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基于PLC的堆垛机定位控制系统的设计.docx
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基于PLC的堆垛机定位控制系统的设计.docx基于PLC的堆垛机定位控制系统的设计.docx基于PLC的堆垛机定位控制系统的设计.docx基于PLC的堆垛机定位控制系统的设计.docx基于PLC的堆垛机定位控制系统的设计.docx基于PLC的堆垛机定位控制系统的设计.docx基于PLC的堆垛机定位控制系统的设计.docx基于PLC的堆垛机定位控制系统的设计.docx
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基于 PLC 的堆垛机定位控制系统的设计
摘要:立体仓库的产生和发展是现代物流体系发展的要求和信息技术进步的结果。堆垛机
是自动化立体仓库的主要作业机械,是自动化立体仓库的核心部件.巷道堆垛机是实现整
个仓库系统“自动"功能的关键设备,对其控制系统的研究具有广阔的应用前景.本设计以
西门子公司 S7—200 系列 PLC 为例,设计了巷道式堆垛机的定位控制系统,通过控制系统
的硬件和软件的设计,实现了货物入库﹑出库等控制的目的。该系统具有操作简便, 自动
化程度高, 运行速度快、可靠性高等特点。
关键词:立体仓库;PLC;巷道式堆垛机;定位方法
Design of Position Control System of Stacker on PLC
Zhao Li-hua
College of Physics and Electronic Information Electrical Engineering and Automation No: 060544081
Tutor: Wang Xi—juan
Abstract: The creation and development of stereoscopic warehouse is the request of modern logistics system
development and the result of information technique progress。 Stacker is the core part of automation
stereoscopic warehouse, which carries on many main missions for the automation stereoscopic warehouse.
The most important part of the whole warehouse system is laned type of stacker。 The research of its
controlling system has wildly application foreground 。 This paper took the example of Siemens company’s
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PLC , it researched the position control system of laned type of stacker. Using PLC as
controller, realized the result of auto control in tridimensional depository by designing hardware and softwar
e of control system. The control includes input goods, output goods, and so on。 This system had a feature of
operate, automatic, high speed and high reliable operation。
easy to
:
Key words
Stereoscopic warehouse ; PLC ; Laned type of stacker ; Posotioning method
目 录
摘要.................................................................................................................................................0
1 引言.............................................................................................................................................2
1。1 自动化立体仓库定义...........................................................................................................2
1.2 主要设计内容..........................................................................................................................2
2 巷道式堆垛机定位控制的总体设计.........................................................................................2
2。1 巷道式堆垛机概况...............................................................................................................2
2。2 巷道堆垛机机械结构...........................................................................................................3
2.3 定位控制系统总体设计..........................................................................................................3
3 定位控制系统的硬件设计.........................................................................................................4
3.1 PLC 的选型和资源配置...........................................................................................................5
3。1。1 S7—200 系列 PLC 概述 .................................................................................................5
3。1。2 CPU 型号的选择 .............................................................................................................6
