摘要：分析基于PLC的立體倉庫控制系統的可行性，對該系統的特點及設計選型進行分析。通過控制系統的硬件和軟件的設計，利用OMRON公司的PLC為控制器，實現了立體倉庫入庫﹑出庫﹑盤點和發貨等全自動控制的目的。 關鍵詞：立體倉庫；歐姆龍可編程控制器；組態軟件 [align=center]Program Design for Control System of Tridimensional Depository Based on PLC Wang Lei-yong ; Zhang Tian-kai; Lu Yan （Vehicle and traffic College, Qingdao Technological University Shandong Qingdao 266033） （青島理工大學 汽車交通學院，青島 266033）[/align] Abstract: The possibility of PLC control in tridimensional depository is analyzed. The controlling characteristic and design choose are analyzed．Using OMRON PLC as controller. realized the result of auto control in tridimensional depository by designing hardware and software of control system. The auto control includes input goods, output goods , check goods and consignment and so on. Key words: Tridimensional Depository; OMRON PLC; configuration software 1.前言 自動化立體倉庫是現代物流與倉儲系統的重要組成部分。立體倉庫集機械﹑電子﹑控制﹑計算機技術于一體，具有科技含量高，貨物存取效率高和自動化程度高等優點。而PLC功能強大，可靠性高，抗干擾能力強，維修方便，易于實現機電一體化。完全滿足立體倉庫工作環境和控制系統的要求。 2.立體倉庫控制系統總體設計 在物流中有三條輥道傳輸帶﹑三個出入貨站臺﹑一個四自由度機械手﹑一個全自動堆垛機以及兩排貨價組成。將系統中的傳感器﹑執行器和可編程控制器連接，通過編制相應的程序，就可以用可編程序控制器來控制物流工序。 立體控制系統分為三個部分：輥道控制﹑機械手控制﹑堆垛機控制。在設計該控制系統時，采用兩臺OMRON CJ1系列PLC作為立體倉庫的控制裝置，如圖1所示。其中#1 PLC主要用來控制輥道部分和堆垛機部分，#2 PLC主要用來控制四自由度機械手。 采用OMRON公司在控制層上的Control Link網來將兩臺PLC聯系起來，通過在兩臺PLC間的數據交換實現三個被控部分之間的協調動作，實現綜合控制。 在控制系統中配置了一臺上位機，通過RS-232與PLC相連，上位機一方面用于兩臺PLC控制程序的編輯﹑下載以及調試，另一方面，上位機用來監視﹑管理自動化立體倉庫系統。 在此系統中使用三個變頻器分別來控制三個輥道傳送帶的運轉。輥道可以在正﹑反兩個方向運轉，可以根據進貨和出貨的需要來使用輥道，進行自由組態。變頻器有很高的運行可靠性和功能多樣性，降低了電動機運行噪聲，全面而完善的保護功能為電動機提供了良好的保護性能。這里使用的是OMRON公司的3G3MZ系列的變頻器。 對四自由度機械手的控制時，執行部件使用的是四相八拍的步進電動機，X軸伸縮﹑Z軸升降﹑底盤回轉和機械手腕回轉分別使用四個步進電動機。使用兩個步進電動機分別控制堆垛機的升降和行走，而貨叉控制使用直流電動機為執行元件。對這六個步進電動機的控制實際上是對它們對應驅動器的控制。本系統中使用SH-2H057型號的步進電動機驅動來驅動步進電動機的運行。 [align=center] 圖1 立體倉庫控制系統總體結構圖[/align] 3.立體倉庫控制系統硬件設計 立體倉庫控制系統中使用了兩臺OMRON CJ1系列PLC，PLC單元的配置圖如圖2所示。 [align=center] 圖2 PLC單元的配置圖[/align] 整個控制系統所需要模塊個數統計如下： 1）開關量輸入點數：共需要44點，使用16點輸入單元CJ1W-ID211,共需要3個。 2）開關量輸出點數：共需要21點，使用16點輸出單元CJ1W-OD211,共需要2個。 3）模擬量輸出點數：共需要3路模擬量輸出，分別控制3個輥道輸送帶的速度，需要1個四路模擬量輸出單元DA041,輸出0～10V電壓信號 4）脈沖量輸出：共有6個步進電動機（機械手X軸移動控制﹑機械手Z軸移動控制﹑機械手底盤回轉﹑機械手腕回轉控制﹑堆垛機升降控制和堆垛機行走控制）需要控制，每個CJ1W-NC113單元控制一個步進電動機，所以共需要6個。 4.上位機監控系統設計 上位機監控系統擔負著自動化倉庫中輥道輸送部分﹑機械手部分和堆垛機部分的集中監控和協調作業的任務，并能實時顯示立體倉庫中各設備的運行狀態以及貨物的運輸和存儲情況，起著承上啟下﹑整體協調的作用。 本系統的上位機通過COM1口與#1 PLC相連，再由#1 PLC通過Control Link網與#2 PLC進行數據傳送，共同完成設備的監控。 4.1用“組態王”6.03軟件設計上位機監控程序 “組態王”是一套以實時數據庫為核心的組態軟件，實時數據庫中含有豐富的數據類型，系統在進行數據刷新﹑趨勢顯示﹑報警判斷﹑歷史數據記錄﹑報表等工作時所用的數據庫都取自實時數據庫。 “組態王”6.03通過RS-232方式實現與PLC之間的數據傳送，包括向控制機械手和堆垛機兩臺PLC發出入庫和出庫等各種控制指令，由PLC驅動執行機構完成下達的各項作業。各設備也通過PLC將它們運行時的狀態和結果返回上位機，VB編制的程序接收各種信息，同時操作ACCESS數據庫，使用數據庫堆立體倉庫進行管理。 立體倉庫控制系統的軟件結構框圖如圖3所示。在本系統中控制系統可分為自動控制﹑手動控制和遠程控制。在自動控制模式下，貨物將在規定的時間內按照已經編好的自動控制程序進行操作，不需要運行人員參與。手動模式下操作人員通過控制柜的操作面板上的各種操作按鈕完成貨物的運送。遠程控制是操作人員在上位機上通過上位機與PLC的通信直接控制試驗平臺上各電氣設備的運行。 [align=center] 圖3 立體倉庫控制系統的軟件結構框圖[/align] 4.2 立體管理倉庫系統的實現 在立體倉庫管理系統中，建立一個完善的和功能強大的數據庫是必不可少的。通過數據庫中不同貨物參數的查詢可以使操作人員對庫存情況有一個非常清楚了解，便于操作人員對貨物入庫，出庫等操作的控制。我建立了兩個管理系統：入﹑出庫管理系統和盤點管理系統。采用VB編程和ACCESS數據庫來實現對倉儲系統的管理。 管理系統實現的主要功能是：VB通過DDE完成與“組態王”之間動態數據交換，把不同貨物的各種參數傳送到VB程序中，VB通過ADO技術與數據庫連接，把數據寫入到ACCESS數據庫中；VB作為數據庫顯示界面，通過數據綁控控件在VB界面上顯示數據庫中的內容；利用VB編程和SQL語言實現數據庫的查詢﹑添加﹑刪除和打印功能。 5.結束語 自動化立體倉庫涉及物流監控技術﹑計算機應用技術﹑通信技術﹑貨位優化管理等技術領域，它的特點在于以高層立體貨價為標志，以成套先進搬運設備為基礎，以先進的計算機控制技術為主要手段，高效率地利用倉儲空間，節約時間和人力進行各種作業。產生巨大地社會效益和經濟效益，具有廣大地市場前景。 參考文獻 [1]張萬忠，孫晉．可編程控制器入門與應用實例[M]．北京：中國電力出版社，2005． [2]鄧則名，祁穗芳．電器與可編程控制器應用技術[M]．北京：機械工業出版社，1997． [3]徐章一，馬士華． 逆向供應鏈地價值實現形式－物流技術[M] ．機械工業出版社，2004 [4] 康博創作室著，Visual Basic 5．0創作實例與技巧[M] ．北京：中國水利水電出版社．1998 第一作者王雷勇，男，1981出生，現為青島理工大學車輛與交通學院在讀研究生；研究方向為計算機控制與檢測系統的設計等。 第二作者張天開（1953-），男，山東青島人，教授，現任職于青島理工大學自動化工程學院；研究方向為計算機控制與檢測系統的設計等 聯系方式：青島理工大學282信箱 通信地址：青島市撫順路11號 青島理工大學自動化工程學院 郵編：266033 電話：0532-85071298 13276396045 電子郵箱：chelseafly@163.com