毕业设计（论文）-基于PLC的仓储动态管理控制系统设计

专科毕业设计（论文）设计题目： 基于 PLC 的仓储动态管理控制系统设计 系 部： 电气工程系 专 业： 电气自动化 班 级： 工企 091301 姓 名： 黄玉春 学 号： 093905130114 指导教师： 季明丽 职 称 副 教 授 2012 年 6 月 南京摘要现今社会发展十分迅速，在过去，一个工厂的仓库存货的清点、即时添加货物、添加货物数量的多少及货物到时的所卸位置都需要人为管理，这样一个工厂就需要大量的人力。可是即使使用如此多的人力，也不能很好的完成所需做的任务，因为人总会犯错，在工作过程中难免对数量的计算错误，也难免会对货物停放位置的指挥发生失误。但是随着社会的进步与发展，也随着 PLC 的出现与广泛的应用，上面的问题已经有了很好的解决。对于计数我们可以用 PLC 来解决，而对于小车运料，传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器接线繁多，故障率高的缺点，且维修不易等缺点。作为目前国内控制市场上的主流控制器，PLC 在市场、技术、行业等方面有重要作用，利用 PLC 控制代替继电器控制是大势所趋。本文是通过对工厂仓库所需布料的匹数的控制及使用小车来运料进货这一过程进行 PLC 设计来使大家对 PLC 有更深的认识，从而更加贴近于社会的发展，更了解科技的进步。也是通过过去与今天的对比更加体现社会进步之迅速。关键词 PLC 运料小车 设计 外围接线图 梯形图 程序设计AbstractTodays social development is very rapid in the past, a factory warehouse stock inventory, add the goods, immediately add the quantity of goods and cargo to the unloading position need human management, such a plant requires a lot of manpower. But even with so many human, can not be very good to do the task, because to err is human, inevitably the number of calculation errors in the course of their work will inevitably have the command of the cargo parking location mistakes.Along with social progress and development With PLC emergence of a wide range of applications, the above problem has been a very good solution. Count we can use the PLC to solve the car haul haul car are relay control and relay wiring numerous shortcomings of the high failure rate and maintenance is not easy shortcomings. As the mainstream controller in the domestic market, the PLC has an important role in the market, technology, industry, PLC control instead of the relay control is a general trend.This is the number of horses required for factories, warehouses fabric control and use the car to transport materials to purchase this process PLC design to have a better understanding of the PLC, which is closer to the development of society, a better understanding of science and technology progress. Also through the comparison of past and present