下面是小编为大家整理的基于某PLC自动化立体仓库设计（全文完整）,供大家参考。
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毕业设计〔论文〕
题
目
基于 PLC 的自动化
系
〔院〕 立体仓库设计 自动化系 专
业
电气自动化技术 班
级
2010 级 5 班
学 号
指导教师
职 称 助教
二〇一三年六月十日
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基于 PLC 的自动化立体仓库设计
摘 要
随着国民经济的飞速开展 ,自动化立体仓库会在各行各业中得到越来越广泛的应用。自动化立体仓库是现代物流系统的重要组成局部，是一种 多层存放货物的高架仓库系统，由自动控制、管理系统、高位货架、巷道 堆垛机、自动入库、自动出库、计算机管理控制系统以与其他辅助设备组 成。本仓库模型控制系统是根据自动化立体仓库运行的根本原理而设计的。在整个控制系统中以三菱FX2N 系列PLC 作为核心控制元件，专用键盘作为人机接口部件，控制步进电机来驱动一个有三自由度的仓库模型在高强度 导轨上做三维运动。以步进电机每转输出的脉冲数为根底，通过键盘对每 个仓位予以地址编码，通过PLC 对命令键盘进展扫描并得到相应的仓位号， 当 PLC 接收到来自键盘的输入命令后，便输出对应仓位的脉冲数，经过驱动器驱动步进电机按设定的方向转动一定的角度，进而控制传动部件丝杠 旋转进展准确的定位，以完成货物的存取功能。另外，为了保证整个控制 系统运行的稳定性和可靠性，我们还采用了限位开关对其进展限位保护。
本文首先对该课题的可行性与课题实现的现实意义和价值进展了介绍；其 次对该系统的硬件组成、结构、原理进展了阐述和分析；再次对本控制系 统的核心软件进展了编写，论文中既有梯形图又有相应的语句表；最后对 设计本课题所学到的知识和结论进展归纳和总结，并对本论文有待完善的 地方进展扼要的说明。
关键字：立体仓库，可编程控制器〔PLC〕，步进电机，物流管理
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explanation.
Based on PLC automatic stereoscopic warehouse design Abstract With the rapid development of national economy, the automation stereoscopic warehouse will get more and more extensive application in all trades and professions. The automated warehouse is an important part of modern logistics system, elevated warehouse system for a multi-layer storage of goods, which consists of automatic control and management system, high shelves, stacking machine, automatic storage, automatic warehouse, puter control system and other auxiliary equipment. The warehouse model of the control system is designed according to the basic principle of automated warehouse operation. In the whole control system in order to Mitsubishi FX2N series PLC as the core control element, a special keyboard as the man-machine interface unit, control the stepper motor to drive a warehouse model of three degrees of freedom movement in three dimensional high strength rail. This paper first introduces the feasibility and the subject of the implementation of practical significance and value; secondly, the system hardware position, structure, principle are described and analyzed; the core of the control system again -- software has been written, the paper is a ladder diagram and the corresponding statement at the end of the table; the subject of the design knowledge and conclusions are summarized, and the perfect place to be making a brief
Key words:stereoscopic，warehouse programmable controller (PLC)，stepping motor, logistics management
