Ⅰ 基于PLC的立体仓库控制系统的设计 毕业论文
1.绪论 2
1.1本课题设计背景 2
1.2 本课题设计的内容 3
1.3 本课题设计的目的和意义 3
2.系统控制方案内的确定 4
2.1 自动化立体仓库的概述容 4
2.2采用PLC控制立体仓库的优点 4
2.3系统设计的基本步骤 5
2.4 系统控制方案 6
2.5立体仓库技术参数的确定 7
3.系统硬件设计 8
3.1 控制系统结构设计 8
3.2 可编程控制器(PLC)的选型 8
3.2.1 PLC概述 9
3.2.2 PLC的选型 9
3.3步进电机的选择 11
3.3.1 步进电机的原理 11
3.3.2 步进电机的选择 11
3.4步进电机驱动器的选择 14
3.5传感器的选择 16
3.6微动开关的选择 18
3.7 PLC输入输出分配表 18
3.8 电气原理图的设计 19
4系统控制软件设计 20
4.1 PLC梯形图概述 20
4.2 三菱编程软件的特点 21
4.3 系统流程图 22
4.4梯形图的设计 23
5.系统调试及结论 24
5.1梯形图程序的下载（传送） 24
5.2结论 25
附录I
PLC设计的梯形图 26
参考文献 37
致 谢 37
Ⅱ 堆垛机PLC控制系统设计
仓储堆垛机PLC控制系统的实现
字数:13871,页数:59 西门子S7-200PLC
[摘要] 自动化立体仓库中最重要设备就是仓储堆垛机，仓储堆垛机是实现整个仓库系统自动功能的关键设备，担负着出库、进库等任务，是自动化立体仓库的核心部件，本文详细介绍了用PLC实现对仓储堆垛机系统控制的设计，将PLC技术和变频控制技术相结合，研究基于变频器的速度调节以及利用旋转编码器进行堆垛机的精确定位。仓储堆垛机控制系统可以实现如下控制功能：三维运动、精确定位、速度调节功能、急停功能、报警功能。
[关键词] PLC 精确定位 变频器 光电编码器 高速计数器
The Realization of the Control System of Storage Stacker Based on PLC
Abstract In the automated multi-layered storehouse the most important equipment is the tunnel stacker, the tunnel stacker is the realization entire warehouse system “automatic” the function essentional equipment. The development of the automated warehouse based on the tunnel stacker. This paper describes the realization for the control system of storage stacker based on PLC. Unified the PLC technology and the frequency conversion control technology, the change of the speed based on the transcer, as well as combined the photoelectric-encoder to constructs the system. It can achieve some functions. These functions include three-dimensional movement, exactitude orientation, emergency stop and alarm.
Key words PLC Exactitude-Orientation Transcer Photoelectric-Encoder High-Speed Counter
目录
摘要 i
Abstract ii
目录 iii
引言 1
第1章 绪论 2
1.1 堆垛机简介 2
1.2 堆垛机的结构组成 2
1.3堆垛机在国内外的发展现状 3
第2章 仓储堆垛机的控制原理 6
2.1 堆垛机的速度控制原理 6
