基于PLC的自動化立體倉庫設計畢業(yè)論文.doc

1摘要企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大和深化,使得倉庫成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的一個重要且不可缺少的環(huán)節(jié)。立體倉庫正以它最小的占地面積和最佳的空間利用率,逐步替代著面積利用率極低且陳舊落后的平面?zhèn)}庫,這種替代促使倉儲物流業(yè)的水平提高。為滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)與流通的需要,就必須采用以計算機控制技術為主要手段組成的自動化立體倉庫。本文結合機電一體化技術,完成自動化立體倉庫中機械手、堆垛機PLC控制系統(tǒng)設計,實現(xiàn)貨物的運輸與分配、堆垛機定位控制、出入庫控制等功能。該系統(tǒng)具有操作簡便,自動化程度高,運行速度快、可靠性高等特點。關鍵字:自動化立體倉庫，堆垛機，4自由度機械手，PLC控制2AbstractAsaresultoftheunceasingincreaseofproductionsize,warehouseshavebecomeanimportantandindispensablepartoforganizations.Duetoitsminimaloccupyingareaandoptimalspaceusingrate,thehigh2risewarehouseisreplacingtheplanewarehouse,whichistoobehindhandbecauseofitslowarea2usingrate.Andthiskindofreplacingimprovesthelevelofmaterialhandlingindustry.Therefore,automatichigh-risewarehousesmustbeusedtosatisfytheneedsofmodernproductionandcirculation.ThearticledescribeshowthemanipulatorinAS/RSandthestackerPLCcontrolsystemaredesigned,andhowtheloadconveyinganddistribution,andthestackerpositioning,andthestorageandretrievalfunctionsareachievedbymeansoftheintegratedmechanical2electrictechnology.Thissystemmakesafeatureofeasytooperate,automatic,highspeedandhighreliableoperation.Keywords:AS/RS，Stacker，4DOFmanipulator，PLCcontrol3目錄1前言.12立體倉庫控制系統(tǒng)總體設計.52.1設計思想.52.2立體倉庫控制系統(tǒng)總體結構圖.52.3主要器件簡介.72.4自動化倉庫系統(tǒng)的關鍵技術.92.4.1自動化倉庫的自動尋址.92.4.2自動識別系統(tǒng).92.4.3堆垛機自動控制系統(tǒng).92.4.4監(jiān)控調度系統(tǒng).102.4.5計算機管理系統(tǒng).103.立體倉庫控制系統(tǒng)硬件設計.113.1機械手部分的控制.113.1.1四自由度機械手的結構及運動.113.1.2機械手工作原理.113.2堆垛機設計.123.2.1堆垛機工作條件.123.2.2堆垛機的結構.133.2.3堆垛機控制.133.3傳感器的選擇.143.4自動化立體倉庫消防系統(tǒng)設計.153.5PLC的選型.163.6PLC的I/O資源配置.163.7I/O連接圖.174立體倉庫控制系統(tǒng)軟件設計.184.1控制軟件結構.184.2實時監(jiān)控系統(tǒng).204.3故障處理.204.4通信功能塊.204.5管理軟件設計.215結論.21致謝.22參考文獻.221前言高層貨架倉庫簡稱高架倉庫。一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲存單元貨物，用相應的物料搬運設備進行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫。由于這類倉庫能充分利用空間儲存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉庫”。4立體倉庫的產(chǎn)生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術發(fā)展的結果。50年代初，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機的立體倉庫；50年代末60年代初出現(xiàn)了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫；1963年美國率先在高架倉庫中采用計算機控制技術，建立了第一座計算機控制的立體倉庫。此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學科。60年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。我國對立體倉庫及其物料搬運設備的研制開始并不晚，1963年研制成第一臺橋式堆垛起重機（機械部北京起重運輸機械研究所），1973年開始研制我國第一座由計算機控制的自動化立體倉庫（高15米，機械部起重所負責），該庫1980年投入運行。到2003年為止，我國自動化立體倉庫數(shù)量已超過200座。立體倉庫由于具有很高的空間利用率、很強的入出庫能力、采用計算機進行控制管理而利于企業(yè)實施現(xiàn)代化管理等特點，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉儲技術，越來越受到企業(yè)的重視。自動化立體倉庫（AS/RS）是由立體貨架、有軌巷道堆垛機、出入庫托盤輸送機系統(tǒng)、尺寸檢測條碼閱讀系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、計算機管理系統(tǒng)以及其他如電線電纜橋架配電柜、托盤、調節(jié)平臺、鋼結構平臺等輔助設備組成的復雜的自動化系統(tǒng)。運用一流的集成化物流理念，采用先進的控制、總線、通訊和信息技術，通過以上設備的協(xié)調動作，按照用戶的需要完成指定貨物的自動有序、快速準確、高效的入庫出庫作業(yè)。與傳統(tǒng)的貨物倉庫相比,自動化倉庫具有許多突出的功能,主要包括以下四個方面:大大提高空間利用率，應用先進物流系統(tǒng)優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)管理1，加快貨物存取,減輕勞動強度,提高生產(chǎn)效率，減少庫存資金積壓。而且使用自動化立體倉庫可以產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。它通過高層貨架存儲，使存儲區(qū)大幅度地向高空發(fā)展，提高了空間利用率；自動化立體倉庫采用層積式存放，結合計算機管理，可以很容易實現(xiàn)先入先出，防止貨物的自然老化、變質和損壞；通過自動存取系統(tǒng)(AS/RS),加快了運行和處理速度，提高了勞動生產(chǎn)率，降低操作人員的勞動強度；采用自動化技術后，還能較好地適應黑暗、低溫、污染、有毒和易爆等特殊場合的物品存儲需要；計算機控制能夠始終準確無誤地對各種信息進行存儲和管理，減少了貨物處理和