基于FX3U PLC的立体仓库实训装置控制系统及MCGS组态设计
摘要：随着时代的发展，现代企业规模变得越来越大，原有的仓库早已不能满足公司发展带来的新需求，自动化、智能化的立体仓库被提上日程。本文是基于FX3U PLC的立体仓库控制系统，我们通过确定设计方案，依次确定系统的模块组成，各模块之间的联系，并针对可能出现的问题给出了相对应的解决方案。其次，立体仓库的控制系统进行设计，在本文中选用可编程的控制器对立体仓库进行控制，根据自动化立体仓库的不同设计因素，对于货位的分配也有所不同。对立体仓库装置系统的设计，明确控制装置所需的面板装置和步进电机的选择。最后，立体仓库实训装置控制系统必须实现变调速系统的总体设计,硬件设计以及相应的软件设计。通过立体仓库的模拟运行，让人类认识到自动化带来的便利和效率。
关键词：立体仓库；PLC；控制系统
Design of a Three-Dimensional Warehouse Control System Based on FX3U PLC
Abstract: With the development of the times, the size of modern enterprises has become larger and larger, and the original warehouse can no longer meet the new demands brought about by the development of the company. An automated, intelligent three-dimensional warehouse has been put on the agenda. This article is based on the FX3U PLC-based warehouse control system, we determine the design of the program, in order to determine the system's module composition, the links between the various modules, and for the possible problems are given corresponding solutions.Second, the control system of the three-dimensional warehouse is designed. In this paper, a programmable controller is used to control the three-dimensional warehouse. According to the different design factors of the automated warehouse, the allocation of the space is different. For the design of a three-dimensional warehouse device system, the selection of the panel device and the stepping motor required for the control device is clarified.Finally, the control system of the stereoscopic warehouse training equipment must implement the overall design, hardware design, and software design of the variable speed control system. Through the simulation operation of the warehouse, let humans realize the convenience and efficiency brought by automation.
Keywords: Stereoscopic warehouse; PLC ;Control system
目录
第1章 绪论 5
1.1课题来源及研究意义 5
1.2 现状及发展趋势 5
1.3 本文主要研究内容 6
第2章 系统控制方案的确定 7
2.1 立体仓库的介绍 7
2.2 系统设计的基本步骤 8
2.3 系统组成框图 9
第3章 系统硬件设计 10
3.1 PLC的I/O口分配表 10
3.2 PLC的选择和外部接线图 11
3.3 MCGS软件的选择 14
3.4 步进电机和步进驱动器的选择 15
3.5 传感器的选择 17
第4章 系统控制软件设计 18
4.1 编程软件介绍 18
