自动化立体仓库输送线西门子S7-1500PLC控制系统设计
摘要：自动化立体仓库输送控制线技术以输送机为标志，为自动化立体仓库存储和出入库站台能够进行良好的交接，最主要依靠出入库输送系统，因此输送线的设计对于立体仓库整个系统的合理与流畅有着千丝万缕的作用。因立体仓库的不同输送系统也有着多种样式，存储的流程也不相同，因此选择最佳方案与系统设计可以更快捷的提高立体仓库输送线的效率。随着世界的经济飞速发展，科学技术不断进步，立体仓库作为现代经济学当中的一门新兴的服务部门，物流产业的作用有着明显提高。其中立体仓库的运输流程简单便捷，机械设备布置设备紧凑、合理、美观等这些都是设计当中极为重要的一个部分。
关键词：可编程控制器PLC；变频器ATV310；HMI人机界面；
Design of a high level integrated storage
automatic warehouse control system
Abstract：The automatic three-dimensional warehouse transportation control technology is marked by conveyor, which can carry on a good connection to the storage and out of the warehouse platform of the automated warehouse, and mainly rely on the delivery system. Therefore, the design of the transmission line has a thousand and a thousand functions for the rational and smooth flow of the whole system of the three-dimensional warehouse. Because the different transportation systems of the three-dimensional warehouse also have various styles, and the storage process is different, so choosing the best scheme and system design can improve the efficiency of the three-dimensional warehouse transport line more quickly. With the rapid development of the world economy and the continuous progress of science and technology, as a new service department in modern economics, the role of the logistics industry is obviously improved. The entry and exit process of the stereoscopic warehouse is simple, convenient and reasonable, and the layout of the equipment is compact and reasonable. These are all very important parts of the design.
Keywords: programmable logic controller; Variable-frequency Drive; Human Machine Interface;
第一部分 引言
1.1自动化立体仓库输送线的概述
自动化立体仓库输送线是指出入库设备。这些设备包括链条机、轨道机、辊式输送机、移栽升降机、提升机等机件组成。其中链式输送机和辊式输送机主要负责托盘沿经单个方向进行运输线路，而进行角度为90度的方向改变则由移栽机设备来完成，目的是便于托盘中的货物完成直角转弯行进。托盘由底层转至高层将有提升机完成工作。之所以输送机械设备能够较为准确的停止在对接设备处，是因为大部分都使用检测元件（光电传感器）从而保证托盘能够准确完成停位，达到实现输送机状态的实时监控。因此立体仓库输送线广泛适用于机械、冶金、轻工、化工、医药、食品和物质分配中心等各个部门。
1.2输送线的发展历史
输送机的最早描述时间在1795年的杂志上，当工业革命时期到来，输送机就进入了工业发展。英国在1868年设计出带式输送机（传送带），10年后美国设计出螺旋输送机，此后输送机便进入到人们的视野。19世纪瑞士创造出钢带输送机，英德两国推出了惯性输送机，在1913年亨利创造出第一条流水装配输送线，从此输送机进入世界工业化的舞台。从第三次工业革命开始，输送机运作方式得到了改良，历经百年之余皮带输送机、链条输送机、提升机、滚筒输送机等等，此后输送线备受工控行业关注。
1.3自动化立体仓库的输送线控制系统
立体仓库输送线系统的总体布局主要在于物流流向、出入库频率、输送线路选择、扫码器入库确认的设计要求为原则，按照上位机(WCS)指定的线路运送货物托盘，再将货物托盘传至堆垛机，由堆垛机将货物托盘运送到立体仓库中。
