基于PLC的智能倉庫系統(tǒng)設計

基于PLC的智能倉庫系統(tǒng)設計,基于PLC的智能倉庫系統(tǒng)設計,基于,plc,智能,倉庫,系統(tǒng),設計 畢業(yè)設計（論文）開題報告 課題名稱 _____基于PLC的智能倉庫系統(tǒng)設計__ 學 院 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導教師 定稿日期： 基于PLC的智能倉庫系統(tǒng)設計 摘要 隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，智能倉庫必然會在各行各業(yè)中得到越來越廣泛的應用。智能倉庫系統(tǒng)是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的一個重要組成部分，廣泛應用于各行各業(yè)中。目前，它已經(jīng)成為企業(yè)生產(chǎn)和管理信息化的標志之一。 該系統(tǒng)采用PLC控制，通過PLC輸出的脈沖信號來控制步進電機的運行，兩者之間通過步進電機驅動器連接，此外還用到一些傳感器，如微動開關和反射式傳感器。 此次設計的效果可以改變參數(shù)輸入，通過模擬生產(chǎn)情況及波動對系統(tǒng)造成的沖擊，從而避免了在理想化狀態(tài)下系統(tǒng)設計所無法預料的各種因素，對系統(tǒng)的堵塞有著形象和直觀的解決方案。 總之，智能倉庫因其較小的占地面較佳空間利用率，應用正逐漸普及。為滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)和流通的需要，就必須采取以計算機控制主要手段的智能倉庫。 1 選題背景及其意義 智能倉庫簡稱高架倉庫，一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層的貨架來儲存單元貨物，并用相同的搬運設備進行貨物入、出庫作業(yè)的倉庫。由于這類倉庫能充分利用空間儲存貨物，故常形象地將其稱為“智能倉庫”。根據(jù)國際自動化倉庫會議的定義，所謂智能倉庫就是采用高層貨架存放貨物，以巷道堆垛起重機為主，結合入庫出庫周邊設備來進行作業(yè)的一種倉庫。它把計算機與信息管理和設備控制集成起來，按照控制指令自動完成貨物的存取作業(yè)，并對庫存貨物進行管理。顯而易見它是物流系統(tǒng)的核心之一，并在自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中占據(jù)了非常重要的地位。20世紀60年代中期，日本開始興建智能倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，從1965年到1977年短短的12年間，日本全國建立了18833座智能倉庫，存貨總數(shù)達到262萬托盤，目前是世界上擁有智能倉庫最多的國家之一。我國智能倉庫的起步比較晚，1974年鄭州紡織機械廠建成了國內第一個智能倉庫。20世紀80年代到90年代，智能倉庫產(chǎn)品的設計與制造有了很大的發(fā)展，全國有幾十家科研單位和生產(chǎn)單位在進行智能倉庫的開發(fā)、設計、制造。近年來，倉儲物流行業(yè)的學術組織定期在國內交流學術經(jīng)驗，針對目前我國智能倉庫的設計制造水平，參照國外標準制定了一系列行業(yè)標準、規(guī)范，使智能倉庫的設計制造進入了規(guī)范化發(fā)展階段。 不同的智能倉庫，高度、貨架形式、通道寬度都和現(xiàn)代化倉庫是不同的，倉庫內設備的配置應與倉庫的類型相適應。 2 文獻綜述（國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢） 早期智能倉庫構想的基本出發(fā)點是提高空間利用率，充分節(jié)約有限且昂貴的場地，在西方有些發(fā)達國家提高空間利用率的觀點已有更廣泛、深刻的含義，節(jié)約土地已與節(jié)約能源、保護環(huán)境等更多方面聯(lián)系起來。有些甚至把空間利用率作為考核倉庫系統(tǒng)合理性和先進性的重要指標。倉庫空間利用率與其規(guī)劃緊密相連，一般來說，智能倉庫的空間利用率為普通倉庫的2～5倍。 　傳統(tǒng)的倉庫只是貨物的儲存場所，保存貨物是其唯一的功能，屬于靜態(tài)儲存。智能倉庫采用先進的自動化物料搬運設備，不僅能使貨物在倉庫內按需要自動存取，而且還可以與倉庫以外的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行有機地連接，并通過計算機管理系統(tǒng)和自動化物料搬運設備使倉庫成為企業(yè)物流中的重要環(huán)節(jié)。企業(yè)外購件和自制件進入智能倉庫短時儲存是整個生產(chǎn)的一個環(huán)節(jié)，是為了在指定的時間自動輸出到下一道工序進行生產(chǎn)，從而形成自動化的物流系統(tǒng)環(huán)節(jié)，屬于動態(tài)儲存，是當今智能倉庫發(fā)展的明顯技術趨勢。以上所述的物流系統(tǒng)又是整個企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)(從訂貨、設計和規(guī)劃、計劃編制和生產(chǎn)安排、制造、裝配、試驗以及發(fā)運等)的一個子系統(tǒng)，建立物流系統(tǒng)與企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)間的實時連接是目前智能倉庫發(fā)展的另一個明顯技術趨勢。 3 研究內容 智能倉庫系統(tǒng)設計與調試的主要步驟，如圖2-1所示： 確定課題 研究課題內容 確定方案 查找資料 根據(jù)控制要求確定硬件配置 設計電氣原理圖 系統(tǒng)結構的設計 根據(jù)控制要求編寫程序 調試程序 記錄運行結果并分析 總 結 圖2-1 智能倉庫控制系統(tǒng)結設計步驟 在深入了解和分析智能倉庫控制系統(tǒng)的設計過程中主要考慮到以下幾點： 1．深入了解和分析智能倉庫的工藝條件和控制要求。 2．