现代物流运输模拟系统设计与实践.docx

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现代物流运输模拟系统设计与实践

现代物流模拟系统设计与实践

——堆垛单元

一、前言…………………………………………………………………………1

二、系统工作原理………………………………………………………………1

1、系统结构………………………………………………………………………1

2、堆垛单元主要功能……………………………………………………………2

三、工作方案选择………………………………………………………………2

1、存储单元控制面板……………………………………………………………2

2、储单元操作步骤……………………………………………………………3

四、元器件选择…………………………………………………………………4

1、元器件的选择…………………………………………………………………4

五、PLC输入／输出分配表和程序设计………………………………………5

1、输入/输出分配表………………………………………………………………5

2、电气原理图……………………………………………………………………6

3、程序流程图……………………………………………………………………7

六、小结…………………………………………………………………………8

七、参考文献……………………………………………………………………8

附录

梯形图………………………………………………………………………9

指令图………………………………………………………………………10

现代物流模拟系统

一．前言

物流系统技术是先进制造技术中的重要组成部分，从其广义内涵分析可以看出它已经从以前简单的物流搬运发展到今天的集机械设计、计算机科学、管理学和自动化控制技术等于一身的综合技术。

可编程程序控制器（ProgrammableController），1969年在美国DEC公司出现以来，经过20多年的发展，现在已成为一种应用广泛的新一代工业自动控制装置。

它采用大规模集成电路、微型计算机技术和通信技术的发展成果，逐步形成具有多种优点和微型、小型、中型、大型等各种规格的PC系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。

专业综合设计与实践是电气工程及其自动化专业的一门重要的实践课。

实践中的主要目的是使我们学习、训练、提高电气测量与景致方面的设计、实践能力。

通过JSP2000现代物流模拟系统提供的综合应用设计的教学培训平台，主要训练和学习PLC技术、传感器检测技术、气动技术、电机驱动技、机械结构与系统安装调试技术、电器技术基本技能及故障检测技能及系统日常维护技术。

使学生在分析、测绘、设计、调试等方面得到进一步的提高。

二．系统工作原理

1、系统结构

本系统共有装配、缓冲、堆垛和仓储四个单元组成，各单元根据其动作要求完成相应的动作。

我们小组本次专业设计主要是针对仓储单元。

1）装配单元

装配单元主要由可编程控制器，井式供料机，传送带，转盘输送带，气动机械手装配机，步进电机控制的机械手搬运机等组成。

2）缓冲单元

缓冲单元主要由可编程控制单元，带式传送机，斗式缓冲库，气动装料，移货装置，货物检测传感器等组成。

3）堆垛单元

堆垛单元主要由可编程控制单元，带式传送机，链式传送机等组成。

4）仓储单元

仓储单元主要是由可编程控制单元和单元货格式仓库组成。

单元货格式仓库由高层货架、具有位置控制的巷道起重机、接收货物载货台等组成。

巷道起重机由运行机构、起升机构、货物托盘机构组成。

2、堆垛单元主要功能

堆垛单元主要完成货物的堆垛。

货物由带式传送机输送到堆垛位置，在此过程中货物会进行自动翻转，然后到工件暂存处。

当堆垛位置的货物达到指定数量时进行货物的堆垛，由送料架把货物送至货车上，再由货车把货物送到货物堆垛处，在货物送至货物堆垛处时，链式传送带已将托盘送至货物堆垛处，最后货物放置在托盘上由垂直输送机将货物输送到仓储单元进行货物的仓储。