2.1.1变频调速的工作原理 6
2.2 堆垛机的定位控制原理 7
2.2.1采用光电编码器的位移定位方法 7
2.3 速度曲线的设计 8
2.3.1一般的速度曲线 8
2.3.2速度曲线改进的函数分析过程 8
2.3.3 改进的速度曲线合理性检验 9
第3章 变频器和编码器的选型及参数设置 11
3.1 变频器的选型 11
3.1.1VS-616G5型变频器的特点 11
3.1.2 VS-616G5型变频器的端子配备 11
3.2 变频器的参数设置 12
3.3 PG速度控制卡 13
3.4编码器 13
第4章 仓储堆垛机PLC控制系统 15
4.1 概述 15
4.2出入库流程图 15
4.2.1货格层数与列数脉冲个数的分析 15
4.2.2高速计数器的参数设置 18
4.2.3堆垛机控制系统的输入/输出分配 20
4.2.4出入库顺序功能图设计 22
4.2.5报警顺序功能图设计 25
4.2.6带参数的子程序调用 25
4.3仓储堆垛机PLC控制系统的调试 26
4.3.1调试环境 26
4.3.2软件调试 26
结论 27
致谢 28
参考文献 29
附 录 30
Ⅲ 立体仓库需要哪些相关的传感器
在物流中有三条辊道传输带﹑三个出入货站台﹑一个四自由度机械手﹑一个全自动堆垛机以及两排货价组成。将系统中的传感器﹑执行器和可编程控制器连接，通过编制相应的程序，就可以用可编程序控制器来控制物流工序。
立体控制系统分为三个部分：辊道控制﹑机械手控制﹑堆垛机控制。在设计该控制系统时，采用两台OMRON CJ1系列PLC作为立体仓库的控制装置，如图1所示。其中#1 PLC主要用来控制辊道部分和堆垛机部分，#2 PLC主要用来控制四自由度机械手。
采用OMRON公司在控制层上的Control Link网来将两台PLC联系起来，
通过在两台PLC间的数据交换实现三个被控部分之间的协调动作，实现综合控制。
在控制系统中配置了一台上位机，通过RS-232与PLC相连，上位机一方面用于两台PLC控制程序的编辑﹑下载以及调试，另一方面，上位机用来监视﹑管理自动化立体仓库系统。
在此系统中使用三个变频器分别来控制三个辊道传送带的运转。辊道可以在正﹑反两个方向运转，可以根据进货和出货的需要来使用辊道，进行自由组态。变频器有很高的运行可靠性和功能多样性，降低了电动机运行噪声，全面而完善的保护功能为电动机提供了良好的保护性能。这里使用的是OMRON公司的3G3MZ系列的变频器。
对四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 立体仓库控制系统总体结构图
3.立体仓库控制系统硬件设计
立体仓库控制系统中使用了两台OMRON CJ1系列PLC，PLC单元的配置图如图2所示。
图2 PLC单元的配置图
整个控制系统所需要模块个数统计如下：
1）开关量输入点数：共需要44点，使用16点输入单元CJ1W-ID211,共需要3个。
2）开关量输出点数：共需要21点，使用16点输出单元CJ1W-OD211,共需要2个。
3）模拟量输出点数：共需要3路模拟量输出，分别控制3个辊道输送带的速度，需要1个四路模拟量输出单元DA041,输出0～10V电压信号
4）脉冲量输出：共有6个步进电动机（机械手X轴移动控制﹑机械手Z轴移动控制﹑机械手底盘回转﹑机械手腕回转控制﹑堆垛机升降控制和堆垛机行走控制）需要控制，每个CJ1W-NC113单元控制一个步进电动机，所以共需要6个。
4.上位机监控系统设计
上位机监控系统担负着自动化仓库中辊道输送部分﹑机械手部分和堆垛机部分的集中监控和协调作业的任务，并能实时显示立体仓库中各设备的运行状态以及货物的运输和存储情况，起着承上启下﹑整体协调的作用。
本系统的上位机通过COM1口与#1 PLC相连，再由#1 PLC通过Control Link网与#2 PLC进行数据传送，共同完成设备的监控。
Ⅳ 自动化立体仓库一般由哪几个部分组成各部分的基本工作原理和功能是什么
自动化立体仓库的构成和维护保养规范
网络文库网页链接
Ⅳ 一篇关于自动化立体库设计最核心的干货内容
自动化立体仓库的设计
（一）设计的准备工作
（二）自动化立体仓库的总体规划
（三）自动化立体仓库计算
