試析PLC控制下的自動(dòng)化立體倉庫仿真情況分析

王曉鵬

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)不斷繁榮，我國現(xiàn)代物流體系越來越完善。因此，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。特別是自動(dòng)化立體倉庫的出現(xiàn)，有效實(shí)現(xiàn)了物料的存儲(chǔ)以及科學(xué)搬運(yùn)。盡管其在工業(yè)化生產(chǎn)中具有積極的作用，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，還存在一定的技術(shù)缺陷。與現(xiàn)代化以及集成化和智能化的高效率自動(dòng)化控制系統(tǒng)相比，立體倉庫的自動(dòng)化程度依然較低。

關(guān)鍵詞：PLC控制 自動(dòng)化 立體倉庫 仿真

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）09-0003-01

當(dāng)前，自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域以及工業(yè)生產(chǎn)加工過程中得到良好的實(shí)踐與應(yīng)用。所謂自動(dòng)化立體倉庫，主要是采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一、科學(xué)管理，從而使其實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)化存儲(chǔ)以及搬運(yùn)。在無人參與的情況下，通過計(jì)算機(jī)程序命令指控，確保倉庫實(shí)物數(shù)量與計(jì)算機(jī)信息數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一致?；诖?，本文將對(duì)我國PLC控制下的自動(dòng)化立體倉庫仿真情況展開分析。

1 PLC控制下的自動(dòng)化立體倉庫運(yùn)行系統(tǒng)

一般而言，自動(dòng)化立體倉庫的主要結(jié)構(gòu)包括高層次的立體式貨架以及傳輸運(yùn)行裝置和推垛機(jī)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息控制與操作系統(tǒng)、自動(dòng)系統(tǒng)等。采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以確保倉庫物料的隨機(jī)存儲(chǔ)與搬運(yùn)，而且具有防盜、防損功能。具體的仿真機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1[1]所示。

2 PLC控制下的自動(dòng)化立體倉庫仿真控制設(shè)計(jì)

在立體倉庫仿真設(shè)計(jì)過程中，可以在物料的推垛機(jī)部位設(shè)計(jì)安裝PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)，此種優(yōu)化設(shè)計(jì)方式的最大優(yōu)點(diǎn)是，可以使物料的自動(dòng)搬運(yùn)以及存儲(chǔ)按照自動(dòng)化系統(tǒng)預(yù)設(shè)的相關(guān)程序命令進(jìn)行操作，從而確保立體倉庫中的相關(guān)物料能夠科學(xué)出庫以及進(jìn)庫[2]。主要采用繼電器技術(shù)運(yùn)行原理實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)搬運(yùn)以及存儲(chǔ)，其中采用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行PLC一體化自動(dòng)控制。在這一系統(tǒng)中，立體倉庫設(shè)備的堆垛機(jī)不僅能夠在自動(dòng)化程序控制之下展開堆垛作業(yè)，而且可以構(gòu)建一個(gè)立體化、全自動(dòng)化的倉庫存儲(chǔ)與搬運(yùn)系統(tǒng)，從而保證各個(gè)設(shè)備協(xié)調(diào)、配合運(yùn)轉(zhuǎn)。與傳統(tǒng)繼電器與單片機(jī)相比，通過PLC全自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以使系統(tǒng)主站以及從站構(gòu)成自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)主站主要由一臺(tái)全自動(dòng)化的PLC控制器以及一臺(tái)PC組成，而系統(tǒng)從站主要由多臺(tái)不同的PLC控制系統(tǒng)組成，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)以及下位機(jī)之間的交互通信。

3 PLC控制下的自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了使立體式倉庫運(yùn)行更加科學(xué)，本文在研究設(shè)計(jì)過程中，通過遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)立體式倉庫的貨物存儲(chǔ)以及搬運(yùn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控。通過在自動(dòng)化集成系統(tǒng)中安裝設(shè)計(jì)MCGS控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)立體式倉庫的實(shí)際運(yùn)行過程進(jìn)行監(jiān)控以及數(shù)據(jù)分析，從而形成一套科學(xué)的運(yùn)行監(jiān)控模式。在此過程中，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)輸入或輸出信息數(shù)據(jù)以及圖形等，通過直觀的畫面展示，從而對(duì)整個(gè)運(yùn)作流程進(jìn)行監(jiān)控。在此環(huán)節(jié)中，系統(tǒng)顯示畫面主要包括監(jiān)控畫面以及溫控和濕控畫面，同時(shí)還包括貨架以及物料存取和搬運(yùn)等過程，系統(tǒng)最終經(jīng)過對(duì)這些信息數(shù)據(jù)監(jiān)控收集，從而建立龐大的數(shù)據(jù)庫，為管理人員提供良好的決策依據(jù)。

