智能倉儲控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法

徐煒

摘? 要：智能倉儲控制系統(tǒng)是當今服務(wù)于自動化技術(shù)中的一種工廠內(nèi)經(jīng)常使用的系統(tǒng)機制。機器手是自動化倉庫的重要組成部分之一，它可以完全替代人工手動操作，將物料進行存取和技術(shù)分類操作。研究發(fā)現(xiàn)通過使用PLC等技術(shù)，能夠配合設(shè)計者構(gòu)建出自動化定向功能的智能倉儲系統(tǒng)。筆者通過Visu+開發(fā)的觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)為主要介紹內(nèi)容，探索如何最終達到有效的系統(tǒng)可視化智能存儲過程。

關(guān)鍵詞：自動化? 智能工廠? 倉儲控制? PLC? Profinet

現(xiàn)代倉儲業(yè)的發(fā)展不可避免地鼓勵了自動倉庫的發(fā)展。計算機技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代企業(yè)倉儲管理提供了重要的技術(shù)支撐，倉庫自動化是自動化技術(shù)在倉儲管理中的重要應(yīng)用。倉庫已經(jīng)歷了許多階段的變遷，如手動倉庫階段，機械倉庫階段，自動化倉庫階段，隨著工業(yè)2.0的提出，現(xiàn)在已發(fā)展為智能倉庫階段。大多數(shù)自動化倉庫由3個主要系統(tǒng)組成：存儲、訪問和移動處理管理，它們結(jié)合了機電控制，高效控制和低功率控制的管理，以及現(xiàn)代物流系統(tǒng)控制中心的協(xié)調(diào)。基于自動倉庫的結(jié)構(gòu)，該文主要介紹了一種使用移動式貨架存取物料的自動節(jié)能控制系統(tǒng)。

1? 倉儲機器手功能設(shè)計及實現(xiàn)

自動倉儲系統(tǒng)，首先將物料送至堆垛機的卸貨位置，再由傳送裝置將物料送進倉庫，最后由堆垛機將物料運輸?shù)街付ǖ拇娣诺攸c。利用倉庫中的智能機器人，建設(shè)立體化的產(chǎn)品運輸系統(tǒng)，減少空間消耗，增加運輸帶的數(shù)量。這種自動機器化倉庫系統(tǒng)的設(shè)置能夠合理地運用機器手，在一個空間中快速的進行產(chǎn)品運輸，減少看管人員的工作量，增加工作效率，從一定意義上提高企業(yè)利潤。

在傳統(tǒng)倉庫中，貨架是固定的。為了方便取用物料，在每排貨架之間設(shè)置通道，以允許叉車存取物料，從而有效地減少了空間利用率。管理人員僅僅需要將物料放在貨架上并讓機器手自動化運輸即可，極大地縮短了運輸路線和貨架收縮，可以有效節(jié)省空間。

2? 控制系統(tǒng)

2.1 參數(shù)設(shè)定

Festo隨附的Festo Configuration Tool（FCT）軟件用于確定伺服驅(qū)動器磁場參數(shù)。可以配置Profinet設(shè)置，并可以設(shè)置速度等參數(shù)。PLC主站與從站建立數(shù)據(jù)連接后，主站和從站數(shù)據(jù)進行信號傳輸。對于輸出數(shù)據(jù)的字節(jié)控制，輸入字節(jié)控制信號數(shù)據(jù)。3種控制模式以字節(jié)為單位進行系統(tǒng)控制，即位置控制、功率控制量和速度轉(zhuǎn)矩控制。

2.2 定位控制

定位控制是所有倉庫自動化系統(tǒng)的核心，并且是所有倉儲系統(tǒng)的中心，控制并監(jiān)視所有倉庫的動作。在此存儲系統(tǒng)中信號系統(tǒng)的控制有助于有效地節(jié)省消耗和控制所有自動存儲系統(tǒng)的效率。物料一旦存儲起來，就可以輕松分類并進行存放;如果貨架滿存，則將物料存放在相鄰的貨架上。

訪問產(chǎn)品：為減少功耗，在訪問產(chǎn)品時，還應(yīng)盡量不要移動某些貨架。收集產(chǎn)品時，應(yīng)使用貨架定位原理進行存放。根據(jù)特定的運營政策，設(shè)置特殊機制以找到最佳位置;即在制定政策時，將使用最短的周轉(zhuǎn)時間來實現(xiàn)最大的效率和能效。