4.2 系统流程图 18
4.3 梯形图子程序 19
结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录 27
第1章 绪论
自动仓库在业内也被称为自动化存取系统。一般来说，它指的是一个高达数十到数十层的仓库，并使用仓库材料交付物品并执行仓库操作。通常由计算机控制和管理的仓库，可以发送和接收作业，而无需手动运输。自动仓库能够实现传统仓库的一些基本功能，并增加了物料收集和自动储存等作用，采用自动化货物装卸和分拣，可以省去大量的劳动力，一定程度上减少成本的投入，提高了企业的生产效率和实际利益。
1.1课题来源及研究意义
“立体仓库”一词源于“先进货架”，一般是指使用几层，几十或几十层来存储单位产品。随着自动化的不断发展，自动化正在逐步得到应用。运输，装卸，运输机械和其他处理设备，执行货物和仓库的存储。第一个立体仓库由计算机控制。现已成为全球自动化生产程度最高的仓库之一。
立体仓储和物料搬运设备的发展还不算太晚。 1963年，我们研究了第一台桥式堆垛机来实现物料搬运。1973年，我们开始在中国开发第一台电脑控制的自动仓库（高度15米）。到2003年之前，中国已经有超过200个自动化立体仓库。立体仓库对空间利用有着较高的要求，能够快速进出仓库，快速检测到货物，现已成为企业物流系统。使用计算机进行运行和控制管理，并且通过软件编程实现，便于修改控制功能，从而促进现代化管理的实施。
在现在，仓储技术是生产运行中不可或缺的生产部分，越来越受到企业的重视。
自动化固体仓库（AS / RS）是一个立体机架，轨道装载机，托盘输送系统，尺寸传感条码读取系统，通信系统，自动控制系统，计算机监控系统，计算机管理系统等。电线和电缆桥架配备有托盘、配电柜、对齐平台以及钢铁结构部分组成的相对复杂自动化控制系统。采用世界一流的综合物流理念，通过先进的控制，通讯和信息技术，对上述设备进行协调运作，实现仓库自动运作。
1.2 现状及发展趋势
自20世纪60年代以来，越来越多的固体仓库已经在美国，日本和欧洲的这些国家和地区设计和使用。立体存储技术成为新的一项技术。据不完全统计，美国有2万多个不同类型的嘴有38,000多名自动化仓库和1万多仓库在德国有4000多英国仓储的自动化立体仓库。堆垛机起重机是处理自动化仓储，交货，仓储和库存等最重要的作业机器。因此它是自动化立体仓库的核心技术。立体仓库的发展基于堆垛机的发展。作为发展的主要信号，Road Stacker现在是主要发展方向。
中国立体仓库的发展还不算太晚。 在1963年，世界上第一台桥式堆垛机开发成功。 1973年，我们开始在中国开发第一台电脑控制的自动固体仓库。该图书馆于1980年推出，由北京机械运营。目前，我们国家研究所等开发部门现已开发建成了第一个中国的自动化立体仓库。此时，立体仓库在中国发展迅速。据不完全统计，目前中国已建成近300个固体仓库，中间有30个全自动仓库。近年来，中国自动化仓库技术现已经与其他信息控制系统相结合，并且正在研究智能控制和无人控制。尽管如此，内置仓储控制系统在中国的发展还并不多。与国外先进国家相比，中国的自动化仓库在数量和质量上有显着差异。
1.3 本文主要研究内容
主要内容：本课题是以实际需求出发，基于FX3U PLC的立体仓库实训装置控制系统设计。
拟要解决的主要问题：（1）立体仓库实训装置控制系统的总体设计；（2）立体仓库实训装置控制系统的硬件构成；（3）立体仓库实训装置控制系统的软件设计。
预期目标：本课题的主要任务是基于三菱的FX-3U型PLC的立体仓库设计，仓位的主体是由3列×4行的12个仓位组成，并由组态MCGS监控实现货物的自动出入库。
主要内容如下：
（1）了解立体仓库的来源和研究意义，明确立体仓库的发展趋势；
（2）对系统控制方案的确定，分析控制系统的主要系统组成；
（3）关于立体仓库的硬件设计，主要的PLC选型、步进电机和传感器的选择；
（4）对立体仓库的系统控制软件设计，阐述系统流程图和主要的控制程序；
（5）通过课题的设计和程序的调试得出结论，进一步表明课题的可行性。
第2章 系统控制方案的确定
2.1 立体仓库的介绍
2.1.1立体仓库的由来
自动化立体仓库的萌芽来自于物流和仓储。单元货架仓，直通货架和圆形货架仓是自动化立体仓库的三种货架形式。仓库的高层次合理化，接入自动化和操作简化都可以通过自动化系统来控制;自动化仓库目前是世界上较领先的技术之一。自动立体仓库的组成由货架装置，有轨的巷道堆垛机，出入库（出库）系统，自动传输（出）和自动运行控制系统组成。仓库的架子由钢制材料或钢混凝土材料生成的。货架的大小是货物标准的存放空间。我们通过有轨的巷道堆垛起重机来实现货物的存放和提取，有轨巷道堆垛机可在货架巷道自由出入。货物的管理我们可以使用电脑的网络设备来操作。
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