柔性制造教学实训系统自动化立体仓库设计与实现毕业论文Word文件下载.docx
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实现PLC对自动化立体仓库进、出货的手动、自动控制,利用组态王组态软件制作人机界面,监控自动仓储控制系统的运行情况,从而实现监视与控制一体化。
自动仓储是物料搬运、仓储科学的一门综合科学技术工程。
它以高层立体货架为主要标志,以先进的计算机控制技术为主要手段,实现搬运、存取机械化、自动化。
它具有占地面积小、储存量大、周转快的优点,是集信息、存储、管理于一体的高技术密集型机电一体化产物。
自动仓储系统是在不直接进行人工处理的情况下能自动存储和取出物料的系统。
这个定义覆盖了不同复杂程度及规格的极为广泛的多样的系统。
自动仓储系统是由PLC进行管理和控制,不需人工搬运作业而实现收发作业的仓库。
本设计利用配备西门子S7-200PLC的自动立体仓库模拟装置,它是一个模拟在自动化生产过程中的仓储环节的微缩模型,使用S7-200可编程控制器、传感器、位置控制和电气传动等技术,实现货物的存取功能;
同时利用组态王组态软件进行上位机监控。
它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。
它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
通过对监控系统要求及实现功能的分析,采用组态王对监控系统进行设计。
组态软件也为仓库管理提供了可视化监控画面,有利于仓库管理人员实时现场监控。
它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
更好的完成系统的各项设计要求,为生产中的仓储环节提供有力保障,进而促进生产.
Abstract
Asthestorageindustry'
sdevelopment,manyproblemsarise,thewarehouseareaistoolarge,Thespaceutilizationratioisnothigh,accesstogoodsinconvenience.Afteraproblemoccurs,peopleinventedthewarehouse,andgraduallyevolvedforautomaticstereoscopicwarehouse.Withthestoragelevel,automaticstorageinthestorageindustrymoreandmorewidelyapplied.
Thedevelopmentofautomaticwarehouse,inthestorageindustryrapidlyobtainsthewidespreadapplication,automatedstoragehasaverybroadprospects.Thisdesignmainlyusingconfigurationsoftwaretosimulateandrealizetheautomaticstorageoftheworkingprincipleandworkingprocess,introducesSiemensS7-200programmablecontrollerinautomaticstorageoftheapplication.Automaticwarehousingmaterialhandling,warehousingscienceisanintegratedscienceandtechnologyproject.Itmainlymarkedbyhigh-levelthree-dimensionalshelf,withadvancedcomputercontroltechnologyasthemainmeansoftransportation,realizethemechanization,automation,access.Ithassmallarea,largestoragecapacity,theadvantagesoftheturnoverisquick,isinformationstorage,management,Thisdefinitioncoversofdifferentcomplexityandvarietyofwidelyvariedsystem.
ThedesignusewithSiemensS7-200PLCautomaticstereoscopicwarehousesimulationdevice,whichisasimulatedintheautomationoftheproductionprocessinthestoragelinkminiaturemodels,usingtheS7-200programmablecontroller,sensor,positioncontrolandelectricaldrivetechnology,realizetheaccessofgoodsfunction;
.Ithasstrongadaptability,goodopenness,easytoexpand,economy,theadvantagesofshortdevelopmentcycle.
第一章绪论
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。
它可以充分的利用原有空间;
它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点.
1.2自动化立体仓库的历史及国内外现状
立体仓库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。
20世纪50年代初美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库;
50年代末至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,建立了第一座由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,并形成了专门的科学。
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。
据资料统计,日本目前已建成的自动化立体仓库物流系统已超过8000座.
我国自动化立体仓库起步较晚,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(高15m,机械部起重所负责,该库1980年投入运行。
随着社会生产水平的提高,成产规模的扩大,现如今我国的自动化立体仓库犹如雨后春笋般的在各企业建立起来。
2007年,我国自动化立体仓库建设总量与2006年基本持平。
据不完全统计,全国共建成自动化立体仓库50余座,总产值在7亿人民币左右。
用户主要集中在医药生产、医药配送、食品、烟草生产及烟草配送、制造业、服装加工等行业领域。
1.3自动化立体仓库的优越性
随着生活水平的提高,生产力的提高,现代物流业逐渐显现出快速增长的趋势,传统的仓储模式已经不能满足巨大的货存,所以立体仓库就显示出它的功效。
横移式自动化立体仓库是现代物流发展的重要组成部分,它可以充分的利用原有空间;
它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。
可以更好的为人们所用。
1.4论文的主要内容
本次设计主要综合了大学三年所学的专业知识灵活运用在组态软件中,来监控升降横移式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横移式自动化立体仓库的运动方式。
该立体仓库主体由底盘,四层十二仓库库体,运动机械及电气控制等四部分组成。
机械部分采用滚珠丝杠,滑缸,普通丝杠等机械元件组成,采用步进电机作为拖动元件。
该控制系统主要有西门子公司生产的S7-200型可编程序控制器(PLC),步进电动机驱动电源块,开关电源,位置传感器等器件组成。
小型立体仓库的电气控制系统由PLC来实现,控制系统分手动和自动两种方式。
此系统实现的功能主要有:
取(由零位出发到指定仓位号取货并送到入货台)在执行完任务后自动返回到零位等待下一指令。
立体仓库应具备的功能主要有几下几点:
1.开机时首先要回零位操作,这样的目的就是给堆垛机有个工作参考点;
2.堆垛机(机械手)要有三个自由度:
前进,后退,上,下,左,右;
3.堆垛机的运动由步进电机驱动,伸缩由直流电机控制;
4.堆垛机前进(后退)运动和上(下)运动可同时进行;
5.仓位共有12个,4行3列;
本设计的主要思路是:
1.查阅PLC以及步进电动机相关资料,对设计中所用的西门子S7-200系列PLC和步进电动机进行熟悉和掌握;
2.从立体仓库的基本结构和所实现的功能入手,通过分析I/O地址分配和利用PLC进行较复杂的位置控制及时掌握时序逻辑控制要求,再根据实际应用的情形进行PLC程序的编制和调试,以达到对自动化立体仓库所要求实现的功能。
3.通过组态王软件实现对仓库信息的实时监控。
第二章自动化立体仓库系统概述
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成
图2-1自动化立体仓库
1)高层货架
它是自动化立体仓库系统实现货物立体存放的主要支撑结构,作为仓库不可或缺的组成部分,其性能直接影响仓库及其设备的使用。
目前高层货架主要有焊接式和组合式两种形式。
2)堆垛机
它是用于自动搬运、存取货物的设备。
有轨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。
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。
3)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。
2.2自动化立体仓库的工作原理
自动化立体仓库是一种比较典型的跨学科机电一体化产品,集机械、电子、信息技术于一体。
其中,电子技术、信息技术和传感技术的合理运用与组合构成了仓库的控制系统。
自动化立体仓库的控制系统是整个自动化仓库系统的重要组成部分,也是仓库系统的核心。
执行机构是“四肢”,框架是“区体”,那么控
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