基于PLC立体仓库输送系统的论文

1、基于 PLC 立体仓库输送系统的应用摘 要:本文通过对立体仓库输送机系统中分流部分的设计, 绘制了控制各硬件的电器原理图。 最后通过对 PLC 的编程完成了整个分流部分的任务。关键词:自动化立体仓库; PLC ;输送机;物流Abstract :This article compared different control methods and transportation machines in the process of the design. And at last it made a programme to control the whole process by the PLC.

2、Keywords: Automated storage/Retrieval system (AS/RS; PLC; Transducer; Logistic 一、 前言高层货架仓库简称高架仓库。 一般是指采用几层、 十几层来至几十层高的货架存储单元货 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” 。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

3、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、快捷 准确、高效的入库出库作业。二、 系统简介本文会对自动化立体仓库的各方面进行说明阐述, 完成立体仓库输送系统的设计。 自动化 立体仓库是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分,它具有节约用地、减轻劳动强度、 消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效 地减少流动资金的积压、 提高物流效率等诸多优点。 与厂级计算机管理信息系统联网以及与生 产紧密相连的自动化立体仓库更是当今 CIMS (计算机

4、集成制造系统及 FMS (柔性制造系统 必不可少的关键环节。如图 1-1所示 图 1-1 立体仓库控制系统总体结构图自动化所围绕自动化仓储系统开发了多种自动化系统硬件设备及软件产品, 如:不同类型 的库存管理软件、 系统仿真软件、 堆垛机输送机控制软件、 条形码识别跟踪系统、 搬运机器人、 码垛机械手、货物分选系统、堆垛机认址检测系统、堆垛机控制系统、货位探测器、高度检测 器、输送系统、码垛系统、自动输送小车等产品。三、 电气控制系统设计3.1电气原理图是用来表明设备电气的工作原理及各电器元件的作用,相互之间的关系的一种表示方式。 运用电气原理图的方法和技巧,对于分析电气线路,排除机床电路故障

5、是十分有益的。电气原 理图一般由主电路、 控制电路、 保护、 配电电路等几部分组成。 画电气原理图的一般规律如下: (1主电路:绘制主电路时,应依规定的电气图形符号用粗实线画出主要控制、保护等用电 设备,如断路器、熔断器、变频器、热继电器、电动机等,并依次标明相关的文字符号; (2控制电路:控制电路一般是由开关、按钮、信号指示、接触器、继电器的线圈和各种辅 助触点构成,无论简单或复杂的控制电路,一般均是由各种典型电路 (如延时电路、联锁 电路、顺控电路等 组合而成,用以控制主电路中受控设备的“起动”、“运行”、“停 止”使主电路中的设备按设计工艺的要求正常工作。对于简单的控制电路:只要依据主

6、电路要实现的功能,结合生产工艺要求及设备动作的先、后顺序依次分析,仔细绘制。 对于复杂的控制电路,要按各部分所完成的功能,分割成若干个局部控制电路,然后与 典型电路相对照,找出相同之处,本着先简后繁、先易后难的原则逐个画出每个局部环 节,再找到各环节的相互关系。3.2主电气原理图在自动化仓库中,其控制部分大都采用 PLC 加计算机或计算机加控制板卡的方式。随着计算机技术的飞速发展,计算机的性能以及稳定性等大幅度提高,现场总线技术的日益成熟, 一种新的控制方式软 PLC 控制方式逐渐形成并逐渐被应用于各种控制领域,其中就包括 自动化仓库。电气原理图是用来表示电路各电气器件中导电部件的连接关系和工

7、作原理图。该图应根据 简单、清晰的原则,采用电气元器件展开形式来绘制,它不按电气元器件的实际位置来画, 也不反映电气元器件的大小、安装位置,用导线将电气元件的导电部件连接起来以发映其连 接关系。所以电气原理图结构简单、层次分明,关系明确,适用于分析研究电路的工作原理, 且为其他电气图的依据,在设计部门和生产现场获得广泛应用。图 1-2对自由度机械手的控制时,执行部件使用的是四相八拍的步进电动机, X 轴伸缩 Z 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为执行元件。对这六个步进电动机的控制实 际上是对它们对应驱

