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基于plc的自动化立体仓库控制系统设计

发布日期：2026-06-30 18:06:30    已浏览 次    发布者:小编

　　
　　取效率高和自动化程度高、很强的入出库能力等优点。而PLC功能强大,可靠性
　　高,抗干扰能力强,维修方便,易于实现机电一体化。完全满足立体仓库工作环境和
　　双排货架的自动化立体仓库,也可以是自动化立体车库,可以根据需求调整。采用
　　随着现代工业生产的发展，柔性制造系统(FlｅxiｂlｅManuｆactｕring
　　Sｙｓｔｅm)和工厂自动化(ＦaｃtorｙAｕｔomatｉon)对自动化仓库提出更
　　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
　　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。现在，
　　技术,数据的采集、处理和交换能够在搬运工具与中央计算机之间快速进行,使物
　　统整体的集成能力和集成水平低;因为资金不足,许多外围设备如AGV系统、码
　　立体仓库的发展将呈现以下趋势:ﻭ(1)仓储作业管理自动化水平将会逐步提高。
　　(3)仓库作业向柔性化方向发展。ﻭ（４)建设自动化立体仓库方面更加注重实
　　自动化立体仓库又称立库、自动存取系统AＳ／RS（AutｏmａｔicStoｒag
　　ｅ＆ReｔｒｉｅvａlＳystem),是一种用高层立体货架（托盘系统)储存物资，
　　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
　　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,
　　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
　　对待。 立体库的空间利用率与其规划紧密相连。一般来说,自动化高架仓库其空
　　存”。自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备,不仅能使货物在仓库内按
　　的思想,在实现自动化立体仓库的 Inteｇraｔeｄ(集成化）、Ｉｎteｌligｅ
　　nt(智能化)、Infoｒmａｔion(信息化)方面进行研究。为提高自动化立体仓库
　　现全自动,为节省 PLC 成本,采用三菱的矩阵输入指令等高级宏指令，扩展了Ｐ
　　LC 的输入和输出点数。而且利用ＰLC 软件实现货架上有无货物的检测，节省
　　了货物检测传感器的成本投入,步进电机也是通过ＰLC 软件进行控制其正转、
　　于PLＣ的自动化立体仓库运动的控制系统,具有根据用户的输入,三个坐标方向
　　电机能够准确移动、定位以实现物品的正确存放功能。具体完成的任务如下: ﻫ
　　（1) 命令键盘的设计。 ﻫ (2） 熟练掌握PLC 程序设计方法。 ﻫ (3) 应用PL
　　和实际应用之间的相互转化有更具体的理解,特别是对PLC 技术、数字电路、机
　　电一体化技术有了更进一步的认识。以及 PLC 的程序设计有了更认真地学习和
　　运用。 ﻫ 另外，通过对此课题的学习研究,还可以培养自己独立解决实际问题
　　拟的优点: ﻫ (1) 可靠性高、环境适应性强:可编程控制器输入/输出端口均采
　　力; ﻫ (2） 通用性好: 由于可编程控制器采用模块化结构，一般有CPＵ 模块、
　　电源模块、PID 模块、模拟输入和输出模块等,可以用这些模块灵活的组成各种
　　（３) 使用方便、灵活：对于不同的控制系统,当硬件结构选定后，如果输入／
　　减少了现场调试的工作量,使用起来灵活方便。 ﻫ （４) 具有顺序、周期性的
　　工作特征。 ﻫ (5） 体积小;由于在制造时采用了大规模集成电路和微处理器，
　　用软件编程代替了硬连线,便于安装，实现了小型化。 ﻫ 综上所述:我们选择方
　　案二，即ＰLＣ作为设计中的主控制系统,能够很好的满足设计要求,达到设计的
　　所能完成的功能;还有我们为什么会选择使用PLＣ完成对本系统的控制，及其优
　　可编程序控制器，英文称 PｒograｍｍａｂlｅＣｏntｒoｌｌｅr,简称 PC。但由
　　于 PC 容易和个人计算机(Persｏｎal Coｍｐuter)混淆,故人们仍习惯地用 PＬC
　　数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。ＰLC 是
　　PLC 的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器
　　梯形图为基础的简单指令形式,使用户程序编制形象、直观、方便易学;调试与查
　　错也都很方便。用户在购到所需的ＰLC 后,只需按说明书的提示,做少量的接线
