立体仓库控制系统

1、东北石油大学课程设计课程控制系统综合实验题目立体仓库控制系统院系电气信息工程学院自动化系专业班级 自动化11- 9班学生姓名王星越学生学号110601140930指导教师 董长义 董宏丽2013年7月19日东北石油大学课程设计任务书课程控制系统综合实验题目立体仓库控制系统专业 自动化 姓名 王星越 学号 110601140930主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：1、熟练掌握Realinfo应用；2、掌握组态软件的点组态，硬件组态，报表设计格式和历史数据分析等功能；3、理解控制系统组态的基本思想。基本要求：123主要参考资料：苏天宇，陈震，刘金勇，王艳.浅谈自动化立体仓库J.沈阳工程学

2、院学报，2007.10.4张印.传统仓储的发展方向-自动化立体仓库J.装备制造技术，2009.03流光力.自动化仓库系统及其应用特点J.机电国际市场，2002.04薛迎成，何坚强.工控机及组态控制技术原理与应用M.中国电力出版社，2007.龙志文.工控组态软件M.重庆大学出版社，2005.张运刚，宋小春.工控组态技术与应用M.人民邮电出版社，2008.潘锋.立体仓库的自动控制系统设计J.电气时代,2005完成期限2013.7.8 2013.7.19指导教师专业负责人 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 第1章 立体仓库

3、控制系统工艺分析1 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 1.1本课题的目的及意义1 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 1.2自动化立体仓库的历史及国内外现状1 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 1.3自动化立体仓库的优越性1 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 1.4论文的主要内容2 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 第2章 立体仓库控制系统设计3 H

4、YPERLINK l bookmark43 o Current Document 2.1自动化立体仓库的硬件组成3 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 2.2传感器的选型42.3自动化立体仓库的工作原理4 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 2.4控制方案分析5 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 第3章基于realinfo的立体仓库控制系统监控程序设计6 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 3.1立体仓

5、库控制系统主控界面6 HYPERLINK l bookmark63 o Current Document 3.2立体仓库控制系统趋势界面83.3立体仓库控制系统仪表界面8 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 第4章结论与体会9 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 参考文献10第1章 立体仓库控制系统工艺分析1.1本课题的目的及意义随着仓储水平的提高，自动化立体仓库在仓储业中应用越来越广泛。随着自动化立 体仓库的出现，人们对仓储空间的利用率逐渐提高，改变了传统的仓储模式。本次设计 是用组态软件来模拟一

6、个小型自动化立体仓库，来体现自动化立体仓库的便捷性、控制 性。1.2自动化立体仓库的历史及国内外现状仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。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发展，并形成 了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当 今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963年研制成第

7、一台桥式堆垛起 重机（机械部北京起重运输机械研究所），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。到2003年为 止，我国自动化立体仓库数量已超过200座。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。自动化立体仓库（AS/RS）是由立体货架、有轨巷道堆垛机、出入库托盘输送机系 统、尺寸检测条码阅读系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统、计算机管理 系统以及其他如电线电缆桥架配电柜、托盘、调

8、节平台、钢结构平台等辅助设备组成的 复杂的自动化系统。运用一流的集成化物流理念，采用先进的控制、总线、通讯和信息 技术，通过以上设备的协调动作进行出入库作业。1.3自动化立体仓库的优越性自动化立体仓库其优越性是多方面的，对于企业来说，可从以下几个方面得到体现：1 、提高空间利用率早期立体仓库的构想，其基本出发点就是提高空间利用率，充分节约有限且宝贵的 土地。在西方有些发达国家，提高空间利用率的观点已有更广泛深刻的含义，节约土地，1已与节约能源、环境保护等更多的方面联系起来。有些甚至把空间的利用率作为系统合 理性和先进性考核的重要指标来对待。立体库的空间利用率与其规划紧密相连。一般来说，自动化高

9、架仓库其空间利用率 为普通平库的2-5倍。这是相当可观的。2、便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平传统仓库只是货物储存的场所，保存货物是其唯一的功能，是一种“静态储存”。自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存 取，而且可以与仓库以外的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统和自动化 物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的一个重要环节。企业外购件和自制生产件进 入自动化仓库储存是整个生产的一个环节，短时储存是为了在指定的时间自动输出到下 一道工序进行生产，从而形成一个自动化的物流系统，这是一种“动态储存”，也是当 今自动化仓库发展的一个明显的技术

10、趋势。以上所述的物流系统又是整个企业生产管理大系统（从订货、必要的设计和规划、 计划编制和生产安排、制造、装配、试验、发运等）的一个子系统，建立物流系统与企 业大系统间的实时连接，是自动化高架仓库发展的另一个明显的技术趋势。1.4论文的主要内容本次设计主要综合了所学的专业知识灵活运用在紫金桥组态软件中，来监控升降自 动化立体仓库的运动方式和工作原理。对自动化立体仓库做一个全面的介绍。此次设计 主要以紫金桥组态软件仿真为主，并理论介绍自动化立体仓库的工作原理和工作流程， 用组态软件来监控升降自动化立体仓库的运动方式。第2章立体仓库控制系统设计2.1自动化立体仓库的硬件组成自动化立体仓库由多部分组