（一）设计的准备工作
—— 系统调查及需求分析
1.立体仓库是企业物流系统的子系统，必须要了解企业整个物流系统对子系统的要求和物流系统总体设计的布置图，以便对仓储的子系统进行总体设计。要调查过去进、出库房或料场物品的种类、数量及规律，以便预测未来，进行仓库容量的计算和分析。
2.立体仓库是机械、结构、电气、土建等多专业的工程，这些专业在立体仓库的总体设计中互相交叉，互相制约。因此，在设计时对各专业必须兼顾，例如，机械的运动精度要根据结构制作精度和土建的沉降精度而选定。
3.要了解企业对仓储系统的投资、人员配置等计划，以确定仓储系统的规模和机械化、自动化的程度。
4.调查库内储存的货物的品名，特征(例如易碎、怕光、怕潮等)，外形及尺寸，单件重量，平均库存量，最大库存量，每日进、出库数量，入库和出库频率等。
5.了解建库现场条件，包括气象、地形、地质条件、地面承载能力、风及雪载荷，地震情况以及其他环境影响。
6.调查了解与仓储系统有关的其他方面条件。例如，入库货物的来源，连结库场交通情况，进、出库门的数目，包装形式，搬运方法，出库货物的去向和运输工具等。
（二）自动化立体仓库的总体规划
1 库场的选择与规划
2 仓库形式和作业方式
3 货物单元的形式和货格尺寸设计
4 确定库存量和仓库总体尺寸
5 出、入库搬运周期及出、入库能力验算
6 自动化立体仓库的布置
7 自动化立体仓库的控制方式和管理方
1 库场的选择与规划
仓库和料场的选择和布置对仓储系统的基建投资、物流费用、生产管理、劳动条件、环境保护等都有着重要意义，这是首先要考虑的。其主要任务是确定库场各部分的相互几何位置关系，画出平面布置图。
2 仓库形式和作业方式
在调查分析入库货物品种的基础上，确定仓库形式：
品种单一或品种较少单元货格式仓库
批量较大：重力式货架仓库或贯通式仓库
特殊要求的货物：冷藏、防潮、恒温仓库
根据出库工艺要求决定是否采用拣选作业：整单元出库为主/零星货物出库为主
少采用单作业方式，尽量采用复合作业方式
3 货物单元的形式和货格尺寸设计
立体仓库是以单元化搬运为前提的，货物单元形式、尺寸和重量的确定不仅影响仓库的投资，而且对于整个物流和仓储系统的配备、设施以及有关因素都有极大的影响。 精益争霸精益学习神器
抓住所有入库货物流通中的关键环节，根据调查和统计结果，列出所有可能的货物单元形式和规格，选择最为经济合理的方案。
对于少数形状和尺寸比较特殊以及很重的货物，可以单独处理。
货物单元尽量采用标准推荐的尺寸，以便于与其它物料搬运和运输机具相匹配。
货格尺寸取决于在货物单元四周需留出的净空尺寸和货架构件的尺寸。
4 确定库存量和仓库总体尺寸
库存量：同一时间内储存在仓库内的货物单元数，根据历史进出仓库和货场的数量和规律，通过预测技术来确定库存量。
仓库内采用存储和搬运机械的数量取决于仓库的最大出/入库频率。
仓库高度：不宜设计得过高，以10~20米为宜，长、宽、高之间没有确定的比例关系。设库存量为N个货物单元，巷道数为A，货架高度方向可设B层，则每一排货架在水平方向应具有列数D为：
D=N/2AB
根据每排货架的列数D及货格横向尺寸可确定货架总长度L。
已知货架总长度L，又知仓库的宽度和高度，再根据实际需要，考虑办公室、操纵控制室、搬运机械的转弯以及其他辅助设施等，就可以确定仓库的总体尺寸了。
在确定仓库总体尺寸和货架结构尺寸的同时、还要参照国内外仓库和仓储机械设计标准，遵照执行。
5 出入库搬运周期及出入库能力验算
立体仓库的出、入库搬运周期，一般讲，主要取决于巷道堆垛起重机的作业循环时间。
6 自动化立体仓库的布置
1）高层货架区和作业区的衔接方式
（1）叉车－出入库台方式
（2）自动导引小车－出入库台方式
（3）自动导引小车－输送机方式
（4）叉车（或升降机）－连续输送机方式
2）货物单元出、入高层货架的形式
（1）贯通式
（2）同端出入式
（3）旁流式
叉车－出入库台方式
自动导引小车－出入库台方式
自动导引小车－输送机方式
叉车（或升降机）－连续输送机方式
适应情形：出入库频率高或要求每天按照品种、数量和时间有计划地发货
堆垛机是一种间隙作业机械
需要设置若干台堆垛机
叉车和升降机也是间隙作业机械