4 PLC控制下的自動(dòng)化立體倉庫仿真測試分析

當(dāng)自動(dòng)立體式倉庫取貨命令發(fā)出之后，要設(shè)定相應(yīng)的I/O程序運(yùn)行端口參數(shù)，對(duì)立體化倉庫的實(shí)際位移量進(jìn)行科學(xué)設(shè)定，然后采用位移數(shù)據(jù)指令的雙字節(jié)對(duì)Y軸與X軸的兩路步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行正向運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試，從而使其不斷接近預(yù)設(shè)的位移點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到預(yù)設(shè)位移點(diǎn)之后，系統(tǒng)通過程序發(fā)出相應(yīng)的操作運(yùn)行指令，使自動(dòng)化立體倉庫的兩路步進(jìn)電機(jī)終止運(yùn)行，此時(shí)對(duì)系統(tǒng)X軸與Y軸雙進(jìn)電機(jī)具有驅(qū)動(dòng)作用的自動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)器會(huì)發(fā)出相應(yīng)的指令信號(hào)，并將相關(guān)的驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)斷開。而系統(tǒng)Z軸的運(yùn)行程序與X軸、Y軸的實(shí)際運(yùn)行程序相反。在此過程中，系統(tǒng)的Z軸會(huì)接收到來自PLC自動(dòng)化控制器的指令信號(hào)，從而使其開始不斷運(yùn)行，最終經(jīng)過仿真測試調(diào)節(jié)，達(dá)到運(yùn)行指定值[3]。

在實(shí)際的仿真調(diào)試運(yùn)行過程中，允許系統(tǒng)前后不同運(yùn)行動(dòng)作之間存在0.5秒的時(shí)間間隔，從而為下一個(gè)運(yùn)行動(dòng)作奠定基礎(chǔ)。Y軸系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)在反向運(yùn)作之后，進(jìn)入下降的運(yùn)作環(huán)節(jié)。此時(shí)，立體式倉庫的自動(dòng)取貨機(jī)會(huì)對(duì)需要存取的相關(guān)物料進(jìn)行存取操作，當(dāng)運(yùn)行作業(yè)達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)值之后停止運(yùn)行。在此過程中，系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)有0.5秒的時(shí)間間隔，當(dāng)Z軸的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行反向運(yùn)作之后，回到初始運(yùn)行位置；當(dāng)運(yùn)行達(dá)到目標(biāo)位置之后，中止運(yùn)行，并返回到系統(tǒng)的運(yùn)行原位。系統(tǒng)X軸與Y軸的雙步進(jìn)電機(jī)同樣采用上述仿真方式進(jìn)行科學(xué)調(diào)試運(yùn)行。

另外，要設(shè)置一定的位移量，通過雙字節(jié)的數(shù)據(jù)指令對(duì)系統(tǒng)X軸與Y軸的雙向步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行過程進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，使其進(jìn)行反方向的運(yùn)行調(diào)試。當(dāng)雙回路的電機(jī)運(yùn)行調(diào)試達(dá)到初始預(yù)設(shè)位置后，回到系統(tǒng)既定位置，從而保證自動(dòng)化立體式倉庫的貨物直接被送達(dá)到系統(tǒng)指定位置。

當(dāng)系統(tǒng)仿真調(diào)試達(dá)到制定位置后，系統(tǒng)Z軸的步進(jìn)電機(jī)通過不同的運(yùn)行調(diào)試方向完成相應(yīng)的技術(shù)動(dòng)作操作，從而使自動(dòng)化立體式倉庫系統(tǒng)中的貨物被沉降，完成自動(dòng)取貨動(dòng)作。在實(shí)際的仿真測試調(diào)節(jié)過程中，要確保系統(tǒng)程序指令與PLC全自動(dòng)化之下的立體式倉庫系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行動(dòng)作指令相符，最終完成整個(gè)立體式倉庫的自動(dòng)取貨與送貨。

5 結(jié)語

綜上所述，由于采用傳統(tǒng)的技術(shù)工藝進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)與控制具有諸多不足，不僅維修困難，而且抗干擾能力較低，在運(yùn)行過程中能耗較高。因此，針對(duì)這一情況，本文重點(diǎn)針對(duì)我國移植性較強(qiáng)的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行立體倉庫的全自動(dòng)化控制與管理，從而通過科學(xué)的方式對(duì)其進(jìn)行仿真模擬，不斷優(yōu)化其運(yùn)行性能。

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