小和材料等不同属性进行分类，并运输到每个缓冲区存储位置。为了避免漏检，在主输送带的末端安装应急储存装置。一般情况下，仓库会设置接近开关，检查每个仓库是否有货物。（5）机械手取货装置：为气动控制，可在X和Y两个方向运动，从不同的缓存储位取得货物后送往仓库出口传送带。（6）堆垛存储：如果货物需要存放，则通过堆垛机的上升与下降，使于不同的货物存储在立体仓库，取货出仓时也雷同；为了方便操作员控制，堆垛机设有手动与自动工作方式。（7）报警功能：当出现货物一处以及传送带停止的类似系统故障时
10、，传感器把对应的信号传输到控制单元之后，系统就会做出响应，并及时的进行处理，上位机操作界面中的故障等就会进行工作，信号灯开始闪烁，提醒故障。而把故障进行排除，并且将故障复位按钮按下，那么系统则会继续运作。货物自动控制系统的一般流程如下：货物临时存放在仓库中，货物由机械手抓取，发出存放指令后送至主输送带。主输送机将配备用于货物检测的检测传感器。PLC接收到信号后，对传感器发送的信号进行处理，输出相应的信号驱动执行机构。下发入库单、出库单时，入库流程如2.2所示。仓库放行机械手可通过输送带将货物提、分或送至仓库。图2.2 仓库堆垛机控制系统的总体流程2.4.3 编程规范s7-200型号的PLC利用STEP7 MicroWIN V4.0编程软件，来编写梯形图程序，达到自动货物控制系统的作业需求。2.4.4 系统演示利用西门子组态软件里的Wincc将画面组态好，上位机Wincc的数据需要通过PLC来进行交换，以使得自动仓库的控制系统，在工作运行的时候能够实现运行模拟、监控跟报警等等功能，方便实验。