8、动器的控制。本系统中使用 SH-2H057型号的步进电动机驱动来驱动步进 电动机的运行。 图 1-2 立体仓库的主电路图3.3控制电气原理图电气控制系统是由电气控制元件按一定要求联接而成。为了清晰地表达生产机械电气控制 系统的工作原理,便于系统的安装、调整、使用和维修,将电气控制系统中的各电气元件用一定的图形符号和文字符号来表示,再将其联接情况用一定的图形表达出来,这种图形就是电气 控制系统图。常用的电气控制系统图有电气原理图、电器布置图和安装接线图。电气原理图是用来表示电路各电器元件中导电部件的连接关系和工作原理图。该图应根据 简单、清晰地原则,采用电气元件展开形式来绘制,它不按电气元器件的

9、实际位置来画,也不 反映电器元件的大小、安装位置,只用电气元件的导电部件及其接线端钮按国家标准规定的图 形符号来表示电器元件,再用导线将这些导电部件连接起来反映其连接关系。所以电气原理图 结构简单、层次分明、关系明确,适用于分析研究电路的工作原理,且为其他电气图的依据, 在设计部门和生产现场得到广泛应用。如图 1-3所示。 图 1-3 立体仓库电气原理图控制部分3.4控制电路分析按下摇臂上升按钮 SB4,使定时器 KT 得电,驱使线圈 KM5和电磁阀 YV 得电,三相步进电 动机 M3反转,摇臂松开。摇臂松开到位,压下行程开关 SQ2,驱使接触器线圈 KM5失电,三相步进电动机停转,而 同时接

10、触器线圈 KM3得电,摇臂升降电动机 M2反转,摇臂上升。摇臂上升到位,松开摇臂上升按钮 SB5,使接触器线圈 KM3和电磁阀 YV 失电,摇臂升降电动机 M3停转, 摇臂停止上升。 定时器 KT 为断电延时型, 摇臂完全停止后, 三相步进电动机 M3正转, 摇臂夹紧。摇臂夹紧到位,压下行程开关 SQ3时,使接触器线圈 KM6失电,三相步进电动机 M3停转 /驱使摇臂夹紧指示灯 HL2得电,发亮。按下摇臂下降按钮 SB5,使定时器 KT 得电,驱使线圈 KM6和电磁阀 YV 得电,三相步进电 动机 M3反转,摇臂松开。摇臂松开到位,压下行程开关 SQ2,驱使接触器线圈 KM6失电,三相步进电动

11、机停转。而 同时接触器线圈 KM4得电,摇臂升降电动机 M2反转,摇臂下降。同时也驱使摇臂松开指示灯 HL1得电,发亮。摇臂下降到位,松开摇臂下降按钮 SB5,接触器线圈 KM4和电磁阀 YV 失电,摇臂升降电动 机 M3停转, 摇臂停止下降。 定时器 KT 为断电延时型, 摇臂完全停止后, 接触器线圈 KM6得电, 三相步进电动机 M3正转, 摇臂夹紧。 摇臂夹紧到位, 压下行程开关 SQ3, 接触器线圈 KM6失电, 三相步进电动机 M3停转。同时摇臂夹紧指示灯 HL2得电,发亮。SB5、 SB6立柱与主轴箱松开、夹紧按钮的常闭触头串接在电磁阀 YV 线圈电路中,实现立 柱与主轴箱松开、夹紧操作时,压力油只进入立柱与主轴箱夹紧油腔而不进入摇臂夹紧油腔的 联锁。熔断器 FU1 FU2实现电路的短路保护,继电器 FR1、 FR2为电动机 M1、 M3的过载保护。 四、 PLC 控制系统的设计立体仓库控制系统中使用了两台 OMRON CJ1系列 PLC , PLC 单元的配置图、 接线图如图 1-4所示。 图 1-4 PLC 单元的配置图 4.1 PLC 流程图 主电动机运行的流程图，如图 1-5 N N Y Y 图 1-5 主轴电动机运行流程图 4.2 4.2 PLC 控制梯形图 五、结束语