確定I/O設備，根據(jù)智能倉庫控制系統(tǒng)的功能要求確定系統(tǒng)所需要的用戶輸入、輸出設備。 3．根據(jù)I/O口的點數(shù)選擇合適的PLC類型。 4．分配I/O點以及PLC的輸入輸出點，編制輸入輸出分配表及輸入輸出端子的接線圖。 5．設計智能倉庫控制系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設計出完整的梯形圖程序，這是整個智能倉庫系統(tǒng)設計的核心工作。 6．將程序輸入PLC進行軟件測試，查找錯誤，是系統(tǒng)程序更加完善。 7．智能倉庫整體調試，在PLC軟硬件設施和現(xiàn)場施工完成后，就可以進行整個系統(tǒng)的練級調試，調試中發(fā)現(xiàn)的問題可以逐一排除，直到調試成功。 2.2 智能倉庫的系統(tǒng)控制方案 該智能倉庫有十二個倉庫位、有物品出入口與輸出口位，個倉位能自檢，其結構示意圖如圖2-2和圖2-3所示： 圖2-2 智能倉庫系統(tǒng)結構 圖2-3 智能倉庫結構示意圖 本課題設計的智能倉庫具有一下的功能： 1．堆垛機要有三個自由度，即前進、后退；上、下；左、右； 2．堆垛機的運動由步進電機驅動； 3．堆垛機前進（后退）運動和上（下）運動可以同時進行； 4．堆垛機前進、后退和上、下運動時必須有超限位保護； 5．每個倉位必須有檢測裝置（微動開關），當操作有誤時會發(fā)出錯誤報警信號； 6．當按完倉位號后，沒按入或取前，可以按取消鍵進行取消該操作； 7．整個電氣控制系統(tǒng)必須設置急停按鈕，以防止發(fā)生意外情況。 2.3 智能倉庫技術參數(shù)的確定 智能倉庫的具體參數(shù)如表2-1所示： 表2-1 智能倉庫技術參數(shù) 出入貨柜臺最重物品 20Kg 每個倉位的高度 4.5CM 倉位的上下距離 0.5CM 倉位的平行距 0.5CM 倉位的體積 4×4×4 PLC電源 24V DC 堆垛機電源 220V AC，50Hz 4 5 進度計劃 2011年11月---- 2011年12月：收集資料，確定設計系統(tǒng)總體方案，翻譯有關外文資料及閱讀技術文獻，書寫開題報告。 2011年12月----2012年1月：研讀資料，擬定設計方案。 2012年1月----2012年3月 ： 完成設計草圖，作必要的設計計算。 2012年3月----2012年4月： 最終完成總裝配圖，以及部件圖和零件圖設計。 2012年4月----2012年5月： 完成控制系統(tǒng)設計，撰寫設計計算說明書，編寫畢業(yè)論文。 2012年6月：畢業(yè)答辯準備和答辯。 參考文獻 [1] 陳立定.電氣控制與可編程控制器[M] 廣州：華南理工大學出版社，2002 [2] 劉昌祺，董良.自動化立體倉庫設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003 [3] 姚錫祿.變頻器控制技術與應用[M].福建：福建科學技術出版社，2005 [4] 王樹.變頻調速系統(tǒng)設計與應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005 [5] 魯曉春，吳志強.物流設施與設備[M].北京：清華大學出版社，北京交通大學出版社，2005 [6] 浦昭邦.光電檢測技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005 [7] 劉鴻文.材料力學[M].北京：高等教育出版社，2004 [8] 董良，陸連，王宗彥.堆垛機系列產(chǎn)品的參數(shù)化設計[J].數(shù)字化設計 [9] 吉國宏.自動化倉庫堆垛機設計[M].北京：人民鐵道出版社，1997 [10] 王永華.現(xiàn)代電氣及可編程控制技術[M]．北京：北京航天航空大學出版社，2002 [11] 周萬珍，高鴻斌.PLC分析與設計應用[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2004 [12] 宋偉剛.物流工程及其應用[M] 北京：北京大學出版社,2003 [13] 劉遠偉，何民.愛物流機械[M] 北京:機械工業(yè)出版社，2006 [14] 劉艷梅.三菱PLC基礎與系統(tǒng)設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2009 [15] Kyung Joon Sohn, Hyun Yong Lee ,joonyeob song .development of operating protocol,Vo 1.8,no.1 pp45-52,1995 [16] Lee, M .-k .(1992), A Storage Assignment policy in a Man-on-board automated storage/retrieval system ,journal of production research ,30,10,S.2281-2292. [17] Francesco Amato,Francesco Basile,Ciro Carbone, Pasquale Chiacchio. An approach to control automated warehouse systems. Fisciano (SA), Italy.2004 指導教師意見 指導教師簽名： 年 月 日 開題答辯小組意見 1、論文選題：□有理論意義；□有工程背景；□有實用價值；□意義不大。 2、論文的難度：□偏高；□適當；□偏低。 3、論文的工作量：□偏大；□適當；□偏小。 4、設計或研究方案的可行性：□好；□較好；□一般；□不可行。 5、學生對文獻資料及課題的了解程度：□好；□較好；□一般；□較差。 6、學生在論文選題報告中反映出的綜合能力和表達能力： □好；□較好；□一般；□較差。 7、學生在論文選題報告中反映出的創(chuàng)新能力： □好；□較好；□一般；□較差。 8、對論文選題報告的總體評價：□好；□較好；□一般；□較差 （在相應的方塊內作記號“√”） 建議結論 評議小組組長簽名： 評議小組組員簽名： 年 月 日