立體庫是物流系統(tǒng)的集散地，它可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度;節(jié)約庫存占地面積，提高空間利用率;加速倉(cāng)庫儲(chǔ)備資金的周轉(zhuǎn)，保證均衡生產(chǎn)。堆垛機(jī)是立體庫的關(guān)鍵設(shè)備，控制堆垛機(jī)的自動(dòng)化控制裝置應(yīng)具有功能全、安全、可靠等特點(diǎn)。為此，本控制系統(tǒng)采用PLC作為控制核心，用變頻器驅(qū)動(dòng)堆垛機(jī)的電機(jī)。
2 立體庫定位方式
自動(dòng)化立體倉(cāng)庫由庫房、貨架、堆垛機(jī)，自動(dòng)控制與信息傳輸裝置，計(jì)算機(jī)和輸送機(jī)等外圍設(shè)備組成。庫房由若干行貨架組成，每行貨架分隔成標(biāo)準(zhǔn)的存貯單元(托盤)，每?jī)尚胸浖荛g留有巷道，巷道上有堆垛機(jī)。巷道端(原位)設(shè)有出入貨物的貨架(即放托盤的架)。巷道長(zhǎng)度和貨架高度根據(jù)存貯量需要及廠房尺寸而定。堆垛機(jī)在巷道上固定的天地軌間運(yùn)行，兩端都有限位開關(guān)和防越位撞頭。
堆垛機(jī)自動(dòng)存取時(shí)，必須確定要存或取的貨物在貨架上的位置，即定位。貨物放在貨架上的托盤里，一旦托盤所在層、列、行確定，則堆垛機(jī)在控制器控制下可自動(dòng)對(duì)托盤進(jìn)行操作。設(shè)層為Y坐標(biāo)，列為X坐標(biāo)，行為Z坐標(biāo)，其立體庫定位示意圖見圖1。
為正確確定X和Y值，堆垛機(jī)在運(yùn)動(dòng)過程中，采用無接觸光電檢測(cè)方式，對(duì)X和Y值不斷檢測(cè)， 一旦檢測(cè)到X、Y值和PLC機(jī)內(nèi)部設(shè)定值相同，說明 X和Y值確定了。Z值只有兩種狀態(tài)，不是右行就是左行，所以用一般開關(guān)就能設(shè)定Z值。X和Y的PLC內(nèi)部值由撥碼盤接口模塊(E-01D)通過撥碼開關(guān)設(shè)定。E-01D模塊專為操作者外部設(shè)置PLC機(jī)內(nèi)部的目標(biāo)值，每塊E-01D模塊可同時(shí)輸入四組撥盤開關(guān)，每組為四位標(biāo)準(zhǔn)BCD碼。四組撥盤開關(guān)設(shè)置對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器或定時(shí)器分配號(hào)分別為674、675、676、677，E-01D模塊撥碼接口使用見圖2。本立體庫PLC控制系統(tǒng)中，只用兩組撥碼開關(guān)，也就是說，只用674、675兩個(gè)分配號(hào)。它們均工作在計(jì)數(shù)方式。674號(hào)被用來設(shè)置X值，675號(hào)由圖2撥碼盤設(shè)置Y值。
3 控制系統(tǒng)構(gòu)成
(1) 系統(tǒng)工作原理
為了保障立體庫的正常工作，立體庫PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式，當(dāng)自動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)，手動(dòng)可繼續(xù)工作。本系統(tǒng)工作在自動(dòng)方式時(shí)，堆垛機(jī)的三個(gè)自由度由三種不同電機(jī)驅(qū)動(dòng)(列電機(jī)、層電機(jī)、叉電機(jī))。為了提高效率，同時(shí)能夠做到堆垛機(jī)正確動(dòng)作，層電機(jī)和列電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)。當(dāng)堆垛機(jī)運(yùn)行到層或列的目標(biāo)前一單元，驅(qū)動(dòng)層電機(jī)的變頻器或驅(qū)動(dòng)列電機(jī)的變頻器開始降速，一旦檢測(cè)到目標(biāo)位光電信號(hào)，則驅(qū)動(dòng)層電機(jī)的變頻器或驅(qū)動(dòng)列電機(jī)的變頻器在PLC的控制下正確停車。根據(jù)Z值，堆垛機(jī)的貨叉左出或右出。至于存或取時(shí)的微落或微抬，由于貯存單元(托盤)規(guī)格一樣，故只要知道存還是取，控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行微落或微抬。當(dāng)堆垛機(jī)的貨叉在目標(biāo)位工作完后，堆垛機(jī)自動(dòng)返回原位，完成整個(gè)存或取過程結(jié)束。系統(tǒng)框圖見圖3?？紤]到該立體庫為冷庫，到了冬天，控制系統(tǒng)環(huán)境不能滿足PLC控制器要求，為此增設(shè)了加熱控制裝置，確保PLC控制器可靠。
(2) 軟件編程流程圖
由于堆垛機(jī)自動(dòng)存、取貨過程是一個(gè)比較復(fù)雜的控制過程，所以相應(yīng)PLC控制器編程也比較復(fù)雜，首先，存貨和取貨過程正好是相反操作，編程時(shí)充分注意邏輯互鎖關(guān)系。其次，為了提高存(取)貨的效率，堆垛機(jī)層或列運(yùn)行的速度控制非常關(guān)鍵，編程時(shí)必須注意層或列運(yùn)行過程中的快慢切換點(diǎn)。再者，編程要合理，減少程序量，縮短掃描時(shí)間?，F(xiàn)示出立體庫PLC控制系統(tǒng)的程序流程圖，如圖4所示。
4 結(jié)束語
(1) 立體庫采用PLC控制系統(tǒng)后，堆垛機(jī)在變頻器驅(qū)動(dòng)下高效運(yùn)行，穩(wěn)定可靠，存取貨物動(dòng)作正確，節(jié)省人力物力。
(2) PLC控制器通過擴(kuò)展通訊接口，和管理機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，立體庫實(shí)現(xiàn)微機(jī)管理。
(3) 隨著信息科學(xué)、自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)器人不斷發(fā)展，立體庫作為物流系統(tǒng)的集散地，今后，立體庫應(yīng)該向智能化、信息化等方向發(fā)展。
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