专业综合设计与实践题 目：现代物流模拟系统设计班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师 ：日 期： 2011 年 3 月常州工学院电子信息与电气工程学院专业综合设计与实践-现代物流模拟系统（仓储单元）- 1 -任务书二级学院： 电子信息与电气工程学院 专业： 电气自动化 班级： 学生姓名 指导教师 职称 副教授课题名称 现代物流模拟系统设计与实践课 题 工 作 内 容一、.根据指导书的要求完成所选模块电气原理图的测绘与设计：a) 主回路电路图b) PLC 的接线图c) 模块中各类电机的驱动电路图d) 阀门的控制电路图二、根据测绘与设计给出 PLC 输入输出分配表。三、编制模块的 PLC 梯形图，并连机调试。四、撰写报告书。五、考核（注：现代物流模拟系统分为四个模块，每个学生根据任务分配，选择其中一个模块，在二周内完成上述内容。四个模块的名称如下，请在所选模块的方框内打 。 ）1装配单元 2缓冲单元 3堆垛单元 4仓储单元 专业综合设计与实践-现代物流模拟系统（仓储单元）- 2 -指标（目标）要求1、设计的控制程序能达到控制要求并上机调试通过。2、图纸符合规范。进程安排第 1 天：布置任务，熟悉课题及系统。第 23 天：电气原理与测绘设计。第 4 天：绘制各类电气原理图 。第 57 天：PLC 梯形图的设计。第 89 天：调试。第 10 天：撰写报告、考核。主要参考文献可编程序控制器应用技术李建兴 机械工业出版社电气控制与可编程控制技术史国生 化学工业出版社可编程控制器应用技术实训指导李俊秀 化工工业出版社地点1院士楼2院机房起止日期2011.2.212011.3.5指导教师：史建平2011 年 3 月 1 日专业综合设计与实践-现代物流模拟系统（仓储单元）- 3 -目 录一、课题介绍 .4二、控制要求 .4三、系统工作原理 .51、系统结构 .52、仓储单元主要功能 .53、仓储站的组成和工作原理 .5四、控制方案及硬件选择 .61、PLC 控制流程图 .62、PLC 的 I/O 地址表 .73、PLC 外部接线图 .84、实习工作方案选择 .95、仓储单元设计方案结构图及技术路线 .106、硬件选择 .11五、联机调试 .14六、设计心得 .15七、参考文献 .15八、附录 .16附录 1：电气原理图（控制电路） .16附录 2：PLC 程序 .17专业综合设计与实践-现代物流模拟系统（仓储单元）- 4 -现代物流模拟系统仓储单元一、课题介绍物流行业的飞速发展对物流领域中的自动化控制技术提出了新的要求。近年来国内外发展迅速并得到越来越广泛应用的一种新型仓储方式是自动化立体仓储。能按照编制的入库单，将物件进行装配入库。实现仓储控制任务的方案较多，如继电器控制、单片机控制、PLC 控制等。由于可编程控制器 PLC 具有的高可靠性、高扩展性，逐渐成为自动化立体仓储控制中的首选，应用越来越多。现在物流生产线模拟系统实现储运的自动化，主要运用 PLC 控制技术、传感器检测技术、气动技术、电机驱动技术、机械结构与系统安装调试技术、电气技术基本技能及故障检测技术技能及系统日常维护技术。现代物流是运输技术革新与先进信息技术结合的产物，它主要是指加工半成品通过装配、堆垛、仓储放入到仓库中的过程。其控制系统有位置控制(步进电机)与顺序步进动作要求,采用 PLC 作为控制器实现控制顺序步进控制；而位置检测，采用传感器和行程开关来实现；利用机电一体化技术实现机械结构和电气控制的结合。二、控制要求本次设计采用的现代物流模拟系统分为四个站：装配站、缓冲站、堆垛站和仓储站。该装置应完成：1、货物的自动供给；2、货物的自动识别分拣；3、机械手搬运；4、自动装配；5、货物的自动加工操作等全过程。并具有货物的1、自动入库、出库；2、移库；3、缓存；4、仓储；5、检验；6、加工；7、分类等功能，同时对系统的运行过程实行全程动作状态监控及数据监控，能完成上位管理操作过程。此次我着重介绍仓储单元的传送部分，如下图 1 所示：图 2.1 仓储单元传送图三、系统工作原理1、系统结构本系统共有装配、缓冲、堆垛和仓储四个单元组成，各单元根据其动作要求完成相应的动作。我们小组本次专业设计主要是针对仓储单元。1）装配单元装配单元主要由可编程控制器，井式供料机，传送带，转盘输送带，气动专业综合设计与实践-现代物流模拟系统（仓储单元）- 5 -机械手装配机，步进电机控制的机械手搬运机等组成。2）缓冲单元缓冲单元主要由可编程控制单元，带式传送机，斗式缓冲库，气动装料，移货装置，货物检测传感器等组成。3）堆垛单元堆垛单元主要由可编程控制单元，带式传送机，链式传送机等组成。4）仓储单元仓储单元主要是由可编程控制单元和单元货格式仓库组成。单元货格式仓库由高层货架、具有位置控制的巷道起重机、接收货物载货台等组成。