3? 軟件設(shè)計

為了實現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)，PLC模塊的具體配置和相關(guān)功能包括電源模塊、CPU模塊和輸入/輸出模塊、CC-Link遠程設(shè)備模塊和觸摸屏模塊，并由一些為PLC系統(tǒng)實現(xiàn)的模塊制造商逐步確定。

編寫程序。首先集成PLC控制模塊。根據(jù)整個存儲系統(tǒng)的輸入和輸出信號的組成，可以選擇特定類型的PLC模塊，包括子模塊，例如電源模塊、CPU模塊和輸入/輸出模塊。選擇特定的PLC型號時，自動倉庫管理系統(tǒng)的所有輸入和輸出信號都會打開并具有大量輸入。開關(guān)信號和輸出信號相對較小，必須將其集成以確保對輸入信號進行適當?shù)目刂啤７e分輸入信號的常用方法包括組輸入、矩陣輸入、積分輸入和輸入引腳積分。已采用8×6矩陣輸入法切換48位信號。

另外，將12個光電管和3個信令信號連接到輸入模塊，無需特殊程序調(diào)用即可直接從CPU模塊讀取它們。其次，設(shè)計用戶機界面。為了可視化整個自動化倉庫的運行并實時監(jiān)控進貨時的倉儲系統(tǒng)并實現(xiàn)有效管理，有必要為控制系統(tǒng)提供清晰可視的人機界面，此處選擇帶有CC-Link接口模塊的觸摸屏作為模塊。顯示界面，用作遠程系統(tǒng)站的設(shè)備。恢復(fù)CC-Link網(wǎng)絡(luò)。為了集中控制輸入和輸出信號，它們被連接到輸入模塊或遠程CC-Link網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的模塊。

網(wǎng)絡(luò)位置設(shè)置CC-Link包括一個基站、一個遠程設(shè)備站和一個觸摸屏站。光電傳感器的各種輸入信號和跨接開關(guān)的開關(guān)信號連接到主站的輸入模塊，引擎控制信號直接連接到主站的輸出模塊。各個位置的微動開關(guān)的輸入信號均連接至設(shè)備的遠程模塊。觸摸屏上面顯示的各種控制信號用作從屬觸摸屏的輸入信號。在設(shè)置各種信號的末端之后，配置CC-Link網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，

最后，使用主站和每個從站之間的通信來執(zhí)行設(shè)置。 PLC硬件控制的全自動存儲。最后，對PLC控制進行編程。 PLC控制程序是控制算法概念的具體體現(xiàn)。在對PLC控制程序進行編程時，將調(diào)整每個節(jié)點的運行狀態(tài)，以便完成對物料的訪問。特別是設(shè)備主站和遠程站中每個節(jié)點的狀態(tài)，以確定輸入/輸出信號的狀態(tài);通過提供對充電過程的訪問，可以根據(jù)輸入信號的狀態(tài)來控制引擎。將卡車安裝在最佳位置。有目的的控制程序3個主要階段的創(chuàng)建完成了存儲軟件的PLC控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。

4? 采用機器人控制

工作量和卸載檢測電路，使用光電傳感器控制機器人在標準點500mm處通過工作點時暫停和前進，并向PLC發(fā)送信號以發(fā)送多關(guān)節(jié)機器人實現(xiàn)產(chǎn)品控制。在抓取過程中，末端執(zhí)行器采取氣動真空抽吸和真空吹掃的形式，具體取決于圍繞機器人止動件的整個圓周分布的材料。當末端執(zhí)行器吸起物料時，光電傳感器檢測到物料，此時機械臂返回到參考點，并且機器人可以在觸摸參考點位置開關(guān)時繼續(xù)前進。發(fā)送物料時的相同原理，真空吹塵，末端執(zhí)行傳感器不檢測物料，機器手返回到參考點，啟動機器人，拾取下一產(chǎn)品并將其循環(huán)。在這種情況下，為了使帶有工件的機器人平穩(wěn)地移動，一定要將機器臂調(diào)整到與行進方向相同的平面，直到完成所有來自工作的負載。

5? 結(jié)語

該智能倉儲控制系統(tǒng)已在現(xiàn)場調(diào)試運行，實現(xiàn)了機器人的智能抓握和上位機對倉庫外產(chǎn)品的控制功能，具有控制靈活、性能穩(wěn)定、人機界面友好的特點。該控制系統(tǒng)使用Profinet現(xiàn)場總線，該總線具有高度可擴展性，并為后續(xù)存儲系統(tǒng)的改進和修改提供了更多空間。隨著工業(yè)新時代智能制造技術(shù)的進一步發(fā)展，基于PLC和Profinet的智能存儲控制系統(tǒng)將具有廣闊的應(yīng)用前景。

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