立体仓库.doc

摘要
随着现代生产技术的飞速发展以及社会物质的不断繁荣,平面仓库对于货物的存放已经远远不能满足当前的需求,因此立体仓库已成为生产和生活中的一个重要的组成部分,对于立体仓库的研究也不断的深入。
本文主要设计了一个12个仓位的自动化立体仓库系统,全文对立体仓库各部分进行分部设计,首先提出了立体化仓库的总体结构设计方案,介绍系统的组成模块、功能及各模块之间的联系,并提出一些设计中出现的问题的解决方案。其次是对立体仓库系统设计和硬件设计,主要采用可编程控制器来对其进行控制,通过PLC编程软件对立体仓库的整个运作进行了PLC程序的设计,主要以手动和自动两种不同的方式控制,并对意外情况的发生也作了意外处理程序的设计。
为了监控和管理立体仓库监控和管理体力仓库的运行状态,利用组态王软件按对于立体仓库的运行情况设计了一个实时监控系统。该系统能对现场数据进行采集处理,管理人员只要通过运行监控系统就可以实时监控立体仓库库的工作状态,保证了正常运作,对出现的问题作出及时的判断和处理。
最后通过该系统的仿真模拟运行,验证了此立体仓库运行平稳,送送取货物定位准确,安全可靠。
关键词: 立体仓库,PLC控制器,组态王软件,实时监控,仿真
目 录
摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
第1章 前言 1
1.1立体仓库概述 1
1.1.1 立体仓库发展历史 1
1.1.2 立体仓库的组成 2
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1 国外研究现状
1.3 立体仓库的研究意义
1.3.1社会意义
1.3.2科技意义
1.3.3教学意义
第2章 立体仓库设计方案 9
2.1 立体仓库系统的构成 9
2.1.1 系统模块组成 10
2.1.2系统模块的功能 10
2.2 系统实现的功能 9
2.3设计中的问题及解决方案
2.3.1 设计中的问题 10
2.3.2 解决方案 10
第3章 立体仓库系统硬件的设计
3.1 立体仓库的基本结构
3.2 硬件部分
3.2.1步进电机
3.2.2步进电机驱动系统的基本组成和工作原理
3.2.3传感器
3.2.4 PLC控制器
3.2.4.1 PLC I/O点的选择
3.2.4.2 PLC型号的选择
3.2.4.3 PLC S7-200的介绍
3.2.5 控制台
第7章 结论 52
7.1 XXX 52
参考文献(宋体,小四号,加粗) 54
致谢(宋体,小四号,加粗) 59
附录A:XXX(宋体,小四号,加粗) 60
附录B:XXX 66
第1章 前言
自动化立体仓库也称自动存取系统,它是一种用高层立体货架(托盘 系统)存储物资,用自动控制堆垛机进行存取作业,用计算机控制管理的仓库。自动化立体仓库除了具有传统仓库的基本功能外,还具有分拣、理货的功能,以及在不直接进行人工处理的情况下,自动存储和取出物料的功能[1][10]。
1.1立体仓库概述
1.1.1立体仓库发展历史
立体仓库一词起源于“高层货架”,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,随着科技的发展,人们逐渐采用起重、装卸、运输机械设备等相应的物料搬运设备进行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”[1]。
早在20世纪50年代初期,美国就出现了使用桥式堆垛起重机的仓库。这种起重机是在通用桥式起重机的小车上装设堆取货物的装置,从地面上用按钮进行操纵,其结果是使货架间的通道大大减小,单位面积的储存量平均增加了50%多。此后立体仓库在美国和西欧得到迅速发展。1963年美国某公司首先在仓库业务中采用计算机控制,仓库高度已达12米。20世纪60年代中期,日本开始兴建立体仓库,而且发展的速度越来越快,据日本“产业机工”的统计,到1982年,日本已拥有各种立体仓库3257座,几乎相当于欧美国建拥有量得总和[11]。
立体仓库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理又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。
1.1.2立体仓库的组成
立体仓库一般由高层货架、仓储机械设备、建筑物及控制和管理设施等部分组成[9]。货架的形式有很多,材料一般用钢材或钢筋混凝土制作。钢货架的优点是构件尺寸小,仓库空间利用率高,制作方便,安装建设周期短。而且随着高度的增加,钢货架比混凝土货架的优越性更加明显。为了提高货物装卸、存取效率,自动化立体仓库一般使用货箱或托盘盛放货物。货箱与托盘的基本功能是盛放小件物料,同时还应便于运输车和堆跺机的插取和存放。搬运设备是自动化仓库中的重要设备,它们一般由电力驱动,通过手动或自动控制,实现把货物从一处搬运到另一处。输送系统必须具有高度的可靠性。在立体仓库内,一般只有一套输送系统,一旦发生故障,就会使整个仓库工作受到影响。所以,要求输送系统的各个环节上的设备可靠、耐用、维修方便。对输送系统设置手动控制做后备。
1.2国内外研究现状
自上世纪60年代以来,美日欧等国家和地区设计和投入使用的立体仓库越来越多,立体仓储技术已成为一门新兴的学科。据不完全统计,美国有各种类型的自动化立体仓库20000多座,日本有38000多座,德国有10000多座,英国有4000多座,前苏联有1500多座。堆跺机是自动化立体仓库的主要作业机械,担负着出库、进库、盘库等任务,是自动化立体仓库的核心部件,自动化立体仓库的发展就是以堆跺机的发展为主要标志的,目前巷道式堆跺机为主要发展方向[1]。
在我国,立体仓库的发展是从70年代初期开始的,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(高15米,机械部起重所负责),该库1980年投入运行,由北京机械工业自动化研究所等单位研制建成我国第一座自动化立体仓库,并在北京汽车制造厂投产[9]。从此以后,立体仓库在我国得到了迅速的发展。据不完全统计,目前我国己建成的立体仓库近300个,其中全自动化的立体仓库有30多个。1995年建成的仪征化纤工业联合公司涤纶长丝自动化立体仓库,是目前我国独立设计和制造的综合自动化程度最高的立体仓库。近些年我国自动化仓库技术发展很快,己实现了与其它信息决策系统的集成,并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。尽管如此,至今在我国已建成的集成化仓储系统还不多,我国的自动化立体仓库与国外发达国家相比,无论是从数量上还是从建设水平上都有着比较大的差距。
1.3立体仓库的研究意义
1.3.1社会意义
立体仓库的特点在于以高层立体货架为标志,以成套先进搬运设备为基础,以先进的计算机控制技术为主要手段,高效率地利用仓储空间,节约时间和人力进行各种作业,具有巨大地社会效益和经济效益,因此被普遍应用于机器制造业、电器制造业、航空港、轻工和化工企业、商储业、军需部门等各行各业。
其中自动化的立体仓库更是具有广阔市场前景。它集机械、电子、控制、计算机技术于一体,具有科技含量高,货物存取效率高和自动化程度高等优点,在物流监控技术、计算机应用技术、通信技术、货位优化管理等技术领域都有很好的应用。从制造工厂、商场、机场,到港口、军需部地下室冷库到都少不了立体仓库的身影,特别是随着人们生活水平的提高,自我国的机动车数量日益猛增,传统的停车场已经不能满足人们的需求,于是人们将立体仓库这一理念和技术应用于停车库,很多城市都相继出现了立体停车库,使停车难的问题逐渐得以缓解,所以为了更好的合理利用资源、保证产需均衡、提高物流效率,我们对于自动化立体