基于PLC的自动化立体仓库设计毕业论文.doc

1摘要企业现代化生产规模的不断扩大和深化,使得仓库成为生产物流系统中的一个重要且不可缺少的环节。立体仓库正以它最小的占地面积和最佳的空间利用率,逐步替代着面积利用率极低且陈旧落后的平面仓库,这种替代促使仓储物流业的水平提高。为满足现代化生产与流通的需要,就必须采用以计算机控制技术为主要手段组成的自动化立体仓库。本文结合机电一体化技术,完成自动化立体仓库中机械手、堆垛机PLC控制系统设计,实现货物的运输与分配、堆垛机定位控制、出入库控制等功能。该系统具有操作简便,自动化程度高,运行速度快、可靠性高等特点。关键字:自动化立体仓库，堆垛机，4自由度机械手，PLC控制2AbstractAsaresultoftheunceasingincreaseofproductionsize,warehouseshavebecomeanimportantandindispensablepartoforganizations.Duetoitsminimaloccupyingareaandoptimalspaceusingrate,thehigh2risewarehouseisreplacingtheplanewarehouse,whichistoobehindhandbecauseofitslowarea2usingrate.Andthiskindofreplacingimprovesthelevelofmaterialhandlingindustry.Therefore,automatichigh-risewarehousesmustbeusedtosatisfytheneedsofmodernproductionandcirculation.ThearticledescribeshowthemanipulatorinAS/RSandthestackerPLCcontrolsystemaredesigned,andhowtheloadconveyinganddistribution,andthestackerpositioning,andthestorageandretrievalfunctionsareachievedbymeansoftheintegratedmechanical2electrictechnology.Thissystemmakesafeatureofeasytooperate,automatic,highspeedandhighreliableoperation.Keywords:AS/RS，Stacker，4DOFmanipulator，PLCcontrol3目录1前言.12立体仓库控制系统总体设计.52.1设计思想.52.2立体仓库控制系统总体结构图.52.3主要器件简介.72.4自动化仓库系统的关键技术.92.4.1自动化仓库的自动寻址.92.4.2自动识别系统.92.4.3堆垛机自动控制系统.92.4.4监控调度系统.102.4.5计算机管理系统.103.立体仓库控制系统硬件设计.113.1机械手部分的控制.113.1.1四自由度机械手的结构及运动.113.1.2机械手工作原理.113.2堆垛机设计.123.2.1堆垛机工作条件.123.2.2堆垛机的结构.133.2.3堆垛机控制.133.3传感器的选择.143.4自动化立体仓库消防系统设计.153.5PLC的选型.163.6PLC的I/O资源配置.163.7I/O连接图.174立体仓库控制系统软件设计.184.1控制软件结构.184.2实时监控系统.204.3故障处理.204.4通信功能块.204.5管理软件设计.215结论.21致谢.22参考文献.221前言高层货架仓库简称高架仓库。一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。4立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963年研制成第一台桥式堆垛起重机（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控制的自动化立体仓库（高15米，机械部起重所负责），该库1980年投入运行。到2003年为止，我国自动化立体仓库数量已超过200座。立体仓库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。自动化立体仓库（AS/RS）是由立体货架、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、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统、计算机管理系统以及其他如电线电缆桥架配电柜、托盘、调节平台、钢结构平台等辅助设备组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，通过以上设备的协调动作，按照用户的需要完成指定货物的自动有序、快速准确、高效的入库出库作业。与传统的货物仓库相比,自动化仓库具有许多突出的功能,主要包括以下四个方面:大大提高空间利用率，应用先进物流系统优化企业生产管理1，加快货物存取,减轻劳动强度,提高生产效率，减少库存资金积压。而且使用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，提高了空间利用率；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，