立體庫PLC控制系統

1 引言
立體庫是物流系統的集散地，它可以提高勞動生產率，降低勞動強度;節約庫存占地面積，提高空間利用率;加速倉庫儲備資金的周轉，保證均衡生產。堆垛機是立體庫的關鍵設備，控制堆垛機的自動化控制裝置應具有功能全、安全、可靠等特點。為此，本控制系統采用PLC作為控制核心，用變頻器驅動堆垛機的電機。
2 立體庫定位方式
自動化立體倉庫由庫房、貨架、堆垛機，自動控制與信息傳輸裝置，計算機和輸送機等外圍設備組成。庫房由若干行貨架組成，每行貨架分隔成標準的存貯單元(托盤)，每兩行貨架間留有巷道，巷道上有堆垛機。巷道端(原位)設有出入貨物的貨架(即放托盤的架)。巷道長度和貨架高度根據存貯量需要及廠房尺寸而定。堆垛機在巷道上固定的天地軌間運行，兩端都有限位開關和防越位撞頭。

堆垛機自動存取時，必須確定要存或取的貨物在貨架上的位置，即定位。貨物放在貨架上的托盤里，一旦托盤所在層、列、行確定，則堆垛機在控制器控制下可自動對托盤進行操作。設層為Y坐標，列為X坐標，行為Z坐標，其立體庫定位示意圖見圖1。

3 控制系統構成
(1) 系統工作原理
為了保障立體庫的正常工作，立體庫PLC控制系統設計成自動和手動兩種方式，當自動出現故障時，手動可繼續工作。本系統工作在自動方式時，堆垛機的三個自由度由三種不同電機驅動(列電機、層電機、叉電機)。為了提高效率，同時能夠做到堆垛機正確動作，層電機和列電機由變頻器驅動。當堆垛機運行到層或列的目標前一單元，驅動層電機的變頻器或驅動列電機的變頻器開始降速，一旦檢測到目標位光電信號，則驅動層電機的變頻器或驅動列電機的變頻器在PLC的控制下正確停車。根據Z值，堆垛機的貨叉左出或右出。至于存或取時的微落或微抬，由于貯存單元(托盤)規格一樣，故只要知道存還是取，控制系統自動進行微落或微抬。當堆垛機的貨叉在目標位工作完后，堆垛機自動返回原位，完成整個存或取過程結束。系統框圖見圖3。考慮到該立體庫為冷庫，到了冬天，控制系統環境不能滿足PLC控制器要求，為此增設了加熱控制裝置，確保PLC控制器可靠。

(2) 軟件編程流程圖
由于堆垛機自動存、取貨過程是一個比較復雜的控制過程，所以相應PLC控制器編程也比較復雜，首先，存貨和取貨過程正好是相反操作，編程時充分注意邏輯互鎖關系。其次，為了提高存(取)貨的效率，堆垛機層或列運行的速度控制非常關鍵，編程時必須注意層或列運行過程中的快慢切換點。再者，編程要合理，減少程序量，縮短掃描時間。現示出立體庫PLC控制系統的程序流程圖，如圖4所示。

4 結束語
(1) 立體庫采用PLC控制系統后，堆垛機在變頻器驅動下高效運行，穩定可靠，存取貨物動作正確，節省人力物力。
(2) PLC控制器通過擴展通訊接口，和管理機進行聯網，立體庫實現微機管理。
(3) 隨著信息科學、自動化技術、機器人不斷發展，立體庫作為物流系統的集散地，今后，立體庫應該向智能化、信息化等方向發展。