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1、郑州大学现代远程教育毕 业 设 计题 目：立体仓库模拟装置的设计及控制(PLC控制类)控制部分设计入 学年 月 姓 名_ _ 学 号_ _专 业_ 机电一体化_学 习 中 心_指导教 师_完毕时间月日立体仓库模拟装置的设计及控制（PLC控制类)控制部分设计摘 要立体仓库的生产和发展是现代物流体系发展的规定和信息及时进步的成果。上世界6年代以来,美、日、欧洲等国家和地区设计和投入的立体仓库越来越多，立体仓库存储技术已成为了一门新兴的学科。其中的是将物料寄存在对的的位置，以便随时向制造系统供应物料,与搬运设备(如AGV、有轨小车、传送带）衔接，可靠及时供应物料。可编程控制(LC)是实现自动化立体仓
2、库的一种重要方式，并且可编程控制器的发展特点是更加适应于现代化工业的需要,可实现立体仓库的出库,进库等任务，是自动化立体仓库的核心部件,对其控制系统的研究具有广阔的应用前景。核心词:立体仓库;PLC;控制系统目 录第一章 绪论11.1立体仓库的定义21本文重要研究内容3第二章立体仓库控制系统设计 2.1设计思想4.2立体仓库控制系统总体构造图4重要器件简介52.4自动化仓库系统的核心技术2.1自动化仓库的自动寻址2.4.2自动辨认系统2.3堆垛机自动控制系统64.4监控调度系统724.计算机管理系统8第三章 总结与展望9参照文献10道谢第一章 绪论当今社会仓储、物流等概念已经逐渐为广大公众所理
3、解,其相应的管理技术也在许多大、中型公司付诸实行。计算机自控技术飞速发展,为现代公司的物流管理提供了重要的技术支持。自动化立体仓库就是自控技术在物流管理上的一种较好的应用。自动化立体仓库不仅具有节省用地、减轻劳动强度、提高物流效率、减少储运损耗、减少流动资金积压等功能，并且在沟通物流信息、衔接产需、保证生产均衡、合理运用资源、进行科学储藏与生产经营决策等方面发挥着独特的作用,使人们真正享有到现代计算机技术应用于公司物流管理的益处。1.1立体仓库的定义 高层货架仓库简称高价仓库,一般是指采用几层，十几层乃至几十层高的货架存储单元货品，用相应的物料搬运设备进行货品入库和出库作业的仓库。由于此类仓库
4、能充足运用空间存储货品。此类形象地将其称为：立体仓库“ 立体仓库产生于50年代初,美国浮现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库，50年代摸60年代初期浮现了司机炒作的巷道式堆垛起重机立体仓库,963年美国率先在高价仓库中采用了计算机控制技术,建立了第一座计算机控制的看立体仓库,此后自动化立体仓库在美国和欧洲得到了迅猛的发展，并称成了专门的学科。60年代中期,日本开始了兴建立体仓库,并且发展的速度越来越快,成为了当今世界拥有了自动化立体仓库做多的国家之一。 国内对立体仓库极其物料搬运设备的研制开始的并不晚，963年开始研制成第一台桥式堆垛起重机，197年开始研制国内第一台由计算机控制的自动化立体仓库，
5、该仓库由198年投入运营，到为止，国内自动化立体仓库超过200座，立体仓库由于与有很高的空间运用率,很强的入出库能力，采用计算机进行控制管理而利于实行现代化管理的特点,已成为公司物流和生产管理不可缺少的仓储技术,越来越多的受到公司的注重。 自动化立体仓库是由于立体货架，有轨巷道堆垛机,出入库托盘输送机系统,尺寸检测条码阅读系统，通信系统，自动控制系统，计算机监控系统，计算机管理系统以及其她的入电缆桥架配电柜，托盘,调节平台,钢构造平台等辅助设备构成的复杂的自动化系统运用一流的集成化物流理念，采用先进的控制，总线,通讯和信息技术，通过后来设备的协调动作,按照顾客的需要完毕指定货品自动有序,迅速精
6、确,搞笑的入库出库作业 与老式的货品仓库相比较，自动化仓库与有趣多的突出功能,重要涉及如下四大方面:大大提高了空间运用率，应用先进物流系统优化公司生产管理，加快货品存取,减轻劳动强度,提高生产效率，减少库存资金积压。并且使用低动画立体仓库可以产生于大的社会效应和经济效益，是存储空间从地面向高空发展，大大提高了空间的运用率;自动化立体仓库采用层积式寄存,结合计算机管理,可以很容易实现先入，避免货品的自然老化,变质和损坏;加快了运营和解决速度,提高了劳动效率，减少炒作人员的劳动强度，采用自动化技术后,还能较好的适应黑暗,地温，污染，有毒和易爆等特殊场合的物品存储需要;计算机控制可以精确无误的对多种
7、信息进行存储和管理，减少了货品解决和信息解决过程中的差错,同步借助于计算机管理还能有效的运用仓库存储能力,便于清点和盘算，合理减少库存,加快资金周转，节省劳动资金，从而提高仓库管理水平，自动化仓库的信息系统可以与公司的生产信息系统集成,实现了公司信息管理的自动化。同步，由于使用自动化仓库,增进公司的科学管理,减少挥霍，保证均衡生产,也提高了炒作人员素质和管理人员的水平。2本文重要研究内容本文重要研究的是PLC在立体仓库模拟装置的控制系统中的应用。其中控制系统设计有四自由度机械手控制，货品能实现上下、左右及前后运动,并且操作以便。输入相应的仓库号,便可自动存/取货品。第二章 立体仓库控制系统设计
