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1、河南工业职业技术学院In stituteHenan Polytech nic毕业设计论文题目:PLC在仓库码垛机中的设计应用本人郑重声明：所呈交的毕业设计论文,是本人在指导老师的 指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议. 尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计论文不含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果. 对本文的研究做出重 要奉献的个人和集体均已在文中以明确方式标明.本声明的法律后果由本人承当.作者签名：二00年九月二十日毕业设计论文使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计论文 的规定.本人愿意根据学校要求提交学位论文的印刷本和电子版
2、,同意学校保存学位论文的印刷本和电子版, 或采用影印、数字化或其它复制 手段保存设计论文；同意学校在不以营利为目的的前提下,建立 目录检索与阅览效劳系统,公布设计论文的局部或全部内容,允 许他人依法合理使用.保密论文在解密后遵守此规定作者签名:二00年九月二十日毕业设计任务书一、设计题目：PLC在仓库码垛机上的设计应用二、毕业设计的目的1 .设计一个立体仓库码垛机限制系统；2. 水平移动、垂直移动及伸叉机机构分别由220W的三相交流异步电动机、200W的单相交流异步电动机和二相混合式步进电机驱动；3. 上述电机由西门子S7-226型PLC限制,其中水平移动、垂直移动由 PLC 通过变频器限制,
3、步进电机由步进驱动模块进行自动限制.三、主要设计内容1. 变频调速系统设计；2. 货叉伸缩限制；3. PLC空制程序编写与调试；四、重点研究问题PLC限制,确定设计方案,完成各功能单元的结构设计,参数计算和元件选 择.五、主要技术指标或主要设计参数堆垛机运行的速度范围：水平方向：2 m)/ mi n-360m/ mi n；垂直方向：2 m/ min-80 m/ mi n；货叉：2 m/ min-60m/ min六、设计成果要求1.毕业设计论文要求字数为10000 15000字,论文格式参照河南工业职业技术学院关于毕业设计论文格式要求；2 .各局部环节的工作原理及调试故障分析及排除方法；3. 具
4、有必要的保护举措；4. 附有主程序流程图；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.而码垛机是立体仓库的关 键组成局部,码垛机性能的优劣对整个立体仓库的运行起到至关重要的作用,所以设计与 开发自动化程度较高的码垛机限制系统成为当前立体仓库的开展趋势,开展与此有关的研 究具有重要的理论和应用价值.本文基于现代物流技术的应用和开展要求,介绍自动化立 体仓库的应用及其功能和作用,结合现代科技的开展,着重研究自动化立体仓库码垛机控 制系统的限制技术.本文详细阐述了本限制系统的设计思想,以及整个系统的硬件实现和 软件设计.本文依据立体仓库的有关设计参数,对码垛机电气限制的硬件系统进行了设计
5、,为了 提升码垛机的性能,本文采用了转速、位置反响的双闭环限制,以满足系统的调速要求.系统的水平认址采用激光测距传感器定位,垂直认址采用光电开关和认址片组合定位.变 频调速系统由S7-200PLC及其扩展模块EM235通过变频器MM440限制交流电动机,采用 光电编码器反响转速信号,实现转速闭环限制.货叉伸叉系统由S7-226PLC通过步进电动机驱动器SH-20403限制二相混合式步进电动机.根据系统的限制要求进行了PLC、变频器、电机和电机驱动器的选型,并给出了系统的硬件接线图,然后利用西门子的编程软件step7设计了码垛机限制程序.关键词：自动化仓库,码垛机,PLC,限制系统,变频器#目录
6、摘要II -JJ J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J丄第 一章绪论,11.1自动化立体仓库的概述 ,11.2 码垛机的概述,21.3 本早小纟口 ,3第二章码垛机限制系统的硬件设计,42.1限制技术要求和系统总体设计,42.2 码垛机的位置限制,52.3 PLC 及资源配置,82.4码垛机变频调速系统设计,112.5码垛机货叉限制系统设计,142.6平安检测传感器的应用,152.7 通信方案确实定,162.8 输入输出点的分配,162.9 本章小结,18第三章码垛机程序限制设计,193.1码垛机自检和复位/归位
7、程序,213.2自动方式下的码垛机运行限制,223.3手动方式下的码垛机运行限制,263.4 步进电机驱动程序,2835早*小11,羽第四章总结,29致谢*-j4 j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j附录IJ J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J参考资料330313二kVI IJ J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JiiiPLC在仓库码垛机中的设计应用#第一章绪论1.
