可編程控制器的自動化倉庫分析

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堆垛機由以上三個機構(gòu)運行，完成貨物的存取作業(yè)。運行機構(gòu)與升降機構(gòu)的運行通過兩臺步進電機進行控制，伸縮機構(gòu)采用一臺直流電機進行控制。當堆垛機接收到控制面板或上位機發(fā)來的操作指令時，根據(jù)指令中指定目標的行、列數(shù)，PLC將該數(shù)據(jù)作為指針，調(diào)出對應(yīng)的行、列數(shù)的脈沖值，通過對兩個數(shù)據(jù)的比較來判斷堆垛機的運行方向。

機械手的控制

機械手是一種能模擬人的手臂的自動化裝置，按預(yù)定的程序軌跡及要求，實現(xiàn)抓取、搬運工作。在立體倉庫控制系統(tǒng)中機械手主要完成從3臺輥道輸送帶到立體倉庫出貨臺之間的貨物傳遞。四自由度機械手為圓柱坐標型，可實現(xiàn)X軸伸縮、Z軸升降、底盤、腕回轉(zhuǎn)功能。驅(qū)動采用步進電機，夾爪采用氣動方式。X軸伸縮、Z軸升降、底盤回轉(zhuǎn)和機械手腕回轉(zhuǎn)分別使用四個步進電動機。PLC作為控制器產(chǎn)生脈沖和方向電平，控制機械手的運行。步進脈沖信號用于控制步進電機的位置和速度，變脈沖的頻率,能改變步進電機的轉(zhuǎn)速，控制脈沖的個數(shù)，可以使步進電機精確定位。這樣就可以實現(xiàn)步進電機調(diào)速和定位。方向電平信號用于控制步進電機的旋轉(zhuǎn)方向。此信號為高電平時，電機正轉(zhuǎn)；為低電平時，電機反轉(zhuǎn)。電機要轉(zhuǎn)向，必須在電機停止以后進行。系統(tǒng)的不同機構(gòu)運行速度是不一樣的，因此采用變頻器調(diào)速。在輥道上安裝有三個變頻器來控制三個輥道傳送帶的運轉(zhuǎn)，輥道可以正、反兩個方向運轉(zhuǎn)，根據(jù)進貨和出貨的需要，使用三個變頻器分別來控制三個輥道傳送帶的運轉(zhuǎn)。

定位技術(shù)

堆垛機的橫移定位采用激光測距儀，隨著堆垛機在巷道里來回穿行，裝設(shè)在巷道一側(cè)的激光測距儀實行采集數(shù)據(jù)，進行動態(tài)測距，PLC控制器讀取激光測距儀的數(shù)據(jù)，并進行處理。堆垛機的提升定位機采用格雷碼編碼傳感器。打孔條固定在堆垛機一端的立柱上，讀碼器隨提升平臺沿打孔條上下滑動，產(chǎn)生坐標數(shù)據(jù)，傳到PLC處理，實現(xiàn)堆垛機在不同層高貨架的定位。貨叉的伸縮定位由兩個旋轉(zhuǎn)編碼器來完成。旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測量裝置，它將被測的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給PLC，利用PLC的高速計數(shù)器對其脈沖信號進行計數(shù)，以獲得測量結(jié)果。兩個旋轉(zhuǎn)編碼器裝在減速機鏈輪上，完成伸縮的測距和定位，兩個編碼器的數(shù)值必須相同，否則堆垛機就判斷為異常，停止工作。在貨叉板的兩頭和中間位置，均安裝一個限位開關(guān)，貨叉伸縮到位時，就自動感應(yīng)到限位開關(guān)，信號傳給PLC處理，確認伸縮裝置定位成功。

工作流程

根據(jù)貨物的流向，系統(tǒng)分為入庫控制流程和出庫控制流程。在入庫過程中，首選系統(tǒng)初始化，此時堆垛機處于初始狀態(tài)。入庫單下達后，PLC根據(jù)入庫單的信息，識別出貨物的種類，同時要處理檢測貨物的信息，將二者信息進行比對，當貨物信息與入庫單一致時，系統(tǒng)自動分配一個庫位號給入庫貨物。堆垛機根據(jù)PLC發(fā)出的信號，由初始狀態(tài)運行到入庫口，將貨物由載貨臺上轉(zhuǎn)移堆垛機的取貨臺上去。最后堆垛機將取貨臺上的貨物放入到指定的庫位中去。貨品上架后，入庫結(jié)束，堆垛機返回到待命狀態(tài)，系統(tǒng)更新庫位數(shù)據(jù)，完成相應(yīng)的記錄。系統(tǒng)的出庫準備與入庫準備類同。出庫單下達后，PLC根據(jù)出庫單的信息，識別出貨物的種類，同時檢測貨物的信息，當貨物信息與出庫單一致時，確認出庫操作。根據(jù)出庫單所確定的庫位信息，在PLC的操作下，堆垛機將從當前位置到達指定倉位，執(zhí)行取貨操作，將貨物運送到出庫口。出庫結(jié)束后，堆垛機返回到待命狀態(tài)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新，完成相應(yīng)的記錄。

結(jié)語

本系統(tǒng)主要以PLC為核心，利用PLC的強大的控制功能，實現(xiàn)了利用可編程控制器控制立體倉庫的功能，具有接線簡單、編程直觀和擴展容易等特點。與上位機通過以太網(wǎng)通信,實現(xiàn)了遠程實時監(jiān)控和管理,結(jié)構(gòu)簡單,實時性好,可靠性高,運行穩(wěn)定,系統(tǒng)人機界面友好,具有一定的靈活性。大大提高工作效率,節(jié)省了成本,降低了風(fēng)險，實現(xiàn)了立體倉庫的網(wǎng)絡(luò)化管理。調(diào)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠較為準確地完成對貨物的存取功能，操作方便，工作可靠，達到了控制要求。在適應(yīng)性、精確性和可靠性方面，到達到了設(shè)計的要求，表明該設(shè)計方案是可行的。

作者：張茁楊志剛單位：河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院