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硅钢片自动化立体仓库自动控制 ——西门子PLC在立体仓库控制应用案例 立体仓库的构成 特变电工衡阳变压器厂的硅钢片自动化立体仓库是一种设置有高层货架，并配有巷道堆垛机和自动控制系统、计算机管理系统，实现搬运、存取的机械化与自动化。是贮存管理现代化和信息化的新型仓库。它是用高层货架储存货物，以搬运机械手存取货物，并通过周围的辅助装备，自动进行出入库存取作业的系统。自动化立体仓库具有占地面地小、贮存大、周转快的优点，是集信息、贮存、管理于一体的高技术密集型机电一体化系统集成。 立体仓库系统中，人机界面与立体仓库的控制系统、实时监控紧密联系在一起，通过人机界面可以控制立体仓库机械手的各种动作，完成相关货物存取作业。当在高危险环境中工作时，可以通过人机界面远程控制机械手对货物存取作业，保证人员的安全。人机界面还可以监控货物存取过程的运行情况，通过指示灯显示货物是否存取到位等。工作中，只需操作人员操作鼠标就可以完成存取货物相关动作。系统采用西门子PLC为控制核心，设计立体仓库的自动化控制系统，并开发有操作员级别的人机操作界面。 图1 立体仓库实例图 二、自动化立体仓库搬运机械手动作控制流程 立体仓库运行中，搬运机械手初始位置在零位，当可编程控制器接受到上位机中的命令时， 搬运机械手开始执行不同的命令，工作方式常有以下四种： （1）取件动作：从三维库中指定位置取工作盘放到外部传送装置的工作站托盘上； （2）放件动作：从外部传送装置的工作站托盘上取工作盘放到三维库的指定位置； （3）取放件动作：从三维库中指定位置取工作盘放到外部传送装置的工作站托盘上，在工件经过其他操作后再回到库的工作位时从外部传送装置的工作站托盘上取工作盘放到三维库的指定位置； （4）移库动作：把三维库中的工件从一个库位移到另一个指定库位，机械手通过直流电机控制左右、上下、前后移动控制流程图如图1。 图2 立体仓库控制流程图 立体仓库PLC控制程序的编制 操作控制分为手动和自动两种形式，当处于自动控制状态时，点击放货物按钮系统按照一定的顺序完成货物的存放，即可完成货物的自动存放；同理，可自动完成货物的取出。当在库源、目标库中输入货仓号时，可以完全成货物的倒仓等一系列的功能动作。货仓的各个货位均有指示灯在人机界面上显示，可以通过指示灯的显示知道货仓中各货位是否有货物，无须人员巡视检查，降低了人员的劳动强度等。 根据控制要求确定的输入输出端子如表1所示。 表1 输入输出端子布置图 输入 输出 左限位 I1.0 左右脉冲 Q0.0 右限位 I1.1 左右方向 Q0.2 前限位 I0.5 上下脉冲 Q0.1 后限位 I0.6 上下方向 Q0.3 中限位 I0.7 第一层扫描 Q1.2 上限位 I0.4 第二层扫描 Q1.3 下限位 I0.3 第三层扫描 Q1.4 第一列输入 I1.0 第四层扫描 Q1.5 第二列输入 I1.1 第五层扫描 Q1.6 第三列输入 I1.2 第六层扫描 Q1.7 左移 I1.6 右移 I1.5 上移 I1.7 下移 I2.0 手动/自动 I2.7 机械手前移 Q0.5 机械手后移 Q0.6 三、人机操作界面的开发 根据立体仓库控制程序和操作要求，设计操作员级人机操作界面，使之能实现立体仓库的所有控制功能，它包括取件、放件和移库等操作，并能实时监测库位存放货物状态。经过设计生成的画面如图3所示。 图3 立体仓库人机界面图 原理：利用MCGS实现设备监控，基本方法是：在设备窗口内配置不同类型的设备构件，并根据外部设备的类型和特征，设置相关属性，将硬件参数配置、数据转换、设备调试等都封装在构件之内，以对象的形式与外部设备建立数据传输通道。系统运行过程中，设备构件由设备窗口统一调度管理，通过通道连接，向实时数据库提供从外部设备采集到的数据，从实时数据库查询控制参数，发送给系统其它部分，进行控制运算和流程调度，实现对设备工作状态的实时检测和过程的自动控制。 四、自动化立体仓库的优点 自动化立体仓库具有占地面地小、贮存量大、周转快的优点，它是集信息、贮存、管理于一体的高技术密集型机电一体化产品。利用西门子PLC作为控制核心，具有可靠性高，速度快，灵敏度高等优点。通过人机界面操作，控制机械手各种动作的完成实现仓库货物存取远程操作，无须人工直接接触货物，可保证人员工作安全，降低劳动强度。 【案例来源】特变电工衡阳变压器厂