为了解决堆垛机、叉车、升降机与连续输送机之间的协调工作节拍问题，通常使连续输送机具有积放功能。
（三）自动化立体仓库计算
主要内容是对已有的自动化立体仓库面积、通过能力和配备人员、机械设备的计算。
★1. 立体仓库面积和通过能力计算
方法一：
式中：
S——立体仓库所需总面积，单位为平方米；
a——立体库面积利用率，为堆货面积与总面积之比；
mQ—立体仓库货物的堆存量，单位为吨；
q——立体库单位面积上的货物堆存量，单位为吨／平方米。
E——通过立体库的月最大货物存取量，单位为吨；
K——设计最大入库百分数；
30——每月30天计；
t——货物在立体库中平均库存期(天)，根据统计的各种货物历年平均库存周期分析确定。
q的计算公式：
H——货物的堆放高度，按照装卸工艺要求确定，单位米；
r——立体库单位体积上的货物堆存量，吨/立方米
方法二：
式中：
f1——存放货物有效存放面积，平方米
f2——入库验货场地面积，平方米，根据货物种类、验收和发货的具体要求及设施确定。
f3——出库发货场地面积，平方米
f4——通道（人行道、车行道）面积， 平方米，根据仓库的布置确定，取决于货物和运输工具的外形尺寸。
★2. 立体仓库通过能力计算
月通过量 / 平均库存周期
b－－立体仓库货物的月不平衡系数，该系数与货运量、货源、运输工具的衔接、水文气象及生产管理因素有关。参照同类仓库正常情况下不少于连续三年的统计资料来分析确定。运量越大，不平衡系数越小。精益争霸精益学习小程序
月不平衡系数b=最大月通过能力(吞吐量)/月平均通过能力
★3. 堆垛机作业循环时间
（1）平均单一作业循环时间
式中：
j——货架列数，1~m
k——货架层数，1~n
tjk——单程移动时间，从该入库站开始到j列k层单程移动时间，秒
tf——叉货时间，在出入库站或货格处，货物移动时间，秒
ti——停机时间，控制延迟时间秒
（2）平均复合作业时间
式中：
tt——平均货格间移动时间，随机确定入库货格和出库货格，作适当次数货格间移动求得所需时间的平均值，秒(从入库货格到出库货格的时间)
ts——出入库站间移动时间，入库站和出库站位置不同时的站间移动时间，秒
★4. 堆垛机基准出入库能力
（1）平均单一作业循环时间的基准出入库能力
（2）平均复合作业循环时间的基准出入库能力
★5. 仓库机械及人员数量计算
一般情况下，立体仓库的装卸机械数量，应在同一调配原则下，根据物流工艺流程按下式计算：
式中：
N——装卸机械数量，单位为台；
Ei——仓库为完成月最大吞吐量，要求各类机械分别完成的操作量，单位为吨；
d——机械利用率，为机械工作台时占日历台时的百分比，一班制取0.15-0.20；两班制取0.30-0.35；三班制取0.40-0.50。电动机械取大值，内燃机械取小值；
k——仓库内用于装卸存取的机械设备种类数。
Ti ——第i种机械设备单位时间操作量，单位为吨/小时
版权申明：精益争霸尊重版权并感谢每一位作者的辛苦付出与创作；如文章视频、图片等涉及版权请第一时间联系，我们将根据提供的证明材料确认版权并立即删除！
Ⅵ 自动化立体仓库的仓库设计
（1）按建筑形式分类：整体式、分离式
（2）按仓库高度分类：高层、中层、低内层
（3）按货容架形式分类：单元货格式货架仓库、贯通式货架仓库、旋转式货架仓库、移动式货架仓库
（4）按仓库的作业方式分类：单元式仓库、拣选式仓库
（5）自动化仓库按照所操作货物类型和操作目的的不同，可分为托盘自动库、纸箱自动库和单元拣选式自动仓库等多种类型。
托盘自动库是自动化仓库里应用最多的仓储形式。它一般由高层托盘货架，巷道堆垛起重机、输送机系统以及计算机控制系统等组成，具有储存密度高、进出库速度快、自动化程度高的优点。不足之处在于托盘自动库的投入较大，并且在小建筑层高的环境下不够经济。
纸箱自动库又称作箱盒自动库，用于处理产品包装单元或其他箱盒形式的货品单元。纸箱自动库适用于卷烟、医药、小型家电、标准件等产品的自动化储存，适用于频繁少量的进出货作业特点。纸箱自动库具有自动化程度高，适合应用在普通建筑层高环境的优点。缺点是仓储密度较低、投资高。
单元拣选自动库，通过装配有伸缩机构的货叉和升降式司机室，可以同时处理托盘单元和货品单元的拣选作业。
Ⅶ 知道出入库能力后怎样设计立体库