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目
录
引言
3 第一章绪论
2 本课题设计的背景 2
本课题设计的容 3
本课题设计的目的和意义 3
第二章系统控制方案确实定
5 自动化立体仓库的概述 5 采用 PLC 控制立体仓库的优点 6 系统设计的根本步骤 6 系统控制方案 6 立体仓库技术参数确实定 9 第三章系统硬件设计
10 控制系统结构设计 10 可编程控制器(PLC)的选型 11 3.2.1 PLC 概述 11 3.2.2 PLC 的选型 11 机型的选择 12 步进电机 12 步进电机驱动系统的根本组成和工作原理 12 传感器 13 微动开关的选择 14 3.6 PLC 输入输出分配表 15 电气原理图的设计 16 第四章系统控制软件设计
17
梯形图概述 17 系统流程图 18 I / 32
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梯形图的设计 19 第五章系统调试与结论
20 梯形图程序的下载 20 传输设置 20 梯形图写入 PLC20 程序运行过程记录 21 结论 22
谢辞错误!未定义书签。参考文献
24 附录 PLC 设计的梯形图 25
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引
言
自动化立体仓库也称立库，是在不直接进展人工参与的情况下自动地存储和取出物料的系统。它是采用高层货架存储货物，用专门的仓储作业设备进展货物出入库作业的仓库。立体仓库是一种集信息、储存、管理于一体的高技术机电一体化产品，随着现代工业的生产规模的不断扩大和深化，它将为工业、企业带来巨大的经济效益。以往的自动化仓库，大都采用 PLC 加计算机或计算机加控制板卡的方式进展控制。计算机技术的飞速开展，计算机的性能以与稳定性的大幅度提高以与现场总线技术的日益成熟，一 种新的控制方式——软 PLC 控制方式正在逐渐形成并被应用于各种控制领域，其中就包括自动化立体仓库。本文中 PLC 对立体仓库的控制系统是利用计算机控制调度、管理，完成了计算机与 PLC 之间或 PLC 与 PLC 之间的监视和控制参数的传递，应用了PLC 通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等优点，提高了立体仓库的自动化管理水平。并且与继电、接触器系统相比更加可靠，占位空间比 继电、接触器控制系统小。经过实践证明，这种管理和控制结构具有很高的可靠性和稳定性。
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第一章
绪论
本课题设计的背景
立体仓库一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进展货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间储存货 物，故常形象地将其称为“立体仓库〞。
立体仓库的产生和开展是第二次世界大战之后生产和技术开展的结果。50 年代初， 美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50 年代末 60 年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963 年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速开展，并形成了专门的学科。60 年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且开展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。
我国对立体仓库与其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963 年研制成第一台桥式堆垛起重机，1973 年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库，该库 1980 年投入运行。到目前为止，我国自动化立体仓库数量已超过200 座。由于其具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进展控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。海尔集团国际物流中心立体库就是个很好的例子,目前经过第三次技术革新，跃升为技术水平世界领先的物流中心。该立体库高 22 米，全部操作采用世界上最先进的激光导引无 人运输车系统，实现了物流的自动化和智能化，使海尔集团库存资金占用从每年 15 亿 元降至 6 亿元，杜绝了呆滞物资的产生。
这是激光导引无人运输车向自动巷道堆垛机运送产品。高度智能化使立体仓库仅需要 28 名工人就能全部控制。
自动化仓库应用围很广，几乎遍布所有行业。在我国，自动化仓库应用的行业主要有机械、冶金、化工、航空航天、电子、医药、食品加工、烟草、印刷、配送中心、机场、港口等。
1969 年美国数字设备公司〔DEC〕研制书世界第一台可编程控制器，并成功地应用在美国〔GM〕的生产线上。但当时只能进展逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC〔programmable logic controller〕。