11、成，实际图片如下图所示。1）高层货架两种形式。图?库系统实现货物立体存主要支撑结构， 涉响仓库其设备的使用。目前高层货架三1）高层货架两种形式。图?库系统实现货物立体存主要支撑结构， 涉响仓库其设备的使用。目前高层货架三它是自动化立体作为仓库不可或缺的组成部分，其性能直要有焊接式和组合式2）巷道堆垛起重机它是用于自动搬运、存取货物的设备。有轨巷道堆垛机通过安全滑触线供电，在巷 道内进行水平往复直线、垂直升降、货叉左右伸缩叉取等一系列协调动作，实现存储单 元货物在巷道端口和指定货位间的出、入库作业。按结构形式它可分为支柱和双立柱两 种基本形式；按服务方式可分为直道、弯道和转移车3种基本形式。3）

12、输送系统它是立体库的主要外围设备，负责将货物运送到巷道端口或从巷道端口将货物移 走。常见的有辊道输送机、链条输送机、升降台、分配车、提升机、皮带机等。4）托盘用于承载货物的器具，有钢、塑料、木制托盘，其中木托盘具有较高的性能价格比5）自动控制系统驱动自动化立体仓库各个设备的自动控制系统。该系统作为完整的系统独立运行外 还预留和上级管理系统及仓库内部其他管理系统的接口。目前，立体仓库自动控制系统 方式有集中控制、分离式控制和分布式控制3种。6）库存管理系统也称中央计算机管理系统，是全自动化立体仓库的核心。目前，典型的自动化立体 仓库均采用大型的数据库系统（如SQL、ORA-CLE、SYBASE等

13、）构筑典型的客户机/ 服务器体系，可以与其他系统（如ERP系统等）联网或集成。32.2传感器的选型现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测 量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定 之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程 度上取决于传感器的选用是否合理。1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 2、灵敏度的选择3、频率响应特性4、线性范围5、稳定性6、精度。对某些特殊使用 场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使 用要求。打开图库，从图库管理器中的传感

14、器里选择所需传感器如图2-2所示。体2.3自动化立体仓库的工作原埋自动化立体仓库是通过堆垛机在巷道内运行，通过认址将货物放入指定货位内。本 设计中自动化立体仓库的工作原理为通过按钮控制堆垛机的运行路线，在堆垛机的牵引 槽内放置若干的限位开关，当总控制台将位置信号传输给堆垛机时，堆垛机开始运行。 运行至指定巷道时，限位开关关闭，堆垛机停止运行，通过按钮将层信号传输给升降台， 再由升降台牵引柱上的限位开关控制升降台的上下位置，当升降至指定库位时，限位开 关闭合，升降台停止运动。由控制按钮控制升降台上的传送带将货物取出或放入指定的货位。自动化立体仓库工作流程图如图所示。有轨小车或巷内输送机送货至货台

15、手动方式有轨小车或巷内输送机送货至货台手动方式在监控器终 端，人工分配货位监控机分析 任务再分别 向有关设备 发出指令到指定地 f 到指定地 f 址，入库 作业完成任务，发回A完成信息，堆垛 机待命图2-2自动化立体仓库工作流程图本设计中自动化立体仓库作业为手动方式。货物由小车放入升降台上的托盘上，人 工选择货物地址，启动开关打开，电动机1工作，牵引堆垛机运行按钮A、B、C、D 控制堆垛机运行至A、B、C、D巷道，堆垛机牵引槽内安置限位开关1、2、3、4分别 对应在A、B、C、D巷道，当堆垛机碰触限位开关1时，限位开关关闭，电动机停止运 行，堆垛机停止在指定的A巷道下。B、C、D巷道位置控制如

16、上述原理。按钮1、2、3 分别控制升降台运行至1、2、3层货架，升降台牵引立柱上安置限位开关11、21、31， 当按钮1打开时，升降台指定位置为1层，电动机2运行，牵引升降台运行至指定库位， 当升降台运行至限位开关11时，限位开关关闭，电动机2停止运行，升降台停止上升， 停止在指定位置。按钮取货打开时电动机3运动，此时升降台上的传送带运动，将货架 上的托盘取出并由堆垛机送回指定地点，按钮入库打开时传送带运行至货架，将货物送 至指定的货位。2、3层功过方式原理相同。作业任务完成后堆垛机停止运动待命，等待 下一命令并执行。2.4控制方案分析在现如今传统的立体仓库在控制方式上主要有联机自动控制（即上

17、位机控制）、自 动控制（即本机自动）、半自动控制及手动控制四种。本设计中自动化立体仓库主要采用手动控制方式，此方法是由控制按钮和限位开关 控制堆垛机、升降台、传送带运行至指定库位，执行预定任务，通过手动控制按钮可以方 便的查询库位是否已存货物，大大的节省了立体仓库的成本,手动控制立体仓库适用于小 型的自动化立体仓库，适于发展型地区广泛使用第3章基于realinfo的立体仓库控制系统监控程序设计3.1立体仓库控制系统主控界面首先在打图3-1主控界面软件后，新建一个工程立体仓库控制系统），完成后出现如下图 建图标，双击，再出现的对话框中选择-界面H的事11:14首先在打图3-1主控界面软件后，新建

