分析自动化立体仓库机械结构设计

张兴晨1郑旭宇2徐雨生3姚新科4马健康5

1、南京工程学院机械工程学院2111672、南京工程学院电力工程学院2111673、南京工程学院机械工程学院2111674、南京工程学院自动化学院2111675、江苏经贸职业技术学院体育系2111006、南京工程学院信息与通信工程学院2111677、南京工程学院经济与管理学院2111678、南京工程学院信息与通信工程学院2111679、江苏经贸职业技术学院国际教育学院211100

摘要：自动化立体声仓库是现代物流系统迅速发展的一个重要组成部分。这是一个多级货物存储的高速存储系统，包括自动化控制和管理系统、高速平台、隧道堆栈、自动化仓库、自动化仓库、计算机控制系统和ATU。辅助设备.它有许多优点：节省空间，减少劳力密集度，减少错误，提高仓库自动化和管理水平，提高管理和操作人员的素质，减少储存损失，减少库存损失有效处理拖欠的现金和提高物流效率。今天，我国国民经济的迅速发展，立体声自动仓库肯定会越来越多地在所有部门使用。这个电力控制主体是西门子PLC，一步一步一步地发动机。本文件首先简要介绍问题，然后分析和分析系统的组成、结构和物理原理，对系统所使用的设备的单独介绍，重点是开发。nPLC程序，最后是设计摘要和设计摘要。

关键词：立体仓库；可编程控制器（PLC）；步进电机

一、引言

可编程控制器是自1970年代以来根据集成电路和计算机技术开发的一种新型工业控制器，由于其功能、高可靠性、结构灵活性、使用方便性和小尺寸、轻尺寸等原因，国外广泛应用于所有自动化控制领域，现已成为工业生产自动化的支柱。近年来，PLC技术和产品开发应用在国内迅速发展。

自动化立体声仓库（也称仓库）是一个自动存储和提取材料的系统，没有直接的劳动力参与。它是一个利用高层仓储平台存储货物和使用专门的仓储设备的系统。安美奇直达天下广告平台将采用“云搜索”和“微广告”技术为大家提供精确的搜索直达服务和专业的广告宣传策划方案。

（一）可编程控制器（PLC）的基本结构和工作原理

PLC基本上是一台专用于工业控制的计算机，其硬件结构与微机相同，包括：电源组件、中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出组件、编程器。

PLC过程通常可分为三个主要阶段：输入采样阶段（输入扫描）、程序执行阶段（运行扫描）和输出更新阶段（PLC的输出扫描）。但是，严格地说，应该包括以下四个过程，所有这些过程都是在输入扫描过程之后完成的：有一个自我监视系统，与编程器交换信息，与数字处理器交换信息，网络通信。

（二）全自动堆垛机

堆栈是根据立体仓库的生产而设计的专门起重机，它们是立体仓库中的重要运输设备，主要用于高级管理层通道内的回程和回程操作，同时储存市场。该模型包括一条通道、一个完全自动化的堆栈、两个发货台和两个门（4层和3列）的移动和提升。自动发动机由步进电机控制，叉子由直流电机控制。

（三）步进电机的选择

在该立体仓库控制系统中的步进电动机采用北京斯达特机电科技发展有限公司生产的2相8拍混合式步进电机，它的主要特点：体积小，具有较高的起动和运行频率，有定位转矩等优点。型号：42BYGHl01。快接线插头：红色表示A相，蓝色表示B相；如果发现步进电机转向不对时可以将A相或B相中的两条线对调。

（四）步进电机驱动器的选择

该主体使用SH步进电动机系列，SH-2H057模型。三个主要元件是：输出部分、信号输入部分、电源输入部分。SH-2H057步进电动机使用适合于低功率驱动的铸造铝结构，该结构优越。无风扇封闭的测定装置，其外壳具有良好的散热性能，因此必须将其固定在较厚的外壳或更厚和更大的金属板上，并且接触表面必须涂有导热二氧化硅或被风扇包围。

（五）PLC的选型

在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步进行PLC工程设计选型。设计选型的主要依据是工艺流程的应用要求和特点。

根据所控制的执行机构电源电压及功率来决定输出触点类型，如果系统里有需要用到高速脉冲输出控制步进电机或伺服系统时，一定要选择晶体管输出类型。本设计因为有步进电机的控制所以选择晶体管输出类型。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。本课题设计的立体仓库控制系统有输入信号40个，输出信号21个。所选I/O点不得低于61点，结合实际情况，考虑到经济实惠所以本系统所采用的PLC是西门子S7-200CPU226DC24V，外加一个数字量扩展模块EM223。

二、系统控制软件设计

（一）西门子编程软件的特点

西门子STEP7是用于SIMATICS7-300/400站创建可编程逻辑控制程序的标准软件，可使用梯形图、语句表和功能块图进行编程操作。PCD1和PCD2Saia-PCD控制设备也可以用SiemensStep7来编程。使用STEP7编程可以在SaiaPCD上实现某些集成在STEP7内的功能，不只是兼容。

STEP7具有如下功能：硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。

（二）系统流程图

1.控制流程介绍：

（1）将选择开关置于自动位置，通电状态下，各机构复位，即返回零位。立体仓库坐标定位以零位开始。

（2）当送货的时候，选择欲送货物的仓位号，按动仓位号对应的按钮，控制面板数码管显示仓位号。按送货按钮后，货物自动送入指定的仓位号对应的仓库位里。若被指定的仓位号里有货物，则送货命令不被执行。送货完成后，小车自动返回原来的位置。

（3）当取货的时候，选择欲取货物的仓位号后，按动取货按钮后，在控制面板的数码管里显示出来，堆垛机可以自动将货物取出。如果小车里有货物，则取货命令不被执行。

（4）取货和送货指令完成后，机构自动返回原来位置。

（5）整个电气控制系统必须设置急停按钮，以防发生。

三、结论

自动化立体仓库是机械和电气、强电控制和弱电控制相结合的产品。主要由货物储存系统、货物存取和传送系统、控制和管理等三大系统所组成。

立体声仓库的发展速度越来越快，使用管理计算机和便利现代企业管理的实施等，现已成为企业物流和生产管理所不可或缺的仓储技术，公司越来越欣赏PLC，具有高可靠性、高抗干扰性、方便使用、设计安装方便等特点，可以很好地完成立体存储控制系统的设计。

参考文献：

[1]吴亦锋，侯志伟.PLC及电气控制[M].电子工业出版社，2012（3）.

[2]李建兴，陈炜，马莹编.PLC技术与应用[M].机械工业出版社，2011.

[3]刘宝廷，程树康.步进电动机及其驱动控制系统[M].哈尔滨工业大学出版社，1997.