基于PLC的自动货架设计与实现

　　【摘 要】 本文介绍了基于PLC（programmable logic controller 可编程逻辑控制器）和组态王软件的自动货架的设计方案。下位机主要由西门子S7-200 PLC及相关的电路元件完成现场信息的采集、处理以及控制，上位机采用组态王软件实现监视和选择功能。上、下位机之间通过串口实现通讯。实验结果表明：系统已达到了预期的设计效果。
　　【关键词】 可编程逻辑控制器（PLC） 自动货架 组态王 电机
　　【Abstract】 An automated storage based on PLC and the telecommunication of Kingview’s configuration software is discussed in the paper. Process supervising and control is realized by the telecommunication of Kingview’s configuration software 6.0 of main computer and PLC. The result of experiment show that a satisfactory solution is achieved.
　　【Keywords】 PLC Automated storage Kingview’s configuration Software electrical machine
　　1 引言
　　该项目所设计的自动货架改变了传统仓库中货架固定不动的模式，提高了仓库的利用率，节约了人力物力成本，缩短了存取货物的时间，提高了工作效率，同时也加快了物流行业向自动化的方向发展的速度。
　　PLC（可编程逻辑控制器）是一种数字运算操作的电子系统，具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点，在工业控制领域中，PLC控制技术的应用已成为工业界不可或缺的一员。
　　基于PLC构成的下位机与完成SCADA功能的上位机相结合，我们构建成整套数据采集和控制系统，实现对自动货架的数据采集及监控。
　　2 设计原理介绍
　　该项目由PLC构成的下位机、各种电机及电器元件构成的货架模型和完成SCADA功能的组态王软件的上位机三部分构成。
　　以货物存过程说明货架模型运行流程：①PLC程序控制直流推杆电机上升到所选楼层，在碰到接近开关后停下来；②步进电机开始旋转固定的角度；③小型的推杆电机将货物从移动平台上推到货架上的固定位置；④完成上一步动作后，各元器件就恢复到初始状态。
　　3 PLC部分介绍
　　3.1 PLC概述
　　我们采用的是S7-200CPU224晶体管输出型PLC，本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。特别需要指出的是其有2路高频率脉冲输出（最大20KHz），用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
　　3.2 输入输出分配表（如表1所示）
　　4 货架模型及电机部分介绍
　　4.1 货架主要结构
　　该项目所设计的自动货架模型区别于传统的货架，其主体货架受电梯模型的启发，采用的设计方案为每部分货架的中心部分为可上下移动的电梯装置，每层有可用的围绕电梯装置的360度存放空间，在每层上的存取货物方式为旋转，因此中心部分为圆柱形。
　　4.2 电机及所用到的各类电子器件
　　自动货架模型运行过程中所需的电机及各类电子器件如表2所示。
　　5 组态王软件设计
　　该项目所设计的基于组态王软件的自动货架取放系统旨在通过在组态王软件中选择存取货物选项和选择货仓号选项，对PLC机中的变量进行赋值，并且通过组态王软件对货架的运行状态进行实时监控，从而使货架的控制人员更加便捷地控制货架和存取货物。
　　6 结语
　　（1）该系统主要是采用PLC技术、组态王软件控制，实现对货物的自动存取的控制，并以组态王软件为人机交流窗口，便于数据的输入和读取，实现了人性化的操作。（2）从自动货架模型软、硬件上分析，硬件上实现了对自动货架的现场信息的采集、处理以及控制，软件上实现了对自动货架模型的监视和选择功能。（3）在实践检测中，该自动货架模型能够实现将货物存放到固定的位置，并能够将货物从相应位置取出来的功能。（4）该系统的应用改变了传统仓库中货架固定不动的模式，实现了货物的自动存取，提高了工作效率，也加快了物流行业向自动化的方向发展的速度。
　　参考文献：
　　[1]刘洪涛，黄海.PLC应用开发从基础到实践[M].电子工业出版社.
　　[2]胡良龙，胡志超，高刚华，等.基于PLC的种子包衣机自动控制系统设计与实现[J].农业工程学报，2007.23（8）：140-144.