基于plc控制的物流仓库管理系统

基于plc控制的物流仓库管理系统内容摘要：

的通信功能，而且还能实现可视化的界面操作，这样强大的功能函数很好的解决了 PLC 与上位计算机之间的通信，将这 两 者 有机的结合起来，实现我们想实现的各种功能。 3. SQL Server 2020 SQL Server 2020 是一个关系数据库管理系统 ， 它最初是 由 Microsoft Sybase和 AshtonTate 三家公司共同开发的 ， 于 1988 年推出了第一个 OS/2 版本。 在 Windows NT 推出后 ， Microsoft 与 Sybase 在 SQL Server 的开发上就分道扬镳了 ， Microsoft 将 SQL Server 移植到 Windows NT。 SQL Server 2020 是 Microsoft 公 司推出的 SQL Server 数据库管理系统的最新版本 ， 该版本继承了 SQL Server 版本的优点 ， 同时又比它增加了许多更先进的功能 ， 具有使用方便 、 可伸缩性好 、 相关软件集成程度高等优点 ， 可跨越从运行 Microsoft Windows 98 的 便携式 电脑到运行 Microsoft Windows 2020 的大型多处理器的服务器等多种平台使用。 SQL Server 2020 的特性包括： （ 1） Inter 集成 SQL Server 2020 数据库引擎提供完整的 XML 支持。 它还具 有构成最大的 Web 站点的数据存储组件所需的可伸缩性、可用性和安全功能。 SQL Server 2020 程序设计模型与 Windows DNA 构架集成，用以开发 Web 应用程序，并且 SQL Server 2020 支持 English Query 和 Microsoft 搜索服务等功能， 在 Web 应用程序中包含了用户友好的查询和强大的搜索功能。 （ 2） 可伸缩性和可用性 同一个数据库引擎可以在不同的平台上使用，从运 行 Microsoft Windows 98 的便携式电脑，到运 行 Microsoft Windows 2020 数据中心版的大型多处理器服务器。 SQL Server 2020 企业 版支持 联合服务器、索引视图和大型内存支持等功能，使其得以升级到最 大 We b 站点所需的性能级别。 （ 3） 企业级数据库功能 SQL Server 2020 关系数据库引擎支持当今苛刻的数据处理环境所需的功能。 数据库引擎充分保护数据完整性，同时将管理上千个并发修改数据库的用户的开销减到最小。 SQL Server 2020 分布式查询使您得以引用来自不同数据源的数据，就沈阳航空工业学院毕业设计（论文） 8 好象这些数据是 SQL Server 2020 数据库的一部分，同时分布式 事务支持充分保护任何分布式数据更新的完整性。 复制同样使您得以维护多个数据复本，同时确保单独的数据复本保持同步。 可将一组数据复制到多个移动的脱接用户，使这些用户自主地工作，然后将他们所做的修改合并回发布服务器。 （ 4） 易于安装、部署和使用 SQL Server 2020 中包括一系列管 理和开发工具 ， 这些工具可改进在多个站点上安装、部署、管理和使用 SQL Server 的过程。 SQL Server 2020 还支持基于标准的、与 Windows DNA 集成的程序设计模型 ， 使 SQL Server 数据库和数据仓库的使用成为生成强大的可伸缩系统的无缝部分。 这些功能使您得以快速交付 SQL Server 应用程序，使客户只需最少的安装和管理开销即可实现这些应用程序。 （ 5） 数据仓库 SQL Server 2020 中包括析取和分析汇总数据以进行联机分析处理 (OLAP) 的工具。 SQL Server 中还包括一些工具，可用来直观地设计数据库并 通 过 English Query 来分析数据。 SQL Server 2020 共有 4 个版本，分别是个人版 、 标准版 、 企业版和开发版。 综上所述特性，我选择了 SQL Server 2020 个人版作 为本系统的数据库。 课题任务及要求 本次设计的 基于 PLC的物流仓库系统主要有三部分组成， PLC具体操作控制部 分、将物流仓库的存储信息保存到数据库部分和用 VC++编程实现与 PLC和数据库的动态连接部分。 