reflect the more rapid social progress.Keywords PLC operational expected car design the external wiring diagram ladder programming 目录1 绪论 12 PLC 的概述 13 仓储管理 14 仓储管理控制系统设计 14.1 控制系统分析 .14.1.1 计数过程 .14.1.2 小车运料过程 .24.2 方案选择 .24.3 地址 I/O 分配 .24.4 外围接线图 .44.5 功能流程图 .44.6 梯形图 .54.7 功能实施 .6结论 7致谢 8参考文献 911 绪论传统的社会中，技术的局限性使得工厂在仓库存储方面有着些问题，为了生产的需要，工厂需要在仓库中储存一定的原料，但这原料数量是根据生产的需要来确定的，所以这是固定的，太少不能满足于生产，而太多又浪费。因此需要及时确定库存量和及时补充，确定补充量。而在那时候所有的事情只能靠人力来解决，因此工厂里需要聘请大量的人来盘点库存、添加货物、指点货物的停放，这样就需要很高的成本，而即使在这么高的成本的情况下，效率也不是很高，人难免会犯错，所以在盘点和指挥中出现错误在所难免。而随着社会的发展，技术也在迅速的进步，PLC 也因为社会需要在急速的进步，由于 PLC 具有高效性和准确性，所以在现今的社会中，PLC 已经能很好的在工厂的仓库存储方面解决人员太多和失误多的问题。2 PLC 的概述PLC 及是可编程序控制器，它是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC具有编程方法简单易学、功能强，性能价格比高、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强、可靠性高，抗干扰能力强、系统的设计、安装、调试工作量少、维修工作量小，维修方便和体积小，能耗低的特点。正是因为这些特点，PLC 发展迅速，应用广泛。3 仓储管理由 人 员 、 计 算 机 硬 件 、 软 件 、 网 络 通 信 设 备 及 其 它 办 公 设 备 组 成 的 人 机 交 互 系 统 ， 其 主要 功 能 是 进 行 物 流 信 息 的 收 集 、 存 储 、 传 输 、 加 工 整 理 、 维 护 和 输 出 ， 为 物 流 管 理 者 及 其 它 组织 管 理 人 员 提 供 战 略 、 战 术 及 运 作 决 策 的 支 持 ， 以 达 到 组 织 的 战 略 竞 优 ， 提 高 物 流 运 作 的 效 率与 效 益 。 现 代 物 流 信 息 系 统 是 在 现 代 物 流 企 业 业 务 活 动 进 行 调 研 、 分 析 的 基 础 上 ， 按 照 系 统化 的 设 计 原 则 ， 综 合 运 用 现 代 物 流 管 理 理 念 及 物 流 信 息 技 术 所 开 发 的 企 业 物 流 信 息 管 理 的 人机 交 互 的 系 统 ， 它 具 有 快 速 处 理 信 息 及 辅 助 决 策 功 能 。 物 流 管 理 信 息 系 统 软 件 是 物 流 管 理 系统 的 核 心 。4 仓储管理控制系统设计4.1 控制系统分析4.1.1 计数过程在仓库管理的过程中，需要进行仓库货存的统计，就拿织造厂来说，假如仓库布料货存量不2得超过 5000 匹，不得少于 1000 匹，则就需要对仓库所剩货物的量进行统计，过去要靠人去数，但现在随着社会的进步，已经可以使用 PLC 来控制这一过程。针对以上的要求可见，工厂的库存需要在 10005000 之间如图 1 所示，使用 PLC 进行计数，当库存低于 5000 高于 1000 时需要进货，不得低于 1000 也不得高于 5000。4.1.2 小车运料过程在仓库通知要进货和所需进货数量时，就需要考虑货物运送的问题，什么时候货物进料，小车从卸料门进入，进门后前进，前行到什么位置后开始进料，进料多久，小车开始后退，后退达到何种位置时，所装货物开始下卸，一段时间后，所装货物已经卸载完毕，然后小车就前进，当达到进料门处就会停止后退，等待下一次的运送，如此循环往复，直到货物补充结束，从而在无需人工指导和清点的情况下，实现小车的进料。图 1 小车计数曲线图4.2 方案选择根据上述对控制系统的分析，可见这个对这个仓储管理程序所需要的端子点数不多，使用小型 PLC 就可以了，因此选择我最熟悉的西门子 S7-200 型号的 PLC。西门子 S7-200 系列 PLC 属于小型 PLC,可用于代替继电器的简单控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统，由于它有极强的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥其作用。