巷道起重机由运行机构、起升机构、货物托盘机构组成。2、仓储单元主要功能仓储单元主要完成货物的自动仓储。货物由堆垛单元输送到接收货物载货台后，直流电机 M11 启动,正转 90 度后停止, 巷道起重机 M13 起动到位,直流电机 M12 启动正转,将货物推至货物托盘机构,确认货物推放到位后 ,M11,M12 反转回到原位判断 A 号货架是否有空位,没有的话再判断 B 货架是否有空位,步进电机启动,巷道起重机移至空位处,货物托盘机构存货,货物存入仓库后,货物托盘机构回道原位,巷道起重机回去货位。其传送过程框图如图 2 所示：堆垛单元 接收货物载货台 货物托盘机构 高层货架图 3.1 传送过程框图3、仓储站的组成和工作原理a、仓储站组成：载货台、货物托盘结构、高层货架。1）载货台：主要由二个直流电机和三个接近开关组成。一个电机用来链式传送，一个用来进行 0 度到 90 度转动。2）货物托盘结构：主要由一个步进电机、一个伺服电机、一个直流电机和 5 个接近开关组成。步进电机用来对巷道起重机上下控制，伺服电机用来对巷道起重机左右控制，直流电机用来对托盘前后控制。3）高层货架：由行程开关等组成。行程开关用来指示次位置是否有货物堆放。b、仓储站的工作原理：在初始状态接受货物载物台位于初始位置（0） ，链式传送带把货物从堆垛单元传到载物台后，载物台的接近开关发出信号，PLC接收到信号且驱动中间继电器使载物台旋转 90（有一接近开关检测角度是否到位） ，同时托盘前移，靠近载物台，货物转移到起重机的托盘上。高层货架上专业综合设计与实践-现代物流模拟系统（仓储单元）- 6 -的行程开关给 PLC 一个信号，PLC 驱动起重机向货架方向移动，并将货物存储在高层货架的空闲位置上。四、控制方案及硬件选择1、PLC 控制流程图图 4.1 PLC 控制流程图2、PLC 的 I/O 地址表输入点 功能 输出点 功能X00 A 库传感器 1 Y00 M11 正转X01 A 库传感器 2 Y01 M11 反转X02 A 库传感器 3 Y02 M12 正转专业综合设计与实践-现代物流模拟系统（仓储单元）- 7 -X03 A 库传感器 4 Y03 M12 反转X04 A 库传感器 5 Y04 M13 正转X05 A 库传感器 6 Y05 M13 反转X06 A 库传感器 7 Y06 CSTART 灯亮X07 A 库传感器 8 Y07 FHOLD 灯亮X10 B 库传感器 1 Y10 XDIN6X11 B 库传感器 2 Y11 驱动上电X12 B 库传感器 3 Y12 XDIN1X13 B 库传感器 4 Y13 XDIN2X14 B 库传感器 5 Y14 XDIN3X15 进库 0 Y15 XDIN4X16 进库 90 Y16 XDIN5X17 进库到位 Y17 XDIN7X20 托盘向前到位 Y20 RESET 灯X21 托盘回位 Y21 XREF 灯X22 托盘向后到位 Y22 ZREF 灯X23 START 按钮 Y23 托盘前位灯X24 HOLD 按钮 Y24 托盘后位灯X25 JOG/AUTO Y25 取货灯X26 RESET Y26 进库灯X30 X 回零按钮 X34 接收按钮X31 Z 回零按钮 X35 仓储按钮X32 托盘前按钮 X36 X 回零完成X33 托盘后按钮 X37 X 到位3、PLC 外部接线图1）输出指示灯的设计本次设计中“开始”“复位”“保持”等手动按钮中都需用到指示灯，下图为仓储单元指示灯的连接电路图。当系统启动后，X轴回零灯和Z轴回零灯亮，显示巷道起重机在初始位置。按下“开始”按钮，托盘从载货台接收到货物，专业综合设计与实践-现代物流模拟系统（仓储单元）- 8 -托盘前位灯亮，然后托盘后移，托盘后位灯亮。 图 4.3.1 仓储单元指示灯连接2）电源电路图 4.3.2 电源电路3)PLC 输出设计专业综合设计与实践-现代物流模拟系统（仓储单元）- 9 -图 4.3.3 中间继电器和 PLC 的接线图 4.3.4 操作面板指示灯的 PLC 接线4、实习工作方案选择J O G A U T O A U T O P O W E RM O D E R E S E TS T A R TH O L D O NO F F图 4.4 存储单元控制面板图（1）仓储单元电源控制区域（POWER）OFF：急停按钮，可切断仓储单元电源；ON：仓储单元上电。专业综合设计与实践-现代物流模拟系统（仓储单元）- 10 -（2）仓储单元自动操作区RESET：复位按钮；STARE：自动运行开始；HOLD：进给保持。（3）仓储单元功能选择旋钮（MODE）功能选择旋钮可选择自动（AUTO）或手动（JOG ） 。（4）仓储单元手动操作区域（JOG START）X 回零：首次开机必须执行该操作，使巷道起重机回零；Z 回零：首次开机，必须执行该