李錦+權寧

摘 要：目前，現(xiàn)代物流技術蓬勃發(fā)展，作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的基礎——立體倉庫的研究在物料系統(tǒng)中起著重要作用。本文針對立體倉儲智能監(jiān)控系統(tǒng)進行設計，采用模塊化設計語言，著重研究立體倉儲智能監(jiān)控系統(tǒng)的手、自動及聯(lián)機控制、數(shù)據(jù)采集、故障診斷、歷史信息查詢等功能。

關鍵詞：PLC；立體倉庫；智能監(jiān)控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.191

0 引言

目前，我國的自動化立體倉庫技術有著突飛猛進的發(fā)展，但是自動化立體倉庫無論是從數(shù)量，設備品種以及技術水平上與國際發(fā)達國家都還存在著明顯大的差距。本文深入研究自動化立體倉儲系統(tǒng)的智能監(jiān)控技術，實現(xiàn)自動化立體倉庫的在線監(jiān)測和本地控制，為倉儲物流系統(tǒng)提供重要的參考數(shù)據(jù)并實現(xiàn)物流系統(tǒng)的遠程控制功能提供技術支撐。

1 立體倉儲智能監(jiān)控系統(tǒng)的功能

物流管理系統(tǒng)正常工作時，若立體倉庫出現(xiàn)故障需要及時可靠的停止運轉，并防止造成碼垛機與立體倉庫出現(xiàn)碰撞或者啟動困難等問題。為有效解決上述問題并實現(xiàn)立體倉儲系統(tǒng)的本地監(jiān)測和控制，研制立體倉儲智能監(jiān)控系統(tǒng)迫在眉睫。作為智能物流的基礎設備之一，不僅要求該立體倉儲系統(tǒng)具備基本的監(jiān)測和控制功能，同時要具備高的可靠性與可擴展性，為以后其他設備的接入或系統(tǒng)升級做預留。

立體倉儲智能監(jiān)控系統(tǒng)的功能：（1）手、自動及聯(lián)機控制；（2）數(shù)據(jù)采集；（3）故障診斷；（4）歷史信息查詢。

2 立體倉儲系統(tǒng)總體設計

2.1 硬件設計

本文所設計立體倉庫共設有一個10列、6層貨架，共計60個倉位。整個控制系統(tǒng)由工業(yè)控制計算機、西門子S7-1200PLC等組成，以西門子S7-1200PLC為核心，以觸摸屏作為人機界面的顯示單元，完成貨物管理與統(tǒng)計、倉位檢測、入庫和出庫等命令發(fā)送與信息反饋工作。上位機通過以太網(wǎng)卡接入以太網(wǎng)，與主站組成工業(yè)以太網(wǎng)進行通信，通過觸摸屏完成在自動或手動狀態(tài)下對物料的入科、出庫碼垛機的運行情況實時監(jiān)控。

2.2 軟件結構設計

（1）手、自動及聯(lián)機控制。本文所設計立體倉儲系統(tǒng)共有自動模式、手動模式以及聯(lián)機模式等三種運行模式。

在自動模式運行下，操作者需要觸摸屏上選定倉位號并設定運行速度等參數(shù)，按啟動按鈕系統(tǒng)會完成相應的自動出入庫過程。

在手動模式運行下，貨叉在允許范圍內可實現(xiàn)獨立伸縮動作和抓物放物動作，同樣可實現(xiàn)碼垛機在X或Y軸上的運動，每個獨立動作都有相應的按鍵控制。

在聯(lián)機運行模式下，S7-1200根據(jù)上位機發(fā)來的命令確定最終倉位號和運行速度，系統(tǒng)自動完成物料的出入庫動作，并時時反饋位置信息給上位機。

碼垛機在X軸、Y軸上行走采用西門子M420變頻器驅動交流電機實現(xiàn)調速與制動動作，確保碼垛機高效平穩(wěn)運行。

（2）數(shù)據(jù)采集。實時采集立體倉儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并將其保存到本地PLC的數(shù)據(jù)塊中。觸摸屏通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機訪問S7-1200，時時讀取采集到的數(shù)據(jù)顯示在觸摸屏上。

（3）故障診斷。是指監(jiān)控系統(tǒng)利用采集到的實時數(shù)據(jù)判定當前立體倉儲系統(tǒng)的運行狀況。例如行程是否超限、貨倉是否有料、運行速度是否合理等。以及通過本地控制器與通訊伙伴的握手信號判定設備當前的通信狀態(tài)。

（4）歷史信息查詢。主要指歷史操作信息、故障預警信息以及歷史故障信息，主要內容包括故障或者動作發(fā)生的時間、內容以及故障離開的時間等。立體倉儲系統(tǒng)會在監(jiān)控畫面中詳細地顯示并自動保存歷史信息。

2.3 通訊接口設計

本文立體倉儲的智能監(jiān)控系統(tǒng)采用西門子S7通訊服務下的TCP/IP協(xié)議和RS485協(xié)議。系統(tǒng)的輸入/輸出信號、物理傳感器采樣值、立體倉儲系統(tǒng)的故障預警和故障信號等信息采用實時自動交換的方式完成。

3 總結

本文基于PLC控制的立體倉儲智能監(jiān)控系統(tǒng)的設計采用了邏輯處理能力強、抗干擾能力強的西門子S7-1200型可編程邏輯控制器，在程序設計中采用模塊化設計，主程序、子程序等清晰明了。自動化立體倉儲系統(tǒng)通過網(wǎng)絡化控制和數(shù)據(jù)存儲中形成了自動的物流系統(tǒng)，該控制方式集成度高、故障率低，使用效果良好。與傳統(tǒng)的倉庫相比，存儲效率和空間利用率均有大幅提升，節(jié)省人力成本，降低物料成本。

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作者簡介：李錦（1996-），女，江蘇徐州人，?？?，學生，主要研究方向：機電一體化。