立体仓库巷道堆垛机控制系统设计.doc
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本科毕业设计（论文）
题目立体仓库巷道堆垛机的控制系统设计
学生姓名韦忠爽
学号09B06070207
指导教师孙建华
学院机电学院
专业机械设计制造及其自动化
交稿日期2013年5月10日
学术诚信声明
本人郑重声明：
所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
中文题目：
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年月日
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本论文属于
不保密□。
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指导教师签名：
日期：
年月日日期：
年月日
上海建桥学院本科毕业设计（论文）
立体仓库巷道堆垛机的控制系统设计
摘要
集物流、信息流、和资金流于一身的物流配送中心，在全球化和市场化的时代里，促进了世界经济与贸易的大发展。
物流配送最核心的系统设备就是自动化立体仓库。
而堆垛机又是自动化立体仓库的关键设备。
本文设计的是一两排四层三列式立体仓库巷道式堆垛机的电气控制系统，并实现货物存取的模拟控制。
主要工作包括：
分析对比各类立体仓库的控制技术，确定实现方案；进行堆垛机的机械结构分析；进行堆垛机的控制系统设计；用组态软件设计人机界面，对货物存取过程进行仿真控制。
本文所述的系统是采用先进的西门子PLC控制器控制，用变频器驱动的半闭环交流伺服系统。
设计时分析了堆垛机的工作过程（主要运动有行走、升降和叉伸运动），利用了光电传感器检测堆垛机位置，并研究了堆垛机运动控制、认址检测方式，实现了堆垛机的运动和定位方案。
为了提升工作效率，使用了变频调速控制技术。
本文通过西门子S7-200SMART系统手册编写了PLC程序，通过上位机系统对PLC的运行进行监控，并对货位信息进行处理。
实现了本文设计的堆垛机系统的自动、手动2种控制方式。
机系统运行平稳，定位准确，安全可靠达到设计要求。
本文的软件设计分别采用STEP7编程软件实现堆垛机的出入库控制；采用组态王6.53设计监控系统，其包含设备及货位状态显示、故障报警、入库（库存）信息的报表等接口。
通过理论推导、实验研究，表明本文所研究的自动化立体仓库技术具有一定的先进性，实现方法切实可行，具有一定的实用价值和应用前景。
关键词:
自动化立体仓库，堆垛机，PLC，监控系统
I
Thedesignofcontrolsystemforstereoscopicwarehousestackermachine
Abstract
Inanageofglobalizationandmarketization,alogisticsdistributioncenter,whichincludeslogistics,informationflowandcapitalflow,promotesthegreatdevelopmentoftheworldeconomyandtrade.AutomationstereoscopicwarehouseisthecoreofsystemequipmentinLogisticsdistribution.Thestackeristhekeyequipmentofautomationstereoscopicwarehouse.
Thispaperisaimedatdesigningroadwaystackerelectricalcontrolsystemofatworowsoffourlayerthreecolumntypestereoscopicwarehouse,anditcanrealizethesimulationcontrolaccesstothegoods.Themainworkincludesfouritems:
thisarticlecomparesallkindsofthestereoscopicwarehousecontroltechnologytodeterminetheimplementationplan,analysisesstackingmachinemechanicalstructure,designsthestackercontrolsystemandusesconfigurationsoftwaretodesignman-machineinterfaceinordertocontrolaccesstogoodsprocesssimulation.
ThesystemdescribedinthisarticleusestheadvancedSiemensPLCcontrollerandtheinverter.Itishalfclosedloopacservosystem.InDesigning,thistexthasanalyzedtheworkingprocessofthestacker（mainmotioncontainswalking,forkliftingandstretching）,hasusedphotoelectricsensorstodetectpositionofstacker,hasstudiedthestackertorecognizeaddressdetectionmodeandmotioncontrol,andhasrealizedthestackermovementandpositioningschemes.Inordertoimproveworkefficiency,thispaperusesthetechnologyoffrequencycontrolofmotorspeedcontrol.BasedonSiemensS7-200SMARTsystemmanual,thisarticlewritesthePLCprogram.TheuppermachinesystemmonitorstheoperationofthePLC,andprocessesthepositioninformation.Thispaperhasdesignedtwokindsofcontrolmode:
stackersystemofautomaticandmanual.Machinesystemrunssmoothly,accurately,safelyandreliably.Itcanmeetthedesignrequirements.
Inthistext,thesoftwaredesignofstackerisrealizedrespectivelybyusingSTEP7programmingsoftwareandmonitoringsystemisdesignedbyadoptingKingview6.53,whichincludesastateofequipmentandgoodsdisplay,faultalarm,warehousing（inventory）informationreportinginterface.
Throughtheoreticalderivationandexperimentalresearch,thispaperprovesthattheresearchoftheautomaticsolidwarehousetechnologyisadvanced.Theimplementationmethodisfeasible.Thissystemhascertainpracticalvalueandapplicationprospect.
KeyWords：
Automatedmulti-layeredstorehouse,Stackingmachine,PLC,Monitoringandcontrolsystem
1
-I-
目录
摘要 I
Abstract II
1绪论 1
1.1堆垛机简介 1
1.2堆垛机的分类 1
1.3巷道式单立柱堆垛机的结构组成 3
1.4堆垛机在国内外的发展现状 4
1.5本文研究的主要内容 4
2仓储堆垛机的控制 5
2.1堆垛机主要运动及控制方式 5
2.1.1堆垛机的主要运动 5
2.1.2堆垛机的控制方式................................. 5
2.2堆垛机认址方式 5
2.2.1认址方式的介绍 5
2.2.2认址方式的确定 6
2.3堆垛机速度控制 7
2.3.1变频调速的工作原理.................................... 7
2.3.2速度曲线的设计 8
2.3.3半闭环控制 9
3控制系统硬件部分设计 10
3.1核心元件简介 10
3.1.1可编程控制器简介 10
3.1.2变频器简介................................ 10
3.2电气设计一般原则 10
3.2.1电器元件的选用 11
3.2.2堆垛机的配套传感器系统 11
3.3系统电路设计 12
3.3.1电气原理图设计的基本步骤 12
3.3.2电气原理图的设计方法 12
3.3.3主电路设计 14
3.3.4控制电路设计 14
4控制系统软件部分设计 16
4.1I/O分配 17
4.2PLC主程序设计 18
4.2.1程序初始化 18
4.2.2运行方式的选择 18
4.3PLC子程序设计 18
4.3.1堆垛机出、入库的主要运动 18
4.3.2堆垛机手动运行 19
4.3.3堆垛机自动运行 20
4.4堆垛机PLC
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