建立自动化立体仓库需要从整个物流中心的作业流程、设备配套规划、计算机管理及监控相结合的一体化建设，因此必须考虑如下内容：
1.立体仓库的工作流程
2.立体库主要设施
3.计算机管理及监控调度系统
主要性能参数
1 、库存容量：立体仓库的容量，包括所有需储存和暂存在该立体仓库中的物品总量；
2 、系统工作能力：立体仓库物流系统出库、入库和操作的能力；
3 、信息处理：立体仓库信息处理的能力，包括信息采集、信息加工、信息查询、信息通信、甚至业务信息处理等方面的能力；
4 、周边物流处理：如何将货物卸车、检验、组盘、运送到高层货架的巷道口，货物从高层货架取出后拆盘、合并、拣选、搬运、装车等处理；
5 、人机衔接能力：操作人员与该系统的衔接、人机界面，信息录入、检验不合格品的处理、进入自动搬运线等；
规划设计步骤
为完成一个自动化立体仓库的设计，应组织相关有经验的技术人员进行如下工作：
1 、需求分析：对买方提出的要求和数据进行归纳、分析和整理，确定设计目标和设计标准，还应认真研究工作的可行性、时间进度、组织措施及影响设计的其他因素；
2 、确定货物单元形式及规格：根据调查和统计结果，并综合考虑多种因素，确定合理的单元形式及规格。这一步很重要，因为它是以下各步设计和实施的基础；
3 、确定自动化仓库的形式、作业方式和机械设备参数：立体仓库的形式有很多种，一般多采用单元货格形式。根据工艺要求确定作业方式，选择或设计合适的物流搬运设备，确定它们的参数；
4 、建立模型：确定各物流设备的数量、尺寸、安放位置、运行范围等仓库内的布置，以及相互间的衔接；
5 、确定工艺流程，对仓库系统工作能力进行仿真计算：确定仓库存取模式，以及工艺流程。通过物流仿真软件和计算，得出物流系统作业周期和能力的数据；
根据仿真计算的结果，调整各有关参数和配置（重复第②～⑤步），直到满足要求为止。
6、确定控制方式和仓库管理方式：控制方式有多种，主要是根据以上的设备选择合理的方式，并满足买方需求。一般是通过计算机信息系统进行仓库管理，确定涉及哪些业务部门、计算机网络及数据处理的方式、相互之间的接口和操作等；
7 、确定自动化系统的技术参数和配置：根据设计确定自动化设备的配置和技术参数，例如，选择什么样的计算机、控制器等问题；
8 、确定边界条件：明确有关各方的工作范围，工作界面以及界面间的衔接；
9 、提出对土建及公用工程的要求：提出对基础承载、动力供电、照明、通风采暖、给排水、报警、温湿度、洁净度等方面的要求；
10 、形成完整的系统技术方案：考虑其他各种有关因素，与买方讨论，综合调整方案，最后形成切实可行的初步技术方案；
采购要求
采购者事先应明确对设备的具体要求，如第二节所列各项内容。
1 、功能要求：入库、出库、搬运、信息处理、人员操作维护等；
2 、自动化程度的要求：手动、半自动、全自动等；
3 、辅助要求：视频监视、温湿度测控、门禁、人工搬运车辆等；
4 、系统工作范围和采购范围：为完成立体仓库的采购，买卖双方一定要签订合同，因此一定要明确双方的工作范围，明确卖方的供货范围；
5 、边界条件：场地条件（长、宽、高等）、供电、地面基础等；
6 、工期要求：从采购者的心理来讲工期越短越好，但事情往往要有个过程，况且是多专业、多工种、具有一定规模的立体仓库。签合同以后要经历设计、采购、制造、加工、组装、控制及管理等软件的开发、检验、包装、运输、现场安装、调试、验收和培训等多个环节，时间太短难以保证较高的质量；
7 、服务要求：售前、售中、售后，培训、保修、系统升级问题、服务响应时间等；
应注意的几个问题
1 、不要过分追求单台（种）设备的高性能，而忽视了整体系统的性能；
2 、各种要求应适当，关键是要满足自己的使用要求。要求太低满足不了使用需要，过高地要求将可能使系统造价过高、可靠性降低、实施困难、维护不便或灵活性变差等；
3 、确定工期要实事求是，过短的工期可能会造成系统质量的下降，或不可能按期交工；
4 、系统日常维护十分重要，和我们保养汽车的道理一样，应经常对系统进行保养，使系统保持良好的工作状态，延长系统使用寿命，及时发现故障隐患；
5、为使用好自动化立体仓库，需有高素质的管理和维护人才，需要有相应的配套措施；
希望我的回答对你有帮助！