自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中堆垛機(jī)控制系統(tǒng)組成

1、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中堆垛機(jī)控制系統(tǒng)組成0 引言自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的廣泛應(yīng)用，極大程度的促進(jìn)了現(xiàn)代物流業(yè)的快速發(fā)展。與傳統(tǒng)存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)相比，具有土地空間利用率高、節(jié)約勞動(dòng)力、作業(yè)安全、物流效率高、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。巷道堆垛機(jī)作為自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)動(dòng)核心，在可編程控制器PLC的控制下，可實(shí)現(xiàn)立體倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)、智能化存/取貨操作。特別是西門(mén)子S7-300PLC和激光測(cè)距技術(shù)的組合應(yīng)用，進(jìn)一步推進(jìn)了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展。1、 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)組成及功能自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)由立體存儲(chǔ)貨架、電氣設(shè)備和巷道堆垛機(jī)三部分組成。其中，立體存儲(chǔ)貨架負(fù)責(zé)對(duì)所存儲(chǔ)貨物進(jìn)行科學(xué)歸類(lèi)、存放；電氣設(shè)備包括：電氣控制裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、變頻調(diào)速裝

2、置、操作面板、PLC控制模塊、位置檢測(cè)裝置、通訊設(shè)備、在線(xiàn)監(jiān)控裝置、計(jì)算機(jī)管理設(shè)備等；巷道堆垛機(jī)為立體庫(kù)倉(cāng)庫(kù)的存/取貨執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在PLC控制系統(tǒng)的控制下完成貨物的精確存/取貨動(dòng)作。2、 堆垛機(jī)控制系統(tǒng)組成自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)巷道堆垛機(jī)的自動(dòng)取/存貨動(dòng)作的控制是由PLC進(jìn)行直接控制和狀態(tài)記錄，是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分。在進(jìn)行巷道堆垛機(jī)控制系統(tǒng)PLC選擇時(shí)，大都選擇西門(mén)子S7-300 PLC，其具有：價(jià)格適中、工作穩(wěn)定性高、兼容性強(qiáng)、擴(kuò)展能強(qiáng)等方面的特點(diǎn)。2.1 硬件選型配置自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)巷道堆垛機(jī)控制系統(tǒng)在進(jìn)行選型配置時(shí)，應(yīng)做到在顧全整體通訊負(fù)載平衡的情況下，進(jìn)行合理的硬件配置。主要選擇原則為：在一個(gè)項(xiàng)目

3、中盡可能的配置一個(gè)主站和多個(gè)從站。以某單位自動(dòng)化工裝立體倉(cāng)庫(kù)為例：在控制系統(tǒng)中只有一個(gè)主站（也控制各巷道自動(dòng)送貨小車(chē)），各巷道堆垛機(jī)控制系統(tǒng)PLC都做為從站，主站和從站之間的通訊通過(guò)有DP協(xié)議的紅外通訊實(shí)現(xiàn)的，如圖3所示。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用要求和設(shè)備的后續(xù)改造升級(jí)的需求，本控制系統(tǒng)選用西門(mén)子S7-300 PLC，CPU為 313C-2 DP 緊湊型 CPU以滿(mǎn)足設(shè)備對(duì)控制系統(tǒng)信息處理能力和響應(yīng)時(shí)間較高的使用要求。同時(shí)，內(nèi)部集成的數(shù)字量輸入/輸出模塊還可直接與光電檢測(cè)傳感器、電機(jī)編碼器等連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道堆垛機(jī)的安全、精確控制。此外，第二個(gè)串口可以與其它的外圍設(shè)備相連接，例如打印機(jī)、條形碼掃描器等實(shí)

4、現(xiàn)對(duì)工裝存放的科學(xué)管理。同時(shí)，注意在硬件組態(tài)網(wǎng)絡(luò)通訊時(shí)，因主站采用CP342-5通訊模塊，主站在訪(fǎng)問(wèn)從站時(shí)需調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的CP通訊功能塊FC1（發(fā)送數(shù)據(jù)）、FC2（接收數(shù)據(jù)），在S7-300編程軟件Library-SIMATIC-NET-CP;-CP300;中復(fù)制，格式如下：2.2 網(wǎng)絡(luò)通訊的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)巷道堆垛機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊是通過(guò)Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行（以某單位刀具立體庫(kù)巷道堆垛機(jī)為例）。將可編程控制器、激光測(cè)距儀、水平電機(jī)變頻器、升降電機(jī)變頻器、貨叉電機(jī)變頻器、控制面板觸摸屏、上位機(jī)控制平臺(tái)等連接到同一個(gè)Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)中，為連接在DP網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)模塊分配不同的總線(xiàn)

5、地址, 通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)不同的DP總線(xiàn)地址實(shí)現(xiàn)PLC可編程控制器與激光測(cè)距器、觸摸屏及各驅(qū)動(dòng)變頻器之間的數(shù)據(jù)通訊。并通過(guò)紅外通訊，實(shí)現(xiàn)PLC與上位機(jī)控制臺(tái)之間的數(shù)據(jù)通訊，如圖4所示。2.3 絕對(duì)認(rèn)址的實(shí)現(xiàn)S7-300 PLC與激光測(cè)距技術(shù)在巷道堆垛機(jī)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了巷道堆垛機(jī)的絕對(duì)認(rèn)址。與相對(duì)傳統(tǒng)的認(rèn)址片相對(duì)尋址技數(shù)相比具有：計(jì)數(shù)、定位的精度高，方便日常維護(hù)的特點(diǎn)。以SickDME5000-111型激光測(cè)距儀在巷道堆垛機(jī)中的應(yīng)用為例：在與S7-300PLC進(jìn)行在進(jìn)行項(xiàng)目硬件組態(tài)之前，需先進(jìn)行對(duì)應(yīng)GSD文件的加載。之后，才能進(jìn)行正常的硬件組態(tài)及相關(guān)通訊參數(shù)的設(shè)置和實(shí)現(xiàn)最終的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制通訊連接。同時(shí)注意

