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自动化立体仓库中输送机控制系统研究

2017-11-09

自动化立体仓库集机械、电子、控制技术、计算机技术于一体,具有占地面积小、自动化程度高等特点。它由上位监控系统进行统一调度及控制,能根据人的需要自动地将货物搬运到目的货架或者从指定货架位置将货物搬运到输送机交接台,再由输送机自动将货物运送至出口处,由操作工用叉车卸载货物。随着物流仓储业的快速发展,自动化立体仓库已经成为现代物流与仓储系统的核心,作为立体仓库的重要组成部分,输送机设备发挥着越来越重要的作用,仓库中所有货物的入库、出库等作业都必须通过输送机来完成。因此,输送机的输送效率、可靠性及控制系统的稳定性在自动化立体仓库系统中起着至关重要的作用。

  1、输送设备介绍

  输送机设备作为自动化立体仓库的主要外围设备,负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。输送机种类非常多,常见的有辊道输送机、链条输送机、皮带输送机等。本仓库出人库输送设备为链式输送机,输送机上设有大量的位置检测传感器, 以保证输送机加减速的准确性,提高输送机的停位精度。另外,输送机上方还设有货物超限检测传感器,保证货物能够顺利进行出入库作业。

  2、输送工艺流程

  本立体仓库输送机有3种工作模式:手动模式、单机自动模式、全自动模式。输送机可以完成入库、出库、添加入库、拣选出库等作业流程。

  (1)作业类型

  ①入库作业

  操作员根据LED屏幕的引导信息,将托盘放到输送机上。操作完成后,按操作完成按钮,货物自动入库,到达交接台后,堆垛机便前来取货。堆垛机根据指令类型和货架地址,自动将货物放到相应的货架卸载,完成入库作业。

  ②出库作业

  堆垛机接收到出库命令后,根据货物所在的地址自动取货,到达输送机交接台,自动卸载货物到交接台。输送机接收到出库命令后,自动将货物运送到出口处,完成出库作业。

  ③拣选、添加作业

  可以分为1个人库和1个出库过程。堆垛机接收到添加、拣选命令后,会根据货物所在的地址自动取货,到达输送机交接台后,堆垛机自动卸载货物到交接台。输送机接收到命令后,自动将货物运送到出口处。当操作工完成添加、拣选货物后,按操作完成按钮,货物自动入库,到达交接台后,堆垛机便前来取货。堆垛机根据指令类型和货架地址,自动将货物放到相应的货架卸载,完成添加、拣选作业。

  (2)工作模式

  ①手动模式

  输送机完全脱离控制系统,在控制面板上选中要手动操作的输送机。手动操作输送机的前进、后退按钮完成货物在输送机上的入库、出库操作。出库运行方向:远离巷道方向运行。入库运行方向:向巷道方向运行。此种模式下,输送机的运动用按钮控制,属于纯机械动作。

  ②单机自动模式

  输送机控制系统和上位监控系统脱离。PLC控制系统收到单机模式下发的指令后,输送机会自动根据人库、出库指令完成前进、后退动作,从而完成相关作业。此种模式下,输送机由PLC

控制系统控制。

  ③全自动模式

  输送机系统、堆垛机系统和上位监控系统联动,系统自动生成指令。同时,输送机自动根据入库、出库指令完成前进、后退动作。此种模式下,输送机由PLC控制系统控制。

  3、控制系统结构及电机驱动流程

  (1)控制系统结构

  输送机电气控制采用西门子S7-300PLC,其与变频器之间的通讯采用PROFIBUS-DP现场总线方式。采用1台变频器控制1台输送电机,调节变频器的加速时间减速时间、控制模式、S曲线以有效地控制电机的加速、减速、停止。 

  (2)电机步进驱动流程

  ①当自动步进为20或50时,根据当前输送机的命令(入库命令或是出库命令)向电机发送自动向前或自动向后命令,此时转速设定为全速。

  ②当自动步进为31或40时,根据当前输送机的命令(入库命令或是出库命令)向电机发送自动向前或自动向后命令,货物到达输送机末端便停止转动,此时转速设定为减速。

  本文以某空港配餐公司自动化立体仓库为例,基于其出入库工艺流程,分析设计了全自动模式下输送机的步进驱动流程。对于每种作业指令,在控制货物精确停位的基础上,保证了输送机的**输送效率。该输送机控制程序经调试,运行良好,电机的加减速控制准确,货物停位精确,设备的可靠性、实用性以及控制系统的稳定性得到了用户的肯定。



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