18、一个工程立体仓库控制系统），完成后出现如下图 建图标，双击，再出现的对话框中选择-界面H的事11:14图3-2图3-2新建工程乓数据座-设置fl点组态-Q脚本设音驱动 由膂DDE协议 由皆 MODBUS由.窗OFC击圈仿真一耒 白国紫金桥建设矗S3新建设备:快速爪建设基本框架如下：用直线搭建一个货仓，A基本框架如下：用直线搭建一个货仓，A、B、C、D，列货仓为4个，分别用 每个货仓放置一个托盘， 物作为模拟货物，以便查仓库位置为右上角，取朝位货仓 来表示，横排货仓为3个，列货仓为4个，分别用 每个货仓放置一个托盘， 物作为模拟货物，以便查用来存储货物。在搭建好仓库之后给每个货位上放置1个参照看

19、。搭建好之后任选两个货位删去货物，嚣便之后堆垛机实行入库、出库作业。工序完 成后选定所有库位及货物合并图符，方便操作。，。在堆垛机下方的平台下 画一个计算机屏幕1/3长度的.流动快，做牵引导轨，使堆垛机运行时按直线行走。用多线段搭建堆垛机，堆垛机立柱与仓库高度相似，方便升降台入。堆垛机立柱下 搭建一个平台，起到固定的作用，为了使堆垛机与现实接近，在平台上安置一个电动机 ，。在堆垛机下方的平台下 画一个计算机屏幕1/3长度的.流动快，做牵引导轨，使堆垛机运行时按直线行走。搭建升降台，和堆垛机步骤相似，用多线段搭建一个大小比库位略大的升降台。升 降台中间为空，放置一个传送带，用来传送指定货物到指定

20、的库位。升降台搭建完毕后 和堆垛机组合，放置在堆垛机立柱下方，搭建时选用立体框架，方便使用者观看。搭建两个小型平台，放置在堆垛机立柱侧边，在小型平台上放置两个电动机，代号 分别为2、3。电动机2通过正反转带动升降台的上下运行，电动机3通过正反转带动升 降台中间的传送带的运动，将小型平台和电动机2、3合并图符。选取按钮，选两个直径在1.5cm的按钮，标注为启动、关闭。用来控制整个系统的 运行于停止。再选取8个直径为0.8cm的按钮，标注为A、B、C、D、1、2、3、复位。 用来控制堆垛机水平移动和升降台的上下移动距离，复位按钮用来控制堆垛机回到初始 位置。限位开关，在列库位对应的流动快位置上分别

21、放置4个限位开关，用来控制堆垛机 运行至此处是停止和运行。在层库位对应的堆垛机立柱的相应位置上放置3个限位开关， 用来控制升降台运行至指定的货位时停止和启动。在所有图符搭建完毕时，检查相应的图符位置是否符合理想的要求，检查完毕后给 每个图符标注信息、初始量。本设计由两个动作组成，取货和放货。按下启动按钮，系统开始运行，牵引槽开始 运动。现将指定货物电话放入B3货位内，按下代表B巷道对应的按钮B，电动机1正 转，堆垛机开始自动运行，运行至B巷道前的限位开关处时，限位开关关闭，堆垛机停 止运动。按下按钮3,升降台上升，到B3货位时，限位开关关闭，升降台停止上升， 传送带将货物放置B3货位内，作业完

22、成，堆垛机待命。现要将D1货位内的货物取出， 按下D按钮，电动机1正转，堆垛机继续运行，运行至D巷道前，限位开关关闭，堆 垛机停止运动，按下1按钮，升降台上升，运行至D1货位时，限位开关关闭，传送带 将货物取出。再按下复位按钮，电动机1反转，堆垛机向初始位置运行，运行至初始位 置时停止，完成作业，堆垛机待命。按下停止按钮，系统停止运行。3.2立体仓库控制系统趋势界面图3-4趋势界面图图3-4趋势界面图3.3立体仓库控制系统仪表界面成仪表仿真驱动= SIM_Real_Reg文件F提作V设置S TMT落助H.时间|设备点名|调用位置 |返回值 |字符.|过程信息和发螂照一Siii j事件信息|统计信息|数据句信息设设更超态址期间运行正常设设更超态址期间150(ms)8000(ms)总点数(包括不活动点)：5图3-5仪表界面图8第4章结论与体会通过本次的控制系统综合实验课程设计，深刻体会到了自己知识的匮乏。本次课程 设计的题目是立体仓库控制系统设计。通过查找资料，结合书本中所学的知识，完成了 课程设计的内容。把书中所学的理论知识和具体的实践相结合，有利于我们对课本中所 学知识的理解，并加强了我们的动手能力。在课程设计之前，我通过各个渠道查找资料后分析验证，经过多次的修改和整理， 作了如上的设计思路。虽然这次设计一开始是按照设计要求去完成的，但由于在实际操 作