PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)

　摘要：以自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的硬件組成為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)其控制系統(tǒng)從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行了深入研究。通過(guò)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線將系統(tǒng)的監(jiān)控機(jī)、上位機(jī)以及下位機(jī)連接成一個(gè)有機(jī)整體，同時(shí)應(yīng)用工控組態(tài)軟件組態(tài)王Kingview對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理的目的?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高，操作方便，工作可靠，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和推廣意義。

　　關(guān)鍵詞：可編程邏輯控制器;自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng);PROFIBUS;組態(tài)軟件;實(shí)時(shí)監(jiān)控

　　引言

　　自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)(AS/RS—Automated Storage and Retrieval System)是在不直接進(jìn)行人工處理的情況下自動(dòng)地存儲(chǔ)或取出物料的多層倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)庫(kù)功能從單純保管型向綜合流通型的轉(zhuǎn)變。

　　本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)選用了代表當(dāng)今自動(dòng)化發(fā)展方向的西門(mén)子S7-300和S7-200PLC作為控制中樞，通信沿用目前工業(yè)界居主流的PROFIBUS總線系統(tǒng)，監(jiān)控軟件選用目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣、功能強(qiáng)大的組態(tài)王監(jiān)控軟件，系統(tǒng)全部采用了工業(yè)用元器件、總線和監(jiān)控軟件，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和推廣意義。

　　1 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由控制臺(tái)、立體貨架、四自由度碼垛機(jī)、控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、托盤(pán)、工件等設(shè)備組成。

　　控制臺(tái)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)控制其各部件并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作的平臺(tái)。

　　立體貨架是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的主體，一般在設(shè)計(jì)時(shí)首先要保證貨架的強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性，其次要考慮減輕貨架重量，降低鋼材消耗。立體貨架的采用大大節(jié)省了儲(chǔ)物空間。

　　四自由度碼垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中最重要的運(yùn)輸設(shè)備，可完成前后、左右、上下、90°旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作指令，其作用是在立體貨架的巷道中穿梭運(yùn)行，將巷道口的貨物存入相應(yīng)庫(kù)格，或者將庫(kù)格上的貨物取出送到巷道口。

　　控制系統(tǒng)由上位機(jī)S7-300和下位機(jī)S7-200通過(guò)PROFIBUS總線連接而成。PROFIBUS作為符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，是一種國(guó)際性的開(kāi)放式的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。

　　計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)組態(tài)王監(jiān)控軟件，把現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)傳感器采集經(jīng)下位機(jī)PLC處理后送入上位機(jī)，再由PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸給監(jiān)控機(jī)組成一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　2 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　2.1 硬件設(shè)計(jì)

　　自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)硬件組成如圖2所示，主要由安裝組態(tài)王監(jiān)控軟件的監(jiān)控機(jī)、上位機(jī)S7-300、下位機(jī)S7-200、PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線等組成，依靠工控軟件組態(tài)王Kingview實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊。

　　自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)主要完成采集系統(tǒng)數(shù)據(jù);監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài);處理系統(tǒng)異常情況;負(fù)責(zé)碼垛機(jī)調(diào)度;倉(cāng)庫(kù)作業(yè)管理;確定庫(kù)格;人機(jī)交互等任務(wù)。

　　2.2 軟件設(shè)計(jì)

　　2.2.1 監(jiān)控機(jī)與上位機(jī)S7-300的通信

　　監(jiān)控機(jī)與上位機(jī)S7-300之間通信步驟如下：

　　(1)對(duì)S7-300硬件進(jìn)行組態(tài)，即對(duì)S7-300的機(jī)架底板、電源、CPU、信號(hào)模件等按其實(shí)際配置和物理地址進(jìn)行組態(tài)。其中在CPU的組態(tài)中要設(shè)置MPI地址，最后將組態(tài)程序表下載PLC以確認(rèn)。如圖3所示。

　(2)S7-300軟件編程。在STEP7中，可用梯形圖、語(yǔ)句表或流程圖進(jìn)行編程，若選擇“線性程序設(shè)計(jì)”方法，則把所有程序放在組織塊OB1中即可，OB1是PLC操作系統(tǒng)與用戶(hù)程序間的接口，PLC周期性調(diào)用此模塊。若選擇“結(jié)構(gòu)式程序設(shè)計(jì)”方法，則通過(guò)組織塊OB1調(diào)用其它模塊如功能塊FB、數(shù)據(jù)塊DB等。