6、：在進(jìn)行機(jī)架、電源、CPU、擴(kuò)展模塊、輸入輸出模塊、接口等模塊進(jìn)行硬件組態(tài)，各模塊訂貨號(hào)必須與最終所選硬件訂貨號(hào)完全一致，這樣才能確保整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行組態(tài)編輯后，使設(shè)備與PLC和上位機(jī)之間進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)傳輸通訊。在選擇激光測(cè)距儀的數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)時(shí)，要選用帶有屏蔽功能的雙絞線(xiàn)，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。電氣連接要按標(biāo)準(zhǔn)接屏蔽層，并可靠接地。盡可能遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如變頻器電纜的出口、電焊機(jī)的電源、動(dòng)力電纜等等。3、 控制方式及編程技巧3.1 控制方式為了便于設(shè)備安全操作和日常維護(hù)，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)巷道堆垛機(jī)的控制系統(tǒng)需具有以下四種操作方式：1）手動(dòng)操作：主要包括對(duì)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、取貨機(jī)構(gòu)的控制，報(bào)警指示和報(bào)

7、警信息的查詢(xún)及現(xiàn)場(chǎng)故障處理。但在此種模式下進(jìn)行堆垛機(jī)操作時(shí)，一切保護(hù)裝置失效，操作危險(xiǎn)性較大，只能在設(shè)備維修時(shí)使用。2）半自動(dòng)操作：主要用于系統(tǒng)運(yùn)行中的報(bào)警指示和報(bào)警信息查詢(xún)，此種操作模式下，安全保護(hù)報(bào)警裝置有效。3）單機(jī)自動(dòng)操作：可實(shí)現(xiàn)巷道堆垛機(jī)的自動(dòng)控制，多用于聯(lián)機(jī)網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)和零星存/貨時(shí)應(yīng)用。4）聯(lián)機(jī)自動(dòng)控制：實(shí)現(xiàn)成批貨物的遠(yuǎn)程自動(dòng)存/取控制和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。以上四種操作模式之間為兩兩互鎖關(guān)系。當(dāng)操作方式從當(dāng)前某一操作方式切換到另一種操作模式時(shí)，只要?jiǎng)幼魑赐瓿?，系統(tǒng)默認(rèn)當(dāng)前正在執(zhí)行的操作模式。同時(shí)注意，在設(shè)備工作時(shí)，請(qǐng)勿進(jìn)入工作區(qū)域，以免造成人身傷害。3.2 編程技巧在進(jìn)行控制程序編寫(xiě)時(shí)

8、，需熟悉S7-300 PLC程序編寫(xiě)的特點(diǎn)。需有一個(gè)OB100暖啟動(dòng)程序塊，用于PLC第一次上電啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行組織塊，它可把程序中的初始化代碼放到該程序中執(zhí)行（控制程序初始化）。為了使所編寫(xiě)程序不顯得過(guò)于臃腫、零亂，方便查找、修改，在控制程序編寫(xiě)時(shí)需編一個(gè)OB1主程序，采用主程序調(diào)用功能塊（子程序）FC、FB的編程模式，使控制程序模塊化。當(dāng)控制程序在執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)直接訪(fǎng)問(wèn)主程序，若需執(zhí)行行某一功能，主程序會(huì)直接調(diào)對(duì)應(yīng)的功能控制塊子程序塊。既優(yōu)化了整個(gè)控制程序的編程結(jié)構(gòu)，又便于設(shè)備各控制功能的拓展和優(yōu)化。注意在程序編寫(xiě)時(shí)：FC、FB是將控制系統(tǒng)中的不同控制功能實(shí)現(xiàn)模塊化的編程。當(dāng)FC、FB模塊中不帶參數(shù)時(shí)，編程形式?jīng)]有區(qū)別。當(dāng)帶參數(shù)時(shí)，F(xiàn)B需要背景數(shù)據(jù)塊的支持，需建立對(duì)用的背景數(shù)據(jù)塊DB塊，而FC不需背景數(shù)據(jù)塊支持。根據(jù)以上流程圖進(jìn)行主控制程序和各控制功能模塊的編寫(xiě)，將會(huì)使編程人員的思路清新，也可進(jìn)行團(tuán)隊(duì)分工編寫(xiě)，提高程序編寫(xiě)效率。4、結(jié)束語(yǔ)S7-300 PLC在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)巷道堆垛機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，極大程度的推動(dòng)了自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。特別是其與激光測(cè)距儀的組合使用，在實(shí)現(xiàn)了巷道堆垛機(jī)絕對(duì)認(rèn)址的同時(shí)，也提高了設(shè)備運(yùn)行的定位精度和日常運(yùn)行的可靠性，方便了設(shè)備日常維護(hù)，將成為