8、1自动化立体仓库的概述在现代物流系统中,自动化立体仓库是一个重要的组成局部,它是一种新型的仓储技术.自动化立体仓库又称为自动存储/检索系统Automated Storage&Retrieval System, AS/RS.它是物料搬运和仓储科学中的一门综合科学技术 工程.它以高层货架为主要标志,配以成套的先进搬运设备,以先进的计算机控 制技术为主要手段,由此组成高频率、大容量的科学存储,以适应现代化生产、 物资交流和仓储的需求.1.1.1自动化立体仓库的组成立体仓库是指：采用高层货架储存货物,用起重、装卸、运输机械设备进行 货物出库和入库作业的仓库.这类仓库主要通过高层货架充分利用空间进行存取
9、 货物,所以被成为立体仓库.目前,立体仓库最大高度能到达40多米,最大库存数可达数万个货物单位,可以实现按方案入库和出库的全自动化限制,以及无人操作的计算机网络化治理.其主要的组成局部有高层货架、仓储机械设备、控 制及治理设施.1货架仓储技术的开展由平面转向高层立体化以后,高层货架为仓库的主体和标 志,货架越高,存储量越大.货架在物流及仓储中占有非常重要的地位,目前的 货架具有多种功能,以满足机械化和自动化的要求.主要的货架类型有单元式货 架、贯穿式货架与旋转式货架.为了提升货物装卸、存取效率,自动化立体仓库 一般使用货箱或托盘盛放货物.货箱和托盘的根本功能是盛放小件物料,同时还 应便于运输车
10、和码垛机的插取和存放.2仓储机械设备自动化立体仓库的主要搬运设备是巷道式码堆垛机,其主要用途是在高 层货架的巷道内往返穿梭运行,将位于巷道口的货物存放入货格中, 或者将货物 取出运送到巷道口.输送系统必须是具有高度的可靠性, 在立体仓库中一般只有 一套输送系统,所以应保证输送系统各个环节上的设备可靠、耐用、维修方便, 并且还应该对输送系统设置手动限制做后备. 自动化立体仓库中的货物输送装置 主要有传送带、各种流动小车等,短距离的传送还可以采用机器人.3限制及治理设施限制治理系统采用分布式限制,即由治理计算机、中央限制计算机和直接控 制码垛机、入/出库输送机等现场设备的限制器组成限制系统.治理计
11、算机是立体仓库的治理中央,承当着入/出库治理、盘库治理、查询、打印及显示、经济 技术指标的计算分析等功能,包括在线治理和离线治理；中央限制计算机是立体 仓库的限制中央,它沟通并协调治理计算机、码垛机、入/出输送机等设备之间的联系,限制和监视着整个立体仓库系统的运行.1.1.2自动化立体仓库的优点1层货架：立体仓库由于使用了高层货架存储货物, 存储区可以大幅度 的向空间开展,充分利用了仓库的空间,提升了空间利用率.2自动存取：自动化立体仓库使用机械和自动化设备, 运行和处理速度 快,提升了作业效率.3计算机限制与治理：计算机能够准确无误的对仓库的各种信息进行存 储和治理,不仅降低了操作人员的劳动
12、强度,还减少了货单处理和信息处理过程 中的过失,从而提升了仓库的治理水平.4 节约本钱：作业效率的提升势必会降低货物储存的本钱费用,由此也 提升了企业的现代化物流意识.1.1.3自动化立体仓库的开展高层货架仓库的出现和开展是第二次世界大战以后生产技术开展的结果.在生产开展的实际需要和科技水平开展的现实可能下,五十年代初开始出现了自动化立体仓库.1950年美国首先产生手动限制的桥式码垛机起重机,与此同时提 出了高层货架的概念,被认为是自动化仓库的雏形.1960年以后巷道式码垛机逐渐代替了桥式码垛机,此后码垛机的使用范围和性能有了很大的开展,尤其是在日本,自动化立体仓库开展迅速,目前日本的自动化仓
13、库技术和自动化仓库的 拥有量都位居世界前列.自动化技术在仓储领域中的开展分为五个阶段： 人工仓储阶段、自动化仓储 阶段、集成化仓储阶段、智能化阶段和智能自动化阶段. 其中智能自动化仓储在 九十年代后期以及二十一世纪的假设干年内,是仓储自动化技术的主要开展方向.我国对自动化立体仓库及其物料搬运设备的研制并不晚,1963年研制成第一台桥式码垛起重机机械部北京起重运输机械研究所,1973年开始研制我国 第一座由计算机限制的自动化立体仓库高巧米,机械部起重所负责,该库1980 年投入运行.1.2码垛机的概述码垛机是自动化立体仓库系统的重要组成局部,它是整个系统的执行部件, 存货时将货物从出入货台准确的
14、存放到货位里,取货时将货物从货位中取回到出 入货台.无论何种类型的码垛机,一般都由水平行走机构、起升机构、载货台及货叉机构、机架和电气设备等根本局部组成.它是在所谓高层、高速、高密度储 藏的概念下的产物.尽管各厂家各有独创,结构形式有些差异,但可以说大同小 异,所有的码垛机都不外乎由机架、载货台、伸缩货叉、轨道和限制系统等局部 组成.1.2.1码垛机的开展初期的立体仓库使用的码垛机以桥式起重机为根底,这种码垛机是从起重机的大梁上悬挂一个门架,利用门架的上下和旋转来搬运货物.I960年左右在美国出现了巷道式码垛机,随后巷道式码垛机逐渐替代了受重量和跨度限制的桥式 码垛机.1967年日本安装了高度
