基于PLC的自動貨架設(shè)計與實現(xiàn)

刁鑫 林忠維 楊碧云

(蘭州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 730000)

基于PLC的自動貨架設(shè)計與實現(xiàn)

刁鑫 林忠維 楊碧云

(蘭州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 730000)

本文介紹了基于PLC(programmable logic controller 可編程邏輯控制器)和組態(tài)王軟件的自動貨架的設(shè)計方案。下位機主要由西門子S7-200 PLC及相關(guān)的電路元件完成現(xiàn)場信息的采集、處理以及控制,上位機采用組態(tài)王軟件實現(xiàn)監(jiān)視和選擇功能。上、下位機之間通過串口實現(xiàn)通訊。實驗結(jié)果表明：系統(tǒng)已達到了預(yù)期的設(shè)計效果。

可編程邏輯控制器(PLC) 自動貨架 組態(tài)王 電機

An automated storage based on PLC and the telecommunication of Kingview’s configuration software is discussed in the paper. Process supervising and control is realized by the telecommunication of Kingview’s configuration software 6.0 of main computer and PLC. The result of experiment show that a satisfactory solution is achieved.

PLC Automated storage Kingview’s configuration Software electrical machine

1 引言

該項目所設(shè)計的自動貨架改變了傳統(tǒng)倉庫中貨架固定不動的模式，提高了倉庫的利用率，節(jié)約了人力物力成本，縮短了存取貨物的時間，提高了工作效率，同時也加快了物流行業(yè)向自動化的方向發(fā)展的速度。

PLC(可編程邏輯控制器)是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點，在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用已成為工業(yè)界不可或缺的一員。

基于PLC構(gòu)成的下位機與完成SCADA功能的上位機相結(jié)合，我們構(gòu)建成整套數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對自動貨架的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控。

2 設(shè)計原理介紹

該項目由PLC構(gòu)成的下位機、各種電機及電器元件構(gòu)成的貨架模型和完成SCADA功能的組態(tài)王軟件的上位機三部分構(gòu)成。

以貨物存過程說明貨架模型運行流程：①PLC程序控制直流推桿電機上升到所選樓層，在碰到接近開關(guān)后停下來;②步進電機開始旋轉(zhuǎn)固定的角度;③小型的推桿電機將貨物從移動平臺上推到貨架上的固定位置;④完成上一步動作后，各元器件就恢復(fù)到初始狀態(tài)。

表1

表2

本模型中采用24V直流供電。

3 PLC部分介紹

3.1 PLC概述

我們采用的是S7-200CPU224晶體管輸出型PLC，本機集成14輸入/10輸出共24個數(shù)字量I/O點。特別需要指出的是其有2路高頻率脈沖輸出(最大20KHz)，用于控制步進電機或伺服電機實現(xiàn)定位任務(wù)。

3.2 輸入輸出分配表(如表1所示)

4 貨架模型及電機部分介紹

4.1 貨架主要結(jié)構(gòu)

該項目所設(shè)計的自動貨架模型區(qū)別于傳統(tǒng)的貨架，其主體貨架受電梯模型的啟發(fā)，采用的設(shè)計方案為每部分貨架的中心部分為可上下移動的電梯裝置，每層有可用的圍繞電梯裝置的360度存放空間，在每層上的存取貨物方式為旋轉(zhuǎn)，因此中心部分為圓柱形。

4.2 電機及所用到的各類電子器件

自動貨架模型運行過程中所需的電機及各類電子器件如表2所示。

5 組態(tài)王軟件設(shè)計

該項目所設(shè)計的基于組態(tài)王軟件的自動貨架取放系統(tǒng)旨在通過在組態(tài)王軟件中選擇存取貨物選項和選擇貨倉號選項，對PLC機中的變量進行賦值，并且通過組態(tài)王軟件對貨架的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，從而使貨架的控制人員更加便捷地控制貨架和存取貨物。

6 結(jié)語

(1)該系統(tǒng)主要是采用PLC技術(shù)、組態(tài)王軟件控制，實現(xiàn)對貨物的自動存取的控制，并以組態(tài)王軟件為人機交流窗口，便于數(shù)據(jù)的輸入和讀取，實現(xiàn)了人性化的操作。(2)從自動貨架模型軟、硬件上分析，硬件上實現(xiàn)了對自動貨架的現(xiàn)場信息的采集、處理以及控制，軟件上實現(xiàn)了對自動貨架模型的監(jiān)視和選擇功能。(3)在實踐檢測中，該自動貨架模型能夠?qū)崿F(xiàn)將貨物存放到固定的位置，并能夠?qū)⒇浳飶南鄳?yīng)位置取出來的功能。(4)該系統(tǒng)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)倉庫中貨架固定不動的模式，實現(xiàn)了貨物的自動存取，提高了工作效率，也加快了物流行業(yè)向自動化的方向發(fā)展的速度。

[1]劉洪濤,黃海.PLC應(yīng)用開發(fā)從基礎(chǔ)到實踐[M].電子工業(yè)出版社.

[2]胡良龍,胡志超,高剛?cè)A,等.基于PLC的種子包衣機自動控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2007.23(8)：140-144.