　　在第三稿中,对PLＣ作了如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系
　　字的,模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其
　　PＬC 是近年来发展极为迅速、应用极为广泛的工业控制装置。它将传统的继电
　　生产进行监视和控制的绝大多数场合的需要。PLC 最常用的语言是面向控制的梯
　　(1） 所有的I/Ｏ接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外部电路与PLC 内部
　　（2） 各输入端均采用ＲC 滤波器,其滤波时间常数一般为１0~20ms；
　　(3) 各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。 ﻫ （４） 采用性能优良的开
　　关电源。 ﻫ (５） 一旦电源或其他硬件等设备发生异常情况,CPU 立即采用有效
　　（6) ＰLＣ可以真对不同的工业现场信号有相应的Ｉ／Ｏ模块与工业现场的器
　　式;按自动化仓库与生产连接的紧密程度可分为独立型(也称离线型)、半紧密型
　　和紧密型仓库(在线型);按货物存取形式可以分为单元货架式、拣选货架式；按
　　小型PLC 一般以开关量控制为主，它的输入／输出点数适合于接触器、继电器
　　中型 PLC 不仅有开关量和模拟量的控制功能,还具有数值计算能力。为了将温
　　度、压力、流量等模拟量转化为数字量,一般都带有Ａ/D 转化器,中型机指令也比
　　大型机已经于工业控制计算机相近,它具有计算、控制和调节的功能,还具有网络
　　结构和通讯联网能力。这类机型点数都在10０点以上，内存容量６4K 以上。大
　　PＬC 的工作原理具体如下: ﻫ PLC 的 CPＵ采用顺序逻辑扫描用户程序的运行
　　其常开或常闭触点）不会立即动作,必须等到扫描到该触点时才会动作[18］。 ﻫ
　　当PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行
　　间,PLＣ的CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段[１8］。具体过程如下:
　　ﻫ （１) 输入采样阶段 ﻫ 在输入采样阶段,PLＣ以扫描方式依次地读入所有状
　　态和数据，并将它们存入I/Ｏ映象区中的相应单元内,输入采样结束后,转入用
　　户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I
　　在用户程序执行阶段,PLC 总是由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。
　　根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统ＲAM 存储区中对应位的状态；或者
　　刷新该输出线圈在Ｉ/O 映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图
　　所规定的特殊功能指令。 ﻫ (3） 输出刷新阶段 ﻫ 当用户程序结束后,PＬC 就
　　进入输出刷新阶段。在此期间,CPU 按照Ｉ／O 映象区内对应的状态和数据刷新
　　所有的输出锁存电路,在经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC 线.CPU——是 PLC 的核心部分。与通用微机 CPＵ一样,ＣPＵ在ＰＣ系统
　　令，经命令解释后,按指令规定的任务产生相应的控制信号,去启闭有关的控制电
　　注意:系统程序直接关系到PC 的性能,不能由用户直接存取,所以，通常ＰＣ
　　路。ＰLC 的输入接口有直流输入、交流输入、交直流输入等类型;输出接口有
　　这些信号转换成CＰU 能够接收和处理的信号。输出接口电路将CPU 送出的弱
　　以图2 所示的直流输入接口电路为例，R1 是限流与分压电阻,R2 与C 构成
　　滤波电路，滤波后的输入信号经光耦合器 T 与内部电路耦合。当输入端的按钮
　　ＳB 接通时，光耦合器Ｔ导通,直流输入信号被转换成ＰＬC 能处理的 5V 标准
　　信号电平（简称ＴＴL),同时 LED 输入指示灯亮,表示信号接通。微电脑输入接
　　入ＰLＣ。由于输入电信号与PLC 内部电路之间采用光信号耦合,所以两者在电
　　接触器、电磁阀、调节阀(模拟量)、调速装置（模拟量)、指示灯、数字显示装
　　路集成在芯片上,CPU 通过数据总线将输出信号送到输出数据寄存器中,功率放
　　(不带CPＵ)相接进行扩充。PLＣ还常配置连接各种外围设备的接口,可通过电缆
　　程器检查、修改和调试用户程序，监视用户程序的执行过程，显示PLC 状态、
　　但只能用语句形式进行联机编程,适合小型 PＬＣ的编程及现场调试。图形编程
　　目前ＰLC 制造厂家大都开发了计算机辅助 PLC 编程支持软件,当个人计算