70 年代后期，随着微电子技术和计算机的迅猛开展，使 PLC 从开关量的逻辑控制扩展到数字控制与生产过程控制域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编
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程控制器，简称 PC〔programmable controller〕。但由于 PC 容易与个人计算机 〔programmable puter〕相混淆，故人们仍习惯地用 PLC 作为可编程器的缩写。1985 年国际电工委员会〔IEC〕对 PLC 的定义如下：
可编程控制器是一种进展数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计，它采用了可编程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。
PLC 是继电器逻辑控制系统开展而来，所以它在数学处理、顺序控制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：〔1〕逻辑运算〔2〕弱电控制强电。
PLC 是集自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置， 已跃居工业自动化三大支柱〔PLC、ROBOT、CAD/CAM〕的首位。可编程控制器，简称 PLC。它在集成电路、计算机技术的根底上开展起来的一中新型工业控制设备。具有：〔1〕可靠性高、抗干扰能力强〔2〕设计、安装容易，维护工作量少〔3〕功能强、通用性〔4〕开发周期短，成功率高〔5〕体积小，重量轻、功耗底等特点。已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。与继电—接触器系统相比系统更加可靠；占位空间比继电—接触器控制系统小；价格上能与继电—接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、触器与于之相当的执行机构；能向中央执行机构；能向中央数据处理系统直接传输数据等。
因此，进展立体仓库的 PLC 控制系统的设计，可以推动机械手行业的开展，扩大 PLC 在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。
本课题设计的容
课题的主要任务是基于三菱 FX2N 系列 PLC 的自动化立体仓库控制系统的设计。仓位的主体框架除包括十二个库位外，还配有一个物品入口位和一个出口位，并在这十二个库位的底部均设置有检测开关，假如库有物品，如此压制相应的检测开关使之闭合， 假如无物品，如此相应的检测开关断开。
本课题设计的目的和意义
传统条件下的库房管理作业，主要依据人工装卸，特别是对于一些大型物资，不仅工作效率低，浪费大量的人力、物力，存在较大的安全隐患，同时还占据大量的库房面积。立体库的投入使用，彻底解决了这一难题。
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(1) 由于能充分利用仓库的垂直空间，其单位面积存储量远远大于普通的单层仓库 〔一般是单层仓库的 4-7 倍〕。目前，世界上最高的立体仓库可达 40 多米，容量多达 30 万个货位。
(2) 仓库作业全部实现机械化和自动化，一方面能大大节省人力，减少劳动力费用的支出，另一方面能大大提高作业效率。
(3) 采用计算机进展仓储管理，可以方便地做到"先进先出"，并可防止货物自然老化、变质、生锈，也能防止货物的丢失。
(4) 货位集中，便于控制与管理，特别是使用电子计算机，不但能够实现作业的自动控制，而且能够进展信息处理。
(5) 能更好地适应黑暗、低温、有毒等特殊环境的要求。例如，胶片厂把胶片卷轴存放在自动化立体仓库里，在完全黑暗的条件下，通过计算机控制可以实现胶片卷轴的自动出入库。
(6) 采用托盘或货箱存储货物，货物的破损率显着降低。
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第二章
系统控制方案确实定
自动化立体仓库的概述
自动化立体仓库是指在不直接进展人工处理的情况下,自动地完成物品仓储和取出的系统,它以高层立体货架为主体,以成套搬运设备为根底,是集自动控制技术、通信技术、机电技术于一体的高效率、大容量存储机构。自动化立体仓库的出现,实现了仓库功能从单纯保管型向综合流通型的转变。用 PLC 控制的自动化立体仓库达到仓储技术的全面自动化。自动化立体库根本由以下局部组成: 〔1〕土建与公用工程设施 ①库房。库存容量和货架规格是库房设计的主要依据。
②消防系统。对于自动化立体仓库而言，由于库房规模大，存储的货物和设备较多且密度大，而仓库的管理和操作人员较少，所以仓库一般都采用自动消防系统。
③照明系统。
④动力系统。
⑤通风与采暖系统。
⑥其他设施。如排水设施、避雷接地设施和环境保护设施等。
〔2〕机械设备 ①货架。
②货箱与托盘。
③巷道机。
④周边搬运设备。
〔3〕电气与电子设备 ①检测装置。
②信息识别设备。
③控制装置。
④监控与调度设备。
⑤计算机管理系统。
⑥数据通信设备。
⑦大屏幕显示器。
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采用
PLC 控制立体仓库的优点
〔1〕结构灵活，使用方便。
〔2〕传输质量高、速度快、带宽稳定， 〔3〕围广，无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。
〔4〕低本钱 〔5〕适用面广 〔6〕可靠性强 〔7〕抗干扰能力强
系统设计的根本步骤
立体仓库系统设计与调试的主要步骤：
〔1〕收集、研究用户的原始资料 〔2〕确...