PLC智能仓库控制系统教学设计研究

时间:2022-11-14 03:03:22

PLC智能仓库控制系统教学设计研究

可编程控制器具有可靠性高、抗干扰性强、经济实用、功能完善、体积小巧、扩展性好等优点,是现代工厂控制系统设计的最佳选择。以往的继电器-接触器电路由于接线线路复杂,电器元件使用较多,触点容易老化,故障排查和解决比较困难,可靠性低等缺点,没法满足现代控制系统的使用要求[1-3]。根据课题研究的工艺对象,采用可编程控制器进行系统设计,学生详细了解控制系统设计的步骤和方法,认真学习控制系统的调试思路和仿真方法,为后期的设计工作打下基础。

1总体方案设计

按照智能仓库控制系统的设计内容,详细分析该系统的具体工艺,对要实现的功能进行说明,并明确系统的输入控制部分和输出控制部分,确定控制策略,提出控制方案。进行总体分析设计,对可编程控制器进行具体型号选择,使用AUTOCAD软件完成系统的硬件图纸设计。软件编程部分进行设计分析,为了方便系统设计和后期调试,进行系统I/O分配的设计,根据系统工艺控制策略以及硬件选型,进行程序流程的设计,详细考虑工艺功能的具体实现,按照程序流程,采用编程软件进行程序的设计编写,完成仿真调试,达到工艺设计的要求。智能仓库的重要设备为堆垛机,堆垛机是机械和电气控制相结合的产品。它主要由传感器、步进驱动电机、机械执行机构、控制系统等四大部分组成。堆垛机一般用电力驱动,通过自动或者手动控制,实现货物搬运,其主要用途是在高层货架的巷道中来回穿梭运行,将货物放入货格,或者取出货格内的货物,或者把货物从一个货格,搬运到另一个货格[4]。根据本系统设计,智能仓库模型如下图1所示。

2系统设计

根据控制要求和控制功能的分析,整个系统共有40个开关量输入、14个开关量输出,考虑到经济性和I/O要有一定的预留量,PLC机型选择采用的可编程控制器型号为三菱FX2N-64MR,该设备具有32个输入和32个输出,满足本系统I/O设计需要[5]。PLC的I/O分配如表1所示。表需要连接2个扩展模块FX2N-16EX,用于7~10取货,1~10货物限位,左移、右移限位,上移、下移限位,伸长、缩短限位,共20个扩展输入。根据上述控制要求分析和I/O地址分配,PLC的I/O接线原理图设计如图2所示。程序设计流程分为取货流程和存货流程[6]。在进行流程设计分析时,以9号取货和9号存货为例,进行流程图的设计。取货流程如下:在取货流程中,首先进行上电初始化,系统启动后,先检测9号仓位是否有货,如果有货,则按下9号取货按钮有效,当按下9号取货按钮后,堆垛机进行左移,在左移过程中,进行左移是否到位检测,如果没到位,继续左移,如果到位,将开始上移;堆垛机进行上移,在上移过程中,进行上移是否到位检测,如果没到位,继续上移,如果到位,将开始取货并下移;堆垛机进行下移,在下移过程中,进行下移是否到位检测,如果没到位,继续下移,如果到位,将开始右移;堆垛机进行右移,在右移过程中,进行右移是否到位检测,如果没到位,继续右移,如果到位,取货动作结束。打开开发系统软件,进行组态画面的设计,先建立画面,对组态画面的位置和尺寸、窗口的背景色进行设置。该软件桌面弹出工具箱,包括图形编译器、文本输入图标、图库图标、颜色设置图标、插入控件图标和各种曲线建立图标等,按照系统设计的工艺要求,对画面进行编译,包括参数状态显示、指示灯显示、参数变量输入对话框、模拟设备画面建立等。并且打开每个图标,进行属性设置,如图4所示。

3结论

本系统设计智能仓库系统,通过对立体仓库的存货和取货环节的系统设计分析。按照工艺的详细分析,采用可编程控制器和上位机的设计方案,选用可编程控制器为三菱FX2N-64MR,通过总体方案的确定,进行图纸的设计,包括可编程控制器接线图、数字量扩展模块接线图以及主电路接线图等。在程序流程分析中,重点对自动状态下的各个逻辑控制进行详细设计,完成程序的设计和调试。在上位机系统设计中,通过连接通讯设备、建立变量表、编译画面并完成动画连接设计,达到了系统可视化的工艺要求。通过系统的调试,本系统设计符合立体仓库控制系统的工艺方案。通过最终的系统测试,本设计的系统稳定可靠,扩展性强,易于理解和升级,符合设计的要求[7]。

作者:李彬 单位:广东理工学院电气与电子工程学院