基于PLC的智能倉儲控制系統的設計

楊影麗+陳家強

摘 要：該系統的設計主要是以西門子S7-200系列的PLC為控制器，實現一個九倉位的智能倉儲的出入庫功能。通過輸出脈沖信號控制步進電機運行，并利用步進電機驅動器連接兩者，還用到一些傳感器，對各種模擬情況進行監控。重點對該系統硬件進行選擇和PLC程序的編寫、調試和仿真。

關鍵詞：智能倉儲；PLC；步進電機；傳感器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.147

0 引言

智能倉儲是指利用貨架（幾層至幾十層）對貨物進行存儲，并用同樣設備對貨物進行出入庫作業。它可以將計算機與信息管理系統相結合，不僅通過控制指令完成貨物的存取作業，還對現有貨物進行管理。智能倉儲庫的組成部分主要有底盤、三層三列立體倉位庫體、電氣控制、運動機械。

1 系統控制方案的確定

該智能倉儲共有9個倉庫位、物品輸入/出口，每個倉位都可自檢。

堆垛機一共有三個自由度：前進和后退；上和下；左和右；步進電機對堆垛機運動進行驅動控制；堆垛機的前進運動和上運動可同時進行；在前進、后退和上、下運動時要對堆垛機有超限位保護；為防止錯誤操作，在每個倉位里都有檢測裝置；在操作時，按完倉位號后，沒生效或取之前，可按取消鍵將該操作取消；該系統必須設置急停按鈕，用來防止意外情況發生。

2 智能倉儲系統控制硬件設計

該智能倉儲控制系統是以PLC為控制核心的。該系統的輸入信號分別有開關、倉位、檢測、限位保護共計31個，輸出信號分別有動作執行、顯示倉位燈共計16個，所需I/O點數為47點，輸入輸出點估算值為54點。綜上所述，考慮到經濟性，該系統所采用的PLC是西門子S7-200 CPU226 DC24V。由于CPU226的I/O點數分別為輸入點24個，輸出點16個，一共40個，所以外加一個數字量擴展模塊EM223。該系統中的步進電動機選用2相4步混合式步進電機，型號：42BYGH101。通常情況下，2相4步電機可以直接和驅動器相連，因此選擇SH系列的步進電機驅動器，型號SH-2H057。

歐姆龍EE-SPY402凹槽型、反射型接插件式傳感器來進行貨物檢測，采用能抗周圍外來光干擾的便調光式。

由該設計要求，總結出該智能倉儲控制系統的系統總接線圖，如圖1所示。

3 仿真結果

以一號倉庫為例，對一號倉庫進行送貨，先輸入I0.1、I0.2進入送貨程序，然后輸入I0.6、I3.1，堆垛機前進一步，顯示一號倉庫，輸出為Q0.0（前進）、Q0.7（顯示1倉庫）；接著輸入I3.5，把貨物送到一號倉庫內，輸出為Q0.4（送進）；最后輸入I2.0、I3.2，對一號倉庫進行檢測，堆垛機后退一步，歸位。如圖2所示。

4 結論

該設計的智能倉儲控制系統是以PLC為核心進行設計的，主要利用PLC控制功能的強大，來實現對智能倉儲進行控制的功能，該控制有接線簡單、編程直觀、擴展容易等特點，并且當系統要求功能增加時，只對軟件程序進行簡單的更改就可以了。

參考文獻：

[1]李明河.可編程控制器原理與應用[M].合肥大學工業出版社， 2009.

[2]吳亦鋒.PLC及電氣控制[M].電子工業出版社，2012.endprint