基于PLC的智能倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

楊影麗+陳家強(qiáng)

摘 要：該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是以西門子S7-200系列的PLC為控制器，實(shí)現(xiàn)一個(gè)九倉(cāng)位的智能倉(cāng)儲(chǔ)的出入庫(kù)功能。通過輸出脈沖信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，并利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接兩者，還用到一些傳感器，對(duì)各種模擬情況進(jìn)行監(jiān)控。重點(diǎn)對(duì)該系統(tǒng)硬件進(jìn)行選擇和PLC程序的編寫、調(diào)試和仿真。

關(guān)鍵詞：智能倉(cāng)儲(chǔ)；PLC；步進(jìn)電機(jī)；傳感器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.147

0 引言

智能倉(cāng)儲(chǔ)是指利用貨架（幾層至幾十層）對(duì)貨物進(jìn)行存儲(chǔ)，并用同樣設(shè)備對(duì)貨物進(jìn)行出入庫(kù)作業(yè)。它可以將計(jì)算機(jī)與信息管理系統(tǒng)相結(jié)合，不僅通過控制指令完成貨物的存取作業(yè)，還對(duì)現(xiàn)有貨物進(jìn)行管理。智能倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)的組成部分主要有底盤、三層三列立體倉(cāng)位庫(kù)體、電氣控制、運(yùn)動(dòng)機(jī)械。

1 系統(tǒng)控制方案的確定

該智能倉(cāng)儲(chǔ)共有9個(gè)倉(cāng)庫(kù)位、物品輸入/出口，每個(gè)倉(cāng)位都可自檢。

堆垛機(jī)一共有三個(gè)自由度：前進(jìn)和后退；上和下；左和右；步進(jìn)電機(jī)對(duì)堆垛機(jī)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制；堆垛機(jī)的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)和上運(yùn)動(dòng)可同時(shí)進(jìn)行；在前進(jìn)、后退和上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)要對(duì)堆垛機(jī)有超限位保護(hù)；為防止錯(cuò)誤操作，在每個(gè)倉(cāng)位里都有檢測(cè)裝置；在操作時(shí)，按完倉(cāng)位號(hào)后，沒生效或取之前，可按取消鍵將該操作取消；該系統(tǒng)必須設(shè)置急停按鈕，用來(lái)防止意外情況發(fā)生。

2 智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)控制硬件設(shè)計(jì)

該智能倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)是以PLC為控制核心的。該系統(tǒng)的輸入信號(hào)分別有開關(guān)、倉(cāng)位、檢測(cè)、限位保護(hù)共計(jì)31個(gè)，輸出信號(hào)分別有動(dòng)作執(zhí)行、顯示倉(cāng)位燈共計(jì)16個(gè)，所需I/O點(diǎn)數(shù)為47點(diǎn)，輸入輸出點(diǎn)估算值為54點(diǎn)。綜上所述，考慮到經(jīng)濟(jì)性，該系統(tǒng)所采用的PLC是西門子S7-200 CPU226 DC24V。由于CPU226的I/O點(diǎn)數(shù)分別為輸入點(diǎn)24個(gè)，輸出點(diǎn)16個(gè)，一共40個(gè)，所以外加一個(gè)數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM223。該系統(tǒng)中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)選用2相4步混合式步進(jìn)電機(jī)，型號(hào)：42BYGH101。通常情況下，2相4步電機(jī)可以直接和驅(qū)動(dòng)器相連，因此選擇SH系列的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，型號(hào)SH-2H057。

歐姆龍EE-SPY402凹槽型、反射型接插件式傳感器來(lái)進(jìn)行貨物檢測(cè)，采用能抗周圍外來(lái)光干擾的便調(diào)光式。

由該設(shè)計(jì)要求，總結(jié)出該智能倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)總接線圖，如圖1所示。

3 仿真結(jié)果

以一號(hào)倉(cāng)庫(kù)為例，對(duì)一號(hào)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行送貨，先輸入I0.1、I0.2進(jìn)入送貨程序，然后輸入I0.6、I3.1，堆垛機(jī)前進(jìn)一步，顯示一號(hào)倉(cāng)庫(kù)，輸出為Q0.0（前進(jìn)）、Q0.7（顯示1倉(cāng)庫(kù)）；接著輸入I3.5，把貨物送到一號(hào)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，輸出為Q0.4（送進(jìn)）；最后輸入I2.0、I3.2，對(duì)一號(hào)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行檢測(cè)，堆垛機(jī)后退一步，歸位。如圖2所示。

4 結(jié)論

該設(shè)計(jì)的智能倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)是以PLC為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)的，主要利用PLC控制功能的強(qiáng)大，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能倉(cāng)儲(chǔ)進(jìn)行控制的功能，該控制有接線簡(jiǎn)單、編程直觀、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)，并且當(dāng)系統(tǒng)要求功能增加時(shí)，只對(duì)軟件程序進(jìn)行簡(jiǎn)單的更改就可以了。

參考文獻(xiàn)：

[1]李明河.可編程控制器原理與應(yīng)用[M].合肥大學(xué)工業(yè)出版社， 2009.

[2]吳亦鋒.PLC及電氣控制[M].電子工業(yè)出版社，2012.endprint