具体的任务要求如下： （ 1） 在电气控制方面，可以通过目前市面上比较流行的各类晶体管输出的西门子 S7200PLC采集各种传感器信号，对步进电机和直流电机进行较复杂的位置控制及时序逻辑控制，实现仓位定位和送 /取动作（ X、 Y轴完成仓位定位， Z轴完成送/取动作）。 既在下位机，通过西门子 S7200PLC实现物 流仓库系统的控制功能。 （ 2） 在上位机通过数据库进行数据存储和显示，实时监控仓库信息。 （ 3） 使系统具有仓库智能管理功能。 课题 内容及安排 本文 对 基于 PLC 的物流仓库系统 设计进行 了 详细 的 介绍 ，共分五章。 第 1 章 简要介绍了整个课题的研究背景 、 要点 、 相关工具 及整个任务的要求安排 ；第 2 章是沈阳航空工业学院毕业设计（论文） 9 针对此次课题的任务进行方案论证， 重 点 说 明了 通信 部分 ： VC++与 PLC 通信 ；第3 章 简单 介绍了 基于 PLC 的物流仓库系统设计 的硬件设计， 主要说明了需要注意的关键问题 ；第 4 章 具体 阐述了 基于 PLC 的物流仓库系统设计 的软件设计， 包括 PLC操作控制 、 VC++界面 监控 、数据库 设计 、 PC 与 PLC 通信和数据库 访问 ； 第 5 章对模块 软件调试和 整体连接后软件调试 的结果进行了具体的分析和说明 ； 最后，对全文进行了总结和展望。 沈阳航空工业学院毕业设计（论文） 10 第 2章 基于 控制 PLC 的物流仓库 管理 系统 的总体方案 论证 当前市面上的物流仓库管理系统 主要有 基于 RFID 技术的物流仓储管理系统 、基于 PLC 控制的物流仓库管理 系统 等等。 我们 分别来看一下这两种系统 : 1） 基于 RFID 技术的物流仓储管理系统 RFID 射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。 RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。 RFID 是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。 系统由一个询问器（或阅读器）和很多 应答器（或标签）组成。 RFID 技术在仓储管理系统设计中的应用 为： 应用 RFID 技术的仓储管理系统核心是放置货物的托盘上设置一个感应器，相应在仓库各入口的通道处设置 RFID 读取机。 货物在通过读取机时，中心电脑就可以通过货物托盘上的感应器获得货物的信息。 库内各货架中间和出库通道同样设置一定数量的 RFID 读取机，以追踪货物在库的信息和出库的信息。 从而实现计算机管理中心对货物从入库开始的自动识别、定位、输送、存取、出库等全部业务流程的可视化管理。 RFID 技术在仓库管理系统中的流程 ： RFID 物流仓库系统的目标是 在仓库体系中建立一条基于 RFID 技术的快速通道，实现库房高效管理，收发货高速自动记录，形成一个完整的基于 RFID 自动识别技术的仓库管理系统。 具体的流程如下： （ 1） 供应商将商品出库信息提前发送到仓储中心的仓储管理系统，由仓储管理系统自动处理，生成预入库信息。 （ 2） 货物被放置在带有感应器的托盘上，入库时通过在入库口通道处的 RFID读取机，不需要拆包装，即可将货物相关信息自动输入到仓库管理系统。 （ 3） 系统将实际入库信息与预入库信息进行比较，如果无误或误差在规定范围以内，则准许入 库并将预入库信息转换成库存信息；如果出现错误，则由系统输沈阳航空工业学院毕业设计（论文） 11 出提示信息，由工作人员解决。 （ 4） 仓储管理系统按最佳的储存方式，选择空货位，通过叉车上的射频终端，通知叉车司机，并指引最佳途径，抵达空货位，扫描货位编码，以确定货物被放置在确定的货位。 货物就位后，再扫描货物的电子标签，仓储管理系统即确认货物已储存在这一货位，可供日后按定单发货。 （ 5） 定单到达仓库后，仓储管理系统按预定规则分组，区分先后，合理安排。 例如：交由快运的，要下午 2 时前发货；需由公路长途运输的，要 5 时前发货；有些货物需特别护送 等。 仓储管理系统按这些需要，确定安排如何最佳、及时地交付定单的货物，并在系统内生成拣货方案。 （ 6） 仓储管理系统按照拣选方案，安排定单拣选任务。 