8、.1设计思想(1)、系统功能及运营方式 立体仓库具有车间的物流管理以及作业调度和堆垛机的自动控制系统功能。在立体仓库中物流工作站主机采用II计算机，多任务实时炒作系统,RAL数据库，TC/I网络等支持软件,语言编程，实现了对立体仓库的动态管理和作业监控,堆垛机控制系统采用可编程序控制器，使用梯形图言语编程,控制系统与管理监控系统之间实现联机通讯，骑堆垛机空竹系统具有多种功能,可满足该物流系统的规定(2）、多种控制及作业方式 为了实现立体仓库的自动存取,就必须开发堆垛机控制器,这套具有三种不同技能的控制器：（1）在线自动运营；（2)离线自运营；（3)人工手动运营。而实际运营中已在线自动运营为主,
9、其她2种方式为调试和维修的辅助手电，按照本控制器的设计,可在物流工作站的调度系统中结合成多种也许的堆垛机作业方式（3)、多种见车及保护功能 本控制系统中既有水平和垂直方向的认址检测,左右的货位探测，两种货品高度的检测,货品不正的检测记忆载货台占位/空位状况的检测。例外，还具有货叉置,机电故障检测，水平及垂直终点附近的限速及停车检查等,以保证堆垛机作业的正常运营。以上检测大部分是光电检测，提高了可靠性和反映速度。.2立体仓库控制系统总体构造图在物流中有三条辊道传播带、三个出入货站台、一种四自由度机械手,一种全自动堆垛机以及两排货价构成。将系统中的传感器、执行器和可编程控制器连接，通过编制相应的程
10、序,就可以用可编程序控器来控制物流工序。立体控制系统分为三个部分:辊道控制、机械手控制、堆垛机控制。在设计该控制系统时，采用两台松下P系列C作为立体仓库的控制装置,如图1所示。其中#PC重要用来控制辊道部分和堆垛机部分，2LC重要用来控制四自由度机械手，2台PLC通过Cink网络连通，通过在两台PC间的数据互换实现三个被控部分之间的协调动作，实现综合控制。在控制系统中配备了一台上位机,通过R23与PLC相连,上位机一方面用于两台PC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。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
11、,可以根据进货和出货的需要来使用辊道，进行自由组态。变频器有很高的运营可靠和功能多样性,减少了电动机运营噪撀,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MRO公司的33MZ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相8拍混合式步进电机42BYH10,X轴伸缩，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事实上是对它们相应驱动器的控制。本系统中使用H2H057型号的步进电机驱动来驱动步进电动机的运营。2.3重要器件
12、简介（1)、PCPLC是近年来发展极为迅速这、应用极为广泛的工业控制装置。它将老式的继电器控制技术、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、编程简朴、使用以便、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。LC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)、传感器信息解决技术获得的进展以及微解决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。微解
13、决器目前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核心部件，作为系统中的一种构造构成，其重要性变得越来越明显。(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品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、提高机构、载货台、货叉及电气控制系统构成。 堆垛机形成的拟定:堆垛机形成多种多样,涉及单轨巷道式堆垛机、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。 堆垛速度的拟定：根据仓库的流量规定
14、,计算出堆垛机的水平速度、提高速度及为货叉速度。 其他参数及配备：据仓库现场状况及顾客的规定选这定堆垛机的定位方式、通讯方式等。堆垛机的配备可高可低,视具体状况而定。(4）、输送系统根据物流图,合理选择输送机的类型,涉及:辊道输送机、链条输送机、皮带输送机、提高机等。同步，还要根据仓库的瞬时流量合理拟定输送系统的速度。(5)、其他辅助设备根据仓库的工艺流程及顾客的某些特殊规定,可合适增长某些辅助设备，涉及:手持终端、叉车、平衡吊等。(6）、初步设计控制系统及仓库管理系统(MS)的各功能模块根据仓库的工艺流程及顾客的规定,合理设计控制系统及仓库管理系统（MS）,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。（7)、仿真模拟整套系统在有条件的状况下，对整套系统进行仿真模拟，可