图1结构框架图

三．工作方案选择

1、堆垛单元控制面板

图2控制面板图

1）堆垛单元电源控制区域（POWER）

OFF：

急停按钮，可切断堆垛单元电源；

ON：

堆垛单元上电。

2）堆垛单元自动操作区域（AUTO）

RESET：

复位按钮；

START：

自动运行开始；

HOLD：

进给保持。

3）堆垛单元功能选择旋钮（MODE）

功能选择旋钮可选择自动（AUTO）或手动（JOG）。

4）缓冲单元手动操作区域（JOGSTART）

物料：

将上单元的货物以0°或90°进行排放，并推进小车；

物料翻转：

货物0°或90°排放选择；

托架：

传送一栈板至堆垛位置；

堆垛：

将小车内货物，堆放在栈板上；

出库：

将货物输送至下单元的接受货物载货台。

图3手动操作区域图

2、储单元操作步骤

1）开机

A、合上总电源开关QS1（在仓储单元电柜左侧）

B、拧开操作面板急停按钮

C、按操作面板上的电源ON按钮，堆垛单元启动，并进入可工作状态。

2）关机

A、确认机床可动部分已停止运动

B按操作面板上的急停按钮，关闭PLC单元和驱动单元等

C、关闭总电源开关QS1。

当仓储单元开机后，即可进行受动操作，在无报警的情况下，通过面板转换开关可使本单元处于自动操作模式。

四．元器件选择

1、元器件的选择

表1元器件型号表

元器件

型号

数量

备注

可编程控制器（PLC）

FX2N-64MR/MT

1

三菱

PLC驱动装置

FX2N-20GM

1

三菱

空气开关

DZ47-60C15

6

CHINT

断路器

CJX1-9

1

CHINT

中间继电器

JZX-22FD/4Z

9

CHINT

变压器

GBK3-1000

1

220/45，220/30，50~60HZ

直流电机

JINYF36ZY1202C

7

接收货物载物台运动

触点传感器

LJ8A3-2-Z/BX

10

用于判断货物托盘等到位

接近开关

LJ12A3-4-2/BX

1

用于检测货物的数目

可编程控制器：

选择型号为FX2N-48MR/MT，由于本次设计中有19个输入，16个输出，所以选择有24个输入和24个输出的此型号的可编程控制器。

PLC的驱动装置：

选择型号为FX2N-20GM，它能够控制两根轴，并可作为输出脉冲序列的专用单元，允许用户使用步进电机或伺服电机并通过驱动单元来控制定位。

电路中的空气开关、断路器都是起到了保护电路的作用，我分别选择了DZ47-60C15、CJX1-9系列。

中间继电器：

选择型号为JZX-22FD/4Z，这种继电器是一种小型功率继电器，具有重量轻、可靠性高、通断容量大、寿命长等特点，并且适用于交流50Hz，电压220v的控制电路，所以符合这次设计的要求。

变压器：

选择型号为GBK3-1000系列，这类变压器符合我国供电的标准电压220v和标准频率50Hz的要求，同时也满足了设计的控制电路对电压频率的要求。

直流电机：

选择选择型号为JINYF36ZY1202C，这种型号的电动机体积小，重量轻，适用于这个物流模拟系统。

在负载电流迅速变化下，具有良好的换向性能。

触点传感器：

选择型号为LJ8A3-2-Z/BX，它由高性能的敏感元件组成，故此类传感器具有感应灵敏的特点，能够在物料传到的同时发出信号，便于整个物流系统的操作流程紧凑，使得其效率提高。

接近开关：

选择型号为LJ12A3-4-2/BX，它是用来检测物体的有无通过的，是一种非接触检测，避免的对传感器本身和目标物的损坏，而且他是无触点输出，操作寿命长。

五．PLC输入／输出分配表和程序设计

1、输入/输出分配表

表2I/0口分配表

输入点

功能

输出点

功能

X00

托盘进料传感器

Y00

M1正转

X01

托盘到位传感器

Y02

M2正转

X02

接近开关

Y03

M2反转

X03

检测送料架传感器

Y04

M3正转

X04

货车送货到位传感器

Y05

M3反转

X05

货车回位传感器

Y06

M4正转

X06

推板推货传感器

Y07

M4反转

X07

推板回位传感器

Y10

M5正转

X22

检测货物到盘传感器

Y11

M6正转

X10

升降台上升传感器

Y14

START灯

X11

升降台送货传感器

Y15

HOLD灯

X12

START按钮

Y16

RESET灯

X13

HOLD按钮

Y17

物料灯

X14

RESET按钮

Y20

堆垛灯

X15

JOG/AUTO

Y21

托架灯

X16

物料按钮

Y22

出库灯

X17

堆垛按钮

X20

托架按钮

X21

出库按钮

由表2我们可以看出，当电动机M1正转时，托盘由链式传送带送到货物堆垛处；当电动机M2正转时，送料架将货物送至货车，电动机M2反转时，送料架又回归原位；当电动机M3正转时，货车将货物送至托盘处，电动机M3反转时，货车回归原位；当电动机M4正转时，推板将货物从货车上推到托盘上，电动机M4反转时，推板回归原位；当电动机M5正转时，升降台上升；当电动机M6正转时，升降台上的链式传送带将货物送至仓储单元。

3、电气原理图

图4电气原理图

3、程序流程图

图5程序流程图

六．小结

本次课程设计我们进行的是现代物流模拟系统设计与实践。

在本次设计中让我对现代物流模拟这一技术有了一定的了解，让我知道了它是由装配、缓冲、堆垛、仓储这四部分组成的。

我在这次设计中是对堆垛单元进行设计的。

通过对元器件的选择，以及输入输出口的确定，我画出了电气原理图，并通过电气原理图能画出该部分的梯形图。

总得来说在这次专业综合实践中，通过对硬件的观察、操作，深入了对物流模拟系统的认识，绘出其电气原理图，锻炼了我的分析、测绘能力；通过编写模块的PLC梯形图，加深了我对可编程控制器的了解，同时培养了我的编程思想，设计、调试能力都有一定的提高。

七．参考文献

1、《可编程序控制器应用技术》李建兴机械工业出版社

2、《电气控制与可编程控制技术》史国生化学工业出版社

3、《可编程控制器应用技术实训指导》李俊秀化工工业出版社

4、《可编程控制器应用技术与实力》袁任光华南理工大学出版社

附录

梯形图

指令图