PLC智能仓库控制系统教学设计研究

导语：PLC智能仓库控制系统教学设计研究一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

可编程控制器具有可靠性高、抗干扰性强、经济实用、功能完善、体积小巧、扩展性好等优点，是现代工厂控制系统设计的最佳选择。以往的继电器-接触器电路由于接线线路复杂，电器元件使用较多，触点容易老化，故障排查和解决比较困难，可靠性低等缺点，没法满足现代控制系统的使用要求[1-3]。根据课题研究的工艺对象，采用可编程控制器进行系统设计，学生详细了解控制系统设计的步骤和方法，认真学习控制系统的调试思路和仿真方法，为后期的设计工作打下基础。

1总体方案设计

按照智能仓库控制系统的设计内容，详细分析该系统的具体工艺，对要实现的功能进行说明，并明确系统的输入控制部分和输出控制部分，确定控制策略，提出控制方案。进行总体分析设计，对可编程控制器进行具体型号选择，使用AUTOCAD软件完成系统的硬件图纸设计。软件编程部分进行设计分析，为了方便系统设计和后期调试，进行系统I/O分配的设计，根据系统工艺控制策略以及硬件选型，进行程序流程的设计，详细考虑工艺功能的具体实现，按照程序流程，采用编程软件进行程序的设计编写，完成仿真调试，达到工艺设计的要求。智能仓库的重要设备为堆垛机，堆垛机是机械和电气控制相结合的产品。它主要由传感器、步进驱动电机、机械执行机构、控制系统等四大部分组成。堆垛机一般用电力驱动，通过自动或者手动控制，实现货物搬运，其主要用途是在高层货架的巷道中来回穿梭运行，将货物放入货格，或者取出货格内的货物，或者把货物从一个货格，搬运到另一个货格[4]。根据本系统设计，智能仓库模型如下图1所示。

2系统设计

根据控制要求和控制功能的分析，整个系统共有40个开关量输入、14个开关量输出，考虑到经济性和I/O要有一定的预留量，plc机型选择采用的可编程控制器型号为三菱FX2N-64MR，该设备具有32个输入和32个输出，满足本系统I/O设计需要[5]。PLC的I/O分配如表1所示。表需要连接2个扩展模块FX2N-16EX，用于7~10取货，1~10货物限位，左移、右移限位，上移、下移限位，伸长、缩短限位，共20个扩展输入。根据上述控制要求分析和I/O地址分配，PLC的I/O接线原理图设计如图2所示。程序设计流程分为取货流程和存货流程[6]。在进行流程设计分析时，以9号取货和9号存货为例，进行流程图的设计。取货流程如下：在取货流程中，首先进行上电初始化，系统启动后，先检测9号仓位是否有货，如果有货，则按下9号取货按钮有效，当按下9号取货按钮后，堆垛机进行左移，在左移过程中，进行左移是否到位检测，如果没到位，继续左移，如果到位，将开始上移；堆垛机进行上移，在上移过程中，进行上移是否到位检测，如果没到位，继续上移，如果到位，将开始取货并下移；堆垛机进行下移，在下移过程中，进行下移是否到位检测，如果没到位，继续下移，如果到位，将开始右移；堆垛机进行右移，在右移过程中，进行右移是否到位检测，如果没到位，继续右移，如果到位，取货动作结束。打开开发系统软件，进行组态画面的设计，先建立画面，对组态画面的位置和尺寸、窗口的背景色进行设置。该软件桌面弹出工具箱，包括图形编译器、文本输入图标、图库图标、颜色设置图标、插入控件图标和各种曲线建立图标等，按照系统设计的工艺要求，对画面进行编译，包括参数状态显示、指示灯显示、参数变量输入对话框、模拟设备画面建立等。并且打开每个图标，进行属性设置，如图4所示。

3结论

本系统设计智能仓库系统，通过对立体仓库的存货和取货环节的系统设计分析。按照工艺的详细分析，采用可编程控制器和上位机的设计方案，选用可编程控制器为三菱FX2N-64MR，通过总体方案的确定，进行图纸的设计，包括可编程控制器接线图、数字量扩展模块接线图以及主电路接线图等。在程序流程分析中，重点对自动状态下的各个逻辑控制进行详细设计，完成程序的设计和调试。在上位机系统设计中，通过连接通讯设备、建立变量表、编译画面并完成动画连接设计，达到了系统可视化的工艺要求。通过系统的调试，本系统设计符合立体仓库控制系统的工艺方案。通过最终的系统测试，本设计的系统稳定可靠，扩展性强，易于理解和升级，符合设计的要求[7]。

作者:李彬 单位:广东理工学院电气与电子工程学院