基于组态软件的立体仓库控制系统

基于组态软件的立体仓库控制系统内容摘要：

行。 PLC 系统组成图如下图所示。 上位机PLC可 编程控制器堆垛机升降台传 送 带电动机 图 3 PLC 系统硬件图 本设计思路为利用 PLC 可编程控制器对现场进行控制。 在堆垛机牵引槽内安置 4 个限位开关，分别对应 4 个巷道，控制堆垛机运行至指定巷道时停止，来控制堆垛机水平移动的距离。 在堆垛机立柱上安置 3 个限位开关，分别对应层货位，控制升降台上升至指定的货位时停止。 在堆垛机牵引槽末端安置一台电动机，来牵引堆垛机的水平移动。 在堆垛机立柱旁的平台上安置两个小型电动机本别控制升降台和传送带的垂直移动。 [6] PLC 可编程控制器的输入输出接口 本设计中主要包含 17 个输入口， 6个输出口。 输入口分别为上位机中的按钮 A、 B、 C、 D、 限位开关 1 1 13， 启动、停止、复位。 输出口为电动机 3。 PLC 接口图如下图所示。 13 图 4 PLC 接口图 组态软件系统概述 组态软件的主要特点 组态软件 在国内是一个约定俗成的概念，并没有明确的定义，它可以理解为 “组态式监控软件 ”。 “组态 (Configure)”的含义是 “配置 ”、 “设定 ”、 “设置 ”等意思，是指用户通过类似 “搭积木 ”的简单方式来完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的 “组态 ”。 它有时候也称为 “二次开发 ”，组态软件就称为 “二次开发平台 ”。 “监控 14 （ Supervisory Control） ”，即 “监视和控制 ”，是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理 组态软件，又称组态监控软 件系统软件。 译自英文 SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制 )。 它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。 它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。 组态（ Configuration）为模块化任意组合。 组态软件主要特点： （ 1）延续性和可扩充性。 用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多 修改而方便地完成软件的更新和升级； （ 2）封装性（易学易用），通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能； （ 3）通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（ PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的 I/O Driver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。 组态软件的主要功能 组态软件主要用于显示静态图像，位图构建不仅可以显示标准的 15 Windows 位图文件，还增加了允许装载其他各种格式图片的功能。 组态软件有强大的数据处理功能，能够对工业现场产生的数据以各种方式进行统计处理，是用户能够在第一时间获得有关现场情况的第一手数据。 用户可以通过搭建组态软件来和现场情况实现对接，从而通过计算机了解现场的一切情况，也可以通过组态软件来模拟理想的现场状况，用户可以通过组态软件实现很多不能模拟的变量。 组态软件的应用 随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广 泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。 在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。 通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭 新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。 16 组态软件中的主要组成部分 本设计中 ,组态软件为重要组成部分 ,在本设计中主要通过组态软件来实现自动化立体仓库的工作原理及作业流程 ,其中组态软件中的主要组成元件为 1) 按钮 A、 B、 C、 D 按钮 A、 B、 C、 D代表各个巷道的位置 ,来确定堆垛机的行走路线 ,从而达到堆垛机的 位置控制。 17 2) 按钮 3 代表层货架的层次数 ,来控制堆垛机上升降台上下行走位置 ,使之可以准确地行驶到预定的货位前。 3) 启动 ,关闭按钮 来控制整个系统的开启与关闭 ,当启动时 ,各个部件待命 ,准备执行预定任务 .当系统关闭时 ,堆垛机复位 ,系统停止运动 ，按钮区如图所示。 图 5 按钮区 4) 电动机 画面中有三个电动机，分别控制堆垛机、升降台、传送带的运行，通过按钮控制三个电动机 正反转 使堆垛机、升降台、传动带运动达到指定的库位。 当水平移至货位时电动机 1 正转使堆垛机达到指定巷道，当复位时电动机反转，通过堆垛机内部的齿轮时 堆垛机反向移动至初始位置， 电动机如图所示。 图 6 电动机 1） 托盘 用来存放货物的工具，通过传送带将其移至指定的库位内。 2） 货架 18 用来存放货物的平台，仓库货架为框架式，通过托盘将货物放入指定库位。 图 7 货架 3） 指定货物 用一个货物来 模拟入库作业流程。 如图所示。 图 8 指定货物 4） 堆垛 机 由堆垛 机、升降台、传送带、两个电动机组成，用来将货物放至指定的货位内，如图所示 19 图 9 堆垛机 9）牵引槽 用来固定堆垛机水平移动的轨道，使堆垛机直线运动。 10）指示灯 当系统启动时等亮，当系统停止时灯灭 图 10 指示灯 20 组态软件中 监控 自动化立体仓库 组态软件的框架搭建 为了更好的来 监控 自动化立体仓库，首先要了解自动化立体仓库的工作原理和作业流程，在理解原理之后开始搭建自动化立体仓库的组态软件框架。 基本框架如下。 1） 用直线搭建一个货仓，仓库位置为右上角，取 4*3 位货仓，列货仓为 4 个， 分别用 A、 B、 C、 D来表示，横排货仓为 3 个，分别用 3表示，每个货仓放置一个托盘，用来存储货物。 在搭建好仓库之后给每个货位上放置 1 个参照物作为模拟货物，以便查看。 搭建好之后任选两个货位删去货物，以便之后堆垛机实行入库、出库作业。 工序完成后选定所有库位及货物合并图符，方便操作。 2） 用多线段搭建堆垛机，堆垛机立柱与仓库高度相似，方便升降台入。 堆垛机立柱下搭建一个平台，起到固定的作用，为了使堆垛机与现实接近， 在平台上安置一个电动机，命名为电动机 1，通过电动机的正反转控制堆垛机的水平移动。 在堆垛机下方的平台下画 一个计算机屏幕 1/3 长度的流动快 ，做牵引 导轨，使堆垛机运行时按直线行走。