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1、2013届毕业生论文说明书课题名称：柔性制造教学实训系统自动化立体仓库设计与实现学生姓名：XXX系 别：电气工程系 目 录摘 要3ABSTRACT4第一章 绪论51.1本文研究的目的和意义51.2自动化立体仓库的历史及国内外现状51.3采用PLC控制立体仓库的优越性6第二章 自动化立体仓库系统的总体设计62.1本课题设计的内容62.2 系统的总体方案7第三章 立体仓库的硬件设计93.1 系统结构93.2 传感与检测系统的设计103.3 S7200系列PLC与通信系统的连接123.4自动化立体仓库通信系统133.5堆垛机开环控制系统143.6立体仓库PLC控制系统的设计17第四章PLC的软件设计
2、214.1 PLC的软件及程序设计21第五章 基于组态软件仓储监控管理系统的设计365.1 工程组态软件MGCS的简介365.2 组态软件的模型的设计36结 束 语37致 谢38参考文献39摘 要自动化立体仓库集存储、搬运、输送、分发一体，作为工业物流与计算机集成制造系统(CIMS)的一部分，代表了当今物流发展的趋势。为了对自动化立体仓库进行更加有效的管理，提高整体作业效率，要求对控制系统进行优化设计，对货位进行优化分配，以减少货物搬运和存储的成本，降低在存储及搬运过程中所损耗的时间，从而降低物流成本，提高收益。本文构建了一个实验室规模的自动化立体仓库系统，系统是由管理层、监控层和执行层组成的
3、二级系统。在管理系统中，根据自动化立体仓库中存放货品的特点，提出了采用分类随机存储和定位存储相结合的货品存储策略。按照货品出入库频度进行货位存储区域划分，提高了货位和存储区域的利用率。同时针对因同类货品集中进行出入库操作而导致巷道阻塞的问题，在进行货位分配设计时采用一种均匀分配算法，结合电子标签技术，实现了货位的自动均匀分配勺就近出入库，并运用此均匀分配算法实现了批量出入库作业和单件出入库作业。执行系统由传送带 、机械手、堆垛机三个部分组成。研究了整个控制系统的组成结构与控制原理，进行了总休功能设计重点设计了PLC控制的程序模块，实现了各个单元的单动控制与联动的顺序控制。同时通过PROFIBU
4、SDP现场总线网实现三台PLC的连接以及与监控系统的通信，接收出入库指令，完成相应的出入库操作。为了确保二级系统之间的协调运行，管理层与监控层的通信实现也是很重要的。采用OPC技术实现了两者的通信，重点研究了组态软件WinCC中的通信设计以及全局脚本的编写。本系统经过调试与设备的运行，各部分功能正常;系统=级分层之间实现了相应的通信，灵活的货品存储策略与货位的自动均匀分配克服了传统立体仓库的许多不足，提高了仓库货位利用率和出入库效率，达到了预期的效果，不仅保持了系统的灵活性与可靠性，而且提高了整个仓储系统的自动化水平与工作效率。关键字：自动化立体仓 PLCAbstractAutomated w
5、arehouse storage, handling, transport, set distributed one, as the logistics industry and computer integrated manufacturing system ( CIMS ) part, represents the contemporary logistics development trend. In order to automatic stereo warehouse for more effective management, improve the overall operati
6、on efficiency, requirements of the control system for optimization design of space, optimized distribution, to reduce the cargo handling and storage cost, reduce the storage and transport process in the loss of time, thereby reducing the logistics cost, increase profit.In the management system, acco
7、rding to the automatic stereo warehouse storage of goods characteristics, puts forward the classification and localization of random storage combined goods storage strategy. According to the storage of goods for storage memory frequencyExecutive system consists of inlet / delivery roller, mechanical
8、 hand, stacking machine is composed of three parts. Study on the composition of control system structure and control principle, the overall functional design focus of the design of PLC control program module, to achieve the various unit single pneumatic control and linkage sequence control. At the s