本课题依据菜鸟项目为设计依据，以“自动化仓库输送线”为基础，设计出全自动输送线的控制要求 。
该输送线联机调试后，按照WCS指定任务行走，由堆垛机取放货物，顺利完成各项工作，具体流程如下：
1．充分调研了解自动化立体仓库发展史，收集资料，确定方案 ；
2．采用西门子S7-1500、ATV310变频器、HMI人机界面完成总体框架设计 ；
3．流程分为手自动出入库、输出延时、直行转弯 ；
4．完成控制系统软件编程；
5．整理图纸等材料，完成毕业论文设计，准备参加答辩 。
一、选题简介、意义
自动化立体仓库作为典型的电气自动化产品，自动化立体仓库是物流仓储中出现的新概念。利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化、存取自动化、操作简便化。自动化立体仓库在工业生产中地位显得尤为重要，在自动化领域的存储运输等方面的应用也日益广泛。
本课题来源菜鸟网络的自动化立体仓库输送线控制系统，该控制系统由链条输送机、轨道输送机、轨道移栽升降机等组成，该系统负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。基于工程设计理念开发，降低能量消耗以节约能源为准则，结构精巧，便于维护，符合工程化设计标准。
基于菜鸟网络的自动化立体仓库输送控制系统项目，及其现场实践经验，在王老师指导下，设计开发自动化立体仓库输送控制系统设计。
本课题的完成，同时经过项目的实践，可使学生所学的的综合知识快速与工程实际结合，进一步提高学生的工程实践能力。
二、课题综述（主要内容，预期达到目标及其解决问题，研究步骤、方法及其措施。）
（一）主要内容
本课题根据菜鸟网络的自动化立体仓库输送控制系统项目为设计依据，以PLC、人机界面、变频器为基础开发实现自动化立体仓库输送线控制系统设计。
（二）预期目标
根据项目需求，采用以太网、PLC、人机界面、变频器实现自动化立体仓库输送线控制系统，必须实现手动、自动、联机操作等功能。
（三）解决问题
1.自动化立体仓库输送控制系统的总体结构设计；
2.自动化立体仓库输送控制系统的元器件选型；
3.自动化立体仓库输送控制系统的软件设计；
（四）研究步骤
本课题可分为四个阶段
第一阶段：查找文献，现场实践、收集资料、确定可提方案，完成开题报告；
第二阶段：完成软件系统结构框架，初步对电气工业控制元器件选型；
第三阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文答辩。
（五）工作方法及措施
工作方法：本课题采用模拟仿真法。
措施：基于菜鸟网络的自动化立体仓库输送控制系统项目所得实践经验，在王老师指导下，以查阅文献，收集资料等方式为基础，完成自动化立体仓库输送控制系统设计。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
第一部分 引言
1.1 自动化立体仓库的概述
1.2 输送线的发展史
1.3 自动化立体仓库的输送线控制系统
1.4 立体仓库的输送控制系统的结构
1.4.1 链条机
1.4.2 轨道移栽机
1.4.3 轨道移栽升降机
第二部分 自动化立体仓库输送控制系统的元器件结构
2.1 简述各种控制元器件
2.1.1 PLC、变频器、HMI人机界面
2.1.2 简述电机并选型
2.1.3 简述所需电器工业控制元器件
2.2 自动化立体仓库输送线的接近开关及其光电传感器
2.3 自动化立体仓库输送线控制系统
第三部分 自动化立体仓库输送控制系统的软件设计
3.1 编程语言简介
3.2 软硬件调试系统
3.3 PLC控制系统软件设计
第四部分 基于菜鸟网络的自动化立体仓库输送控制系统应用
4.1 项目概述
4.2 项目应用成果
第五部分 结论致谢
第六部分 主要参考文献
参考文献
[1]刘昌祺、董良. 自动化立体仓库设计 北京：机械工业出版社 2004.5
[2]马永杰、蒋兆远. 自动化立体仓库出入库能力分析[J] 兰州交通大学学报 2010.2
[3] 陈骏、施国洪、姚冠新. 立体仓库自动控制系统设计 江苏理工大学学报 2000.9
[4]陶红艳、余成波. 传感器与现代检测技术[M] 北京：清华大学出版社 2009.1
[5] 郭爱芳、王恒迪. 传感器原理及应用[M] 西安：西安电子科技大学出版社 2007.6
[6]刘迎春、叶湘滨. 传感器原理设计与应用[M] 长沙：国防科技大学出版社 1997.8
[7]李建兴.可编程序控制其应用技术[M] 北京：机械工业出版社 2005.6
[8]郭琼. PLC技术及应用 北京：机械工业出版社 2014,03
[9] 顾战松、陈铁年.可编程控制器原理与应用[M] 北京:国防工业出版社 1995.3
[10]于庆广. 可变控制器原理及系统设计 北京：清华大学出版社 2004.3
[11]刘小春、张蕾、陈迎松.电机与拖动[M] 北京：高等教育出版社 2006.5
[12] ATV310 通用型变频器完整参数列表
[13]李方园. 变频器应用技术 科学出版社 2010.9
[14] Vijeo Designer Basic 1.1使用手册
[15] 吴作明. 工控组态软件与PLC应用技术[M] 北京:中国电力出版社 2007.1
