基于PLC的自動化倉庫存儲系統的研究

孫琦 張霖

摘要：自動化倉庫存儲是一項具有簡單識別并自動運行的完備系統，它具有位置識別，遠程通訊和結構化進程等特點。該系統可應用在中小型的存儲倉庫中。本系統采用PLC（ProgrammableLogicController）來充當控制核心，實現結構化運行，每個動作都是獨立的程序塊，有效地避免了系統出現程序運行錯誤的情況。本文設計了三菱FX3U機型的PLCI/O分配表和外部接線圖，并按照實際工作環境進行了模擬，其運行結果與實際運行要求相同。

關鍵詞：自動化倉庫;三菱PLC;SFC圖

中圖分類號：TP311.52文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）03-0054-02

Abstract：Automaticwarehousestorageisacompletesystemwithsimpleidentificationandautomaticoperation.Ithasthecharacteristicsoflocationidentification，remotecommunicationandstructuredprocess.Thesystemcanbeusedinsmallandmediumsizestoragewarehouse.ThissystemUSESPLC（ProgrammableLogicController）toactasthecontrolcore，andrealizesstructuredoperation.Eachactionisanindependentprogramblock，whicheffectivelyavoidstheoccurrenceofprogramrunningerrorsinthesystem.Inthispaper，PLCI/OdistributiontableandexternalwiringdiagramofMitsubishiFX3Umodelaredesignedandsimulatedaccordingtotheactualworkingenvironment.Theoperatingresultsarethesameastheactualoperatingrequirements.

Keywords：AutomatedwarehousemitsubishiPLCSFCdiagram

自動化倉庫存儲排列與輸出項目適用于倉庫管理，物流運輸等場所，可有效地減少使用場所的維護成本，具有結構化運行，人員遠距離操作等特點。

1系統的控制要求

本系統的控制要求為：觸摸屏輸入位置一（抓取）與位置二坐標（存放）——運行指示燈亮——機械爪進行移動——機械爪到目標一位置停止移動——伸出機械爪——抓取貨物——縮回機械爪——機械爪進行移動——機械爪移動到目標二位置停止移動——伸出機械爪——放下貨物——縮回機械爪——判別有無位置輸入——進行下一步移動。

2I/O的確定與分配

2.1I/O分配表。根據前文中所描述的系統控制要求，

該系統約有9個輸入端子，11個輸出端子。表1為I/O分布表及其對應實際現場器件。

2.2PLC的選型。三菱PLC是一個可以滿足多樣化用途的PLC，它具有高速度，高性能和高容量的特點。該系統共需要20個I/O，根據PLC的選用原則，點數上應當增加10%～20%的備用量，以便隨時增加控制功能。本系統選用FX3U-32MR-ES-A，該型號有16個輸入點和輸出點，且為繼電器輸出，符合本系統的要求。

3PLC控制程序

控制程序基于三菱FX3U-32MRPLC，使用三菱GXworks2編程軟件，采用了SFC的編程方式，運行邏輯如圖1所示，程序描述如下：

（1）系統初始化。

（2）輸入位置一（抓取）與位置二（存放）坐標。通過觸摸屏在對應位置輸入位置一與位置二，并點擊確認使M0置1。若只輸入一個或兩個都未輸入，則不能運行，無法進入下一流程。

（3）運行指示燈亮。對應輸出點Y010置位1，運行指示燈亮。

（4）機械爪進行移動。經過PLC計算機械爪的位置與位置一的位置之差，判別X軸的左移還是右移，通過在每個位置上安裝的位置感應器X010來確認機械爪的位置，X軸移動完之后，進行Y軸移動，移動到相應位置。

（5）機械爪到目標一位置停止移動。經確認移動到目標位置后，抱閘系統啟動，輸出點Y011觸點置一。

（6）伸出機械爪。垂直移動正轉Y006置1機械爪開始伸出，碰觸貨箱后輸入觸點X005置1，X005置1使Y006復位，機械爪停止伸出。

（7）抓取貨物。扣運貨箱正轉Y004置1，機械爪開始閉合，定時器T1開始計算一定時間，時間到后T1使Y004置0，并且T1歸零。

（8）縮回機械爪。垂直移動反轉Y007置1，機械爪開始縮回，碰觸到機械爪收縮到位開關X007，Y007置0，機械爪停止縮回移動。

（9）機械爪進行移動。抱閘系統關閉，Y010置0。經過PLC計算機械爪的位置與位置二的位置之差，判別X軸是左移還是右移，X軸移動完之后，進行Y軸移動，移動到相應位置。

（10）機械爪移動到目標二位置停止移動。經確認移動到目標位置后，抱閘系統啟動Y011置一。

（11）伸出機械爪。垂直移動正轉Y006置1機械爪開始伸出，貨箱碰觸時產生的壓力使貨箱碰觸到比觸碰貨箱感應開關1（X005）低一點觸碰貨箱感應開關2（X006），用X006對Y006置0，機械爪伸出位移停止。

（12）放下貨物。扣運貨箱反轉Y005置1，機械爪開始松開，貨箱被放置在位置二。定時器T2開始計算時間，時間到后T2使Y005置0，并且T2歸零。

（13）縮回機械爪。垂直移動反轉Y007置1，機械爪開始縮回，碰觸到機械爪收縮到位開關X007，Y007置0，機械爪停止縮回移動。

（14）判別有無位置輸入。通過PLC確認是否有位置輸入，等待時間50秒。

有：回到（4）;

無：計算與初始位置之差通過PLC比較進行移動并回到（4）。

4模擬測試

本文使用GTDesigner3軟件與GXWorks2軟件之間進行模擬，模擬結果為正確運行，實現了該項目的邏輯性，確保了系統在實際應用中的可行性。

5結語

綜上所述，本系統可應用于中小型倉庫的物流管理等，可以實現對倉庫內的貨物進行有效規劃并排列，有效地減少了人員與資源的使用，節約了維護成本，同時在使用時也應用了SFC程序，避免了程序出錯的可能性，是實現全面自動化管理的重要組成部分，在將來實現全面自動化的管理中相信也有一定的價值。

參考文獻：

[1]杜夢陽，劉紅梅，馬幸福.基于三菱PLC自動門的設計[J].輕工科技，2017，33（08）：49-50、52.

[2]陳一鑫，林中達，陳強.基于PLC的自動控制實驗平臺設計[J].工業控制計算機，2008（10）：68-69.

[3]蔡明學.基于三菱PLC的數控機床控制系統設計[J].智慧工廠，2017（03）：74-76.

作者簡介：孫琦;（1999-）;男，漢族，2017級學生，電氣自動化技術專業，研究方向：可編程邏輯控制器和自動化技術。