S7-200 具有可靠性高的特点，可以用梯形图等多种语言来表示。其也具有指令丰富、指令功能强、易于掌握、操作方便的特点。由于I/O 分配所需端口少，所以选择 CPU224 就可以了。4.3 地址 I/O 分配根据上面的分析，对于输入、输出模块的点可以这样进行分配，如表 1 所示。对于布料匹数统计的输入、输出可以这样分配，当布料匹数只剩下 1000 时，可以输入一个信号 I0.4，从而输3出信号 Q0.4，表示需要进货了，当布料匹数达到 5000 时，也可以输入一个信号 I0.5，从而输出信号 Q0.5，表示货物已经达到最高数量要求，不需要进货了如图 2 所示。对于小车运料这一过程，可以这样进行考虑当管理人员按下启动开关 I0.0 时，小车从后限位开关 I0.2 处，小车开始前进Q0.0，当前进到前限位开关 I0.1 时，进料门 Q0.1 打开，小车开始进货，进货一段时间，设为 5s后，小车进料停止，小车开始后退 Q0.2，当后退到后限位开关 I0.2 时，卸料门 Q0.3 打开，小车开始卸料，卸料一段时间，设为 3s，小车卸货完成，再次前行、进料、后退、卸料，如此循环往复一定次数，设定为 3 次，来完成此次货物的运送，如图 3 所示。图 2 计数 I/O 分配图图 3 送料小车作示意图4表 1 PLC 的 I/O 对照表输入信号 地址分配 输出信号 地址分配起动按钮 I0.0 小车前进 Q0.0前限位开关 I0.1 进料门 Q0.1后限位开关 I0.2 小车后退 Q0.2布料最低界限 1000 I0.4 卸料底门 Q0.3布料最高界限 5000 I0.5 仓库进料 Q0.4仓库停止进货 Q0.54.4 外围接线图图 4 外围接线图4.5 功能流程图在确定了地址分配表之后，对功能流程图进行了设计，其流程图如图 5、图 6图 3 送料小车作示意图图 3 送料小车工作示意图5图 5 计数功能流程图图 6 小车运料功能流程图4.6 梯形图图 7 计数梯形图6图 8 小车运料梯形图4.7 功能实 现在完成软件编程后，任务的设计过程已经完成了一大半，剩下的就是将理论推测设计结果运用到试验中去，看能不能完成任务。于是在条件的限制下，将输出结果均用小灯的亮灭来体现，而输入则是由程序直接控制。实验时先将已经编程好的程序下载到 PLC 的 CPU 中，先进行数量控制实验，如图 7 按下按钮 I0.4，C0 开始计数，当所计数量小于 5000 时，Q0.4 亮，要进货，则这一步是成功的；按下按钮 I0.5，开始计数，当计数等于 5000 时，可见其 Q0.5 所对应的小灯亮了，则这个程序是成功的。然后对小车运料这一 PLC 程序进行实验见图 8，对这一程序需要完成小车的前进、装料、后退、卸料这一全过程，还要实现循环的过程。程序输入后，按下起动开关I0.0，由于小车处于后限位开关处，故 I0.2 是连通的，所以小车开始前行，小灯 Q0.0 亮；当小车前行触碰到前限位开关 I0.1 时，进料门打开，开始进料 Q0.1，然后进料 5s 后，小车开始后退，Q0.2 灯亮，触到后限位 I0.2 时，开始卸料，Q0.3 代表的灯亮，然后循环 3 次停止。这一实验十分成功，所有应该出现的现象都出现了，可见这件设计是完成了。结 论本文主要是通过传统与现在对于仓库存货的清点方法与补货运送方法的对比，体现在传统生活中，仓库货存只能靠人力来解决，大量劳动力的使用不仅提高了生产成本，而且使得工厂生产的错误率来比较高，而随着社会的发展，技术的进步 PLC 这一技术出现了，并逐渐被人们广泛所接受，运用到实际生产中，提高了效率，降低了成本。从这一对比可见技术进步对现今社会发展的重要性，技术的进步引领着工厂的进步，同时也促进着社会的进步。7凭着对于 PLC 这一技术的初步学习、简单了解，我就现今工厂都必须面临和处理的仓库问题进行了设计，争对这一问题，我运用所学知识先进行了简单的分析，然后根据所学设计方法的步骤进行了设计，并借助简单不先进的设备进行实验验证，以完成任务，并通过这个设计从而更加了解 PLC 软件的使用方法和运用场合。随着社会在不断地发展，PLC 的技术也将越来越成熟，也将越来越广泛的被应用。值得一提的是，它能用于很常用、普遍的场合，也能用于比较依靠高技术的场合，因此其应用前景非常广泛。但是技术是应该不断进步的，我们不能仅仅将 PLC 软件的技术停留在现在的境界，还是要不断研究，我也要不断地学习来适应社会的发展，也让自己变得更强。我希望技术越来越进步，人们的生活越来越好。致 谢三年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满