拣选人由射频终端指引到货位，显示需拣选数量。 经扫描货物的电子标签和货位的条码，仓储管理系统确认拣选正确，货物的存货状态转换成待出库。 （ 7） 货物出库时，同入库一样，通过出库口的通道处的 RFID 读取机，货物信息传入仓库管理系统并与定单进行对比，若无误，则顺利出库，货物的库存量相应减除；若出现错误，则由仓库管理系统输出提示信息。 2）基于 PLC 控制的物流 仓库管理系统 基于 PLC 控制的物流仓库管理系统的设计方案为： 系统主要由三部分组成，分别为 PLC 的操作控制、界面监控和数据库的信息存储。 基于 PLC 的物流仓库系统总体设计框图如图。 图 基于 PLC的物流仓库系统总体设计框图 综合自身情况，由于受到所学专业以及实验室设备的约束， 所以最终选择了基于 PLC 控制的物流仓库管理系统设计。 沈阳航空工业学院毕业设计（论文） 12 PLC 类型 的 选择及其控制方案论证 PLC 类型的选择 目前， PLC 的生产厂家和品种很多，其中著名的厂商有：美国的 AB（ ALLEN BRADLY） 公司、通用 电气公司等。 欧洲有德国的西门子 （ SIEMENS） 公司，法国的 TE 公司等。 日本有 OMRON（欧姆龙）、三菱、富士等公司。 其中在我国市场占有较大份额的分别是西门子公司、欧姆龙公司以及三菱公司。 本次课题研究的 基于PLC 控制的物流仓库管理 系统的设计，输入输出点数较少，仅需小型 PLC 即可，另外根据实验室的实际情况，决定此 基于 PLC 控制的物流仓库管理 系统采用西门子S7200 系列 PLC 设计完成。 西门子 S7200 系列 PLC 体型小，方便携带。 S7200 的核心部件是 CPU（即中央处理单元）。 S7200 CPU 将一 个微处理器、一个集成电源和若干个数字量 I/O 点集成在一个紧凑的封装中。 西门子自身提供各种型号的 CPU，以适应各种应用的要求。 不同类型的 CPU 具有不同的规格参数。 目前提供的 S7200CPU 有： CPU22CPU22 CPU22 CPU224XP 和 CPU226。 该系列产品具有以下特点： （ 1） PLC 的核心 CPU 芯片已经升级到 Intel 80486,甚至采用 Pentium 处理器。 （ 2） 采用模块化紧凑设计，可按积木式结构进行系统配置，功能扩展非常灵活方便。 （ 3） 以极快的速度处理自动化控制任务。 （ 4） 有 很强的网络功能，可用多个 PLC，按照工艺或控制方式连接成工业网络，构成完整的生产过程控制系统，即可实现总线联网也可实现点对点通讯。 （ 5） 在软件方面，允许在 WINDOWS 操作平台下，使用相关的程序软件包、标准的办公室软件和工业通讯网络软件，可以使用 C++等高级语言环境。 编程工具更为开放，人机界面十分友好。 PLC 操作控制方案论证 PLC 操作控制是对物流仓库模型的控制，其中 包括 X 轴电机控制、 Y 轴电机控制和堆垛机控制，由这三个电机相互配合完成两个操作控制“取货”和“放货”，这两个控制过程只是动作顺序 的不同，都是相同基动作的合成，图 显示了 PLC沈阳航空工业学院毕业设计（论文） 13 控制物流仓库模型的操作控制流程图。 N开 始请 求 通 信。 放 货。 取 货。 执 行 取 货 操 作执 行 放 货 操 作执 行 通 信 程 序NNYYY 图 PLC操作控制流程图 监控方案 的 选择 及其方案论证 监控方案的选择 目前， PLC 和上位机的通信方式主要有以下几种： （ 1） 购买目前通用的上位机组态软件，如力控 组态软件 、 WinCC 等，以实现PLC 和上位机之间的通信。 （ 2） 利用 PLC 厂商所提供的标准通信端口和用户自定义的自由端口通信方式，实现 PLC 和上位机之间的通信。 （ 3）通过 PLC 开发商提供的 系统协议和网络适配器，构成特定公司产品的内部网络，其通信协议不公开。 PLC 与上位机之间的通信必须使用开发商提供的上位机组态软件，并采用支持相应协议的外部设备。 前两种方法是目前比较常用的 PLC 与上位机通信的方法， 而且第三种方法其显示画面和功能往往难以满足不同用户 的 需求，所以就对前两种方法进行比较选择。 首先，介绍下 监控组态软件与 PLC 之间的通信 ： 专业监控组态软件的诞生目的就是对应自动化设备的监控问题，使监控软件的沈阳航空工业学院毕业设计（论文）。