3。1.3 其他功能模块的配置........................................................................................................7
3。2 堆垛机位置的定位方法.......................................................................................................7
3.3 系统硬件设计..........................................................................................................................8
3.4 PLC 的 I/O 资源配置 ...............................................................................................................9
4 定位控制系统的软件设计.......................................................................................................11
4。1 程序流程图.........................................................................................................................11
4.2 定位控制系统的控制程序....................................................................................................12
4.2。1 主控制程序 OB1 .............................................................................................................12
4。2。2 机械手自动控制程序 SBR0 ........................................................................................14
4.2。3 机械手手动控制程序 SBR1 ...........................................................................................16
5 结论...........................................................................................................................................17
参考文献.......................................................................................................................................18
1
1 引言
自动化立体仓库是自控技术在物流管理上的一个很好的应用,它不仅具有节省用地、
减轻劳动强度、提高物流效率、降低储运损耗、减少流动资金积压等功能,而且在沟通物
流信息、保证生产均衡、合理利用资源、进行科学储备与生产经营决策等方面发挥着独特
的作用。
自动化立体仓库融计算机网络数据库管理技术、自动控制技术、通讯技术、机电技术
为一体,科技含量高,具有一定的复杂性。本设计的对象堆垛机是自动化立体仓库的主要
存取设备,直接执行出、入库等任务的操作,控制系统的灵活性和稳定性直接影响着整个
系统的运行状况。
[
1]
1.1 自动化立体仓库定义
在现代物流系统中,自动化立体仓库是一个重要的组成部分,它是一种新型的仓储技
术,它以高层货架,成套先进的搬运设备,和先进的计算机控制技术组成了高效率和大容量
的存储系统,适应了现代化生产的需求。
自动化立体仓库由 PLC、堆垛机、计算机、货架、出入库输送机等设备构成。其中 PLC
是控制核心,堆垛机是立体仓库的主要存取设备,它是由机架、行走机构、升降机构、载货
台、机械手(货叉)构成.堆垛机执行 PLC 命令去存取货物,同时在上位机可进行实时监控。
与传统的货物仓库相比, 自动化立体仓库大大提高了空间利用率,加快了货物的存取, 提
高了生产效率。
[
2]
1.2 主要设计内容
本设计主要设计PLC在巷道式堆剁机定位控制系统中的应用.其中堆剁机设计成4自由
度的系统,货物放在升降台的机械手(货叉)上能实现上下、左右及前后的运动, 输入对
应的仓库号就可以存/取货物。
2 巷道式堆垛机定位控制的总体设计
2.1 巷道式堆垛机概况
堆垛机是自动化立体仓库中的主要设备,仓库中所有货物的入库、出库等作业都必须
通过堆垛机完成。自动化立体仓库具有占地面积小、自动化程度高等优点,它可以由上位
机管理系统对整座仓库进行统一调度和控制,有着十分广泛的应用。堆垛机控制系统的工
2
作效率、可靠性及稳定性等的好坏在自动化立体仓库系统中起着至关重要的作用.
随着微电子技术的应用和发展,计算机控制的堆垛机日益增多,电子技术和控制技术
都有了很大的提高,使堆垛机在精确定位的同时提高了搜索能力和运行速度,得到了更短
的操作周期和更大的生产能力.现在巷道式堆垛机的起升速度己经可以达到 90m/min,运行
速度达到 240m/min,货叉伸缩速度达到 30m/min。
现在运用的控制方式用 PLC(可编程控制器)作执行机的控制器控制.PLC 具有可靠性
高、通用性强、维护工作量小等优点,它由于可读性好,可靠性高,编程简单在实际中已
经大量应用。
[3-4
]
2。2 巷道堆垛机机械结构
堆垛机基本结构主要由机架、行走机构、升降机构、载货台、机械手(货叉)、等装
置组成。
机架:堆垛机的机架是由立柱、上横梁及下横梁组成的长方形机架结构。机架沿天地
轨运行,为防止机架倾倒,在横梁上都装有导向轮。
行走机构:行走机构由电机变速箱、行走轮、导向轮等组成。在下横梁下有行走轮,
其侧面有导向轮,保证堆垛机能正常行驶。
升降机构:升降机构主要由驱动链轮,升降链轮,升降链条等组成。升降链条与载货
台相连接,与升降链轮,上下横梁的链轮及载货台组成封闭结构。
载货台: 载货台为装载平台,在侧面有导向轮以保证其能正常行驶在升降轨道上。.
机械手:机械手能实现上下、左右及前后的运动,主要完成存取货物的操作。
5
[ ]
2.3 定位控制系统总体设计
随着企业现代化生产规模的不断扩大 ,立体仓库成了生产物流系统中的一个重要的环
节。立体仓库以它很小的占地面积和很高的空间利用率,逐渐代替了平面仓库.为满足现代
化生产和流通的需要,就采用了以计算机控制技术为主要控制手段的自动化立体仓库。自
动化立体仓库是一种多层存放货物的高层仓库系统,是现在物流系统的主要设备。
作为一个定位控制系统,必须实现的目标如下:
(1)能满足控制系统要求的自动、手动控制功能;
(2)能根据使用者发出的指令做出相应的动作;
(3)能够根据实际的情况进行自动的校正。
本设计的智能立体仓库主要有货架、堆垛机、自动控制装置等部分组成,有自动和手动
3
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春哥111
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