9、ame time through the PROFIBUS - DP field bus network of three PLC connection and monitoring system of communication, receiving storage instructions, complete the corresponding warehousing operation.In order to ensure that the two level system of coordination between the operation, management and mon
10、itoring level communication is very important.The system debugging and operation of the equipment, the function of each part of the normal; system level hierarchical achieved between corresponding communication, flexible goods storage strategies and their automatic uniform distribution overcomes man
11、y of the shortcomings of stereoscopic warehouse, warehouse space utilization rate and improve the storage efficiency, has achieved the anticipated effect, not only to maintain the systems flexibility and reliability, but also improve the whole storage system automation level and work efficiency.Key
12、words : automatic stereo warehouse. PLC 第一章 绪论1.1本文研究的目的和意义传统条件下的库房管理作业，主要依据人工装卸，特别是对于一些大型物资，不仅工作效率低，浪费大量的人力、物力，存在较大的安全隐患，同时还占据大量的库房面积。立体库的投入使用，彻底解决了这一难题。自动化立体仓库可以产生巨大的社会效益和经济效益。它通过高层货架存储，使存储区大幅度地向高空发展，提高空间利用率；自动化立体仓库采用层积式存放，结合计算机管理，可以很容易实现先入先出，防止货物的自然老化、变质和损坏；通过自动存取系统（AS/RS），加快了运行和处理速度，提高了劳动生产率，降低操
13、作人员的劳动强度；采用自动化技术后，还能较好地适应黑暗、低温、污染、有毒和易爆等特殊场合的物品存储需要；计算机控制能够始终准确无误地对各种信息进行存储和管理，减少了货物处理和信息处理过程中的差错；同时借助于计算机管理还能有效地利用仓库存储能力，便于清点和盘库，合理减少库存，加快资金周转，节约流动资金，从而提高仓库的管理水平。自动化仓库的信息系统可以与企业的生产信息系统集成，实现企业信息管理的自动化。同时，由于使用自动化仓库，促进企业的科学管理，减少了浪费，保证均衡生产，也提高了操作人员素质和管理人员的水平。1.2自动化立体仓库的历史及国内外现状立体仓库产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发
14、展的结果。我国 在 自 动化立体仓库的研究和应用方面起步较早。1963年，北京起重运输机研究所设计了第一台1.25t桥式堆垛机，并由大连起重机厂完成试制。1974年，郑州纺织机械厂建成了我国第一座立体仓库，这座仓库是利用原有锯齿形厂房改建而成的，用于存放模具。1977年，北京起重运输机研究所等单位研究制造出北京汽车制造厂自动化仓库，这座自动化仓库属于整体式结构，采用计算机进行控制和数据处理。从此以后，自动化立体仓库在我国得到迅速发展。我国目前己经建成数百座各种类型的自动化仓库，多数是中小型自动仓库。目前，自 动化立体仓库在发达国家己相当普遍，日本是自动化仓库发展最快、建造数量最多的国家。此外，
15、美国、德国、瑞士、意大利、英国和法国等国家也建造了许多自动化仓库。发展至今，自动化仓库在设计、制造、自动化控制和计算机管理方面的技术也日趋成熟。近些年我国自动化仓库技术发展很快，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工作。尽管如此，至今在我国已建成的集成化仓储系统还不多，我国的自动化立体仓库与国外发达国家相比，无论是从数量上还是从建设水平上都有着比较大的差距.由于自动化立体仓库在当今物流和制造业中的广泛应用、计算机技术和网络技术的推波助澜，使得立体仓库的发展十分迅速，其发展趋势主要有：1 仓储作业管理自动化水平逐步提高。随着生产的进一步发展，对物流的要求将更加严格。具体来说，就是在要求的时间内、在准确的地点、按准确的顺序与方法、提供准确的品种和数量的货物。2. 智能技术将会获得应用。人工智能技术的发展，推动了自动化技术向其高级阶段一智能化方向发展，已经在仓库的设计、搬运系统的控制和储运设备的选用等方面应用了专家系统。3. 仓库作业向柔性化发展。随着柔性化的普及，自动化仓库的储运作业也将向柔性化发展。国外已经开始出现一批可拆卸的或移动式的仓库结构。1.3采用PLC控制立体仓库的优越性
