天籟車涂裝成品存儲立體倉庫電氣設計及控制

摘 要：本課題是對風神汽車有限公司涂裝車間成品車立體倉庫自動控制系統進行設計，控制選用OMRON公司CS1W-CPU65型PLC。本論文詳細闡述項目的硬件結構設計及軟件組成以及PLC的具體配置，并對全部的設計和部分軟件作了一定的論述。對Device Net總線在立體倉庫中的應用作了一定的描述。目前該項目已投入運行，取得良好的應用效果。
關鍵詞：梯形圖、PLC、立體倉庫

Abstract:This topic is paints the workshop end product vehicle multi-layered storehouse automatic control system to the refined appearance automobile limited company to carry on the design, the control selects OMRON Corporation CS1W-CPU65 PLC. The present paper detailed elaboration project hardware architecture design and the software composition as well as the PLC concrete disposition, and has made certain elaboration to the complete design and the partial soft wares. Main line should serve as certain description to Device the Net in the multi-layered storehouse. At present this project put the operation, obtains the good application effect.
Key words: Trapezoidal chart, PLC, three-dimensional warehouse

1.引 言
天籟車涂裝成品庫作為風神涂裝車間生產線的重要組成部分，是一種多層存放成品車身的高架系統。它是計算機與信息管理和設備控制集成起來，能按照控制指令要求自動完成成品車身的存儲作業，并能對庫存的成品車身進行自動管理，達到存儲技
術的全面自動化。因此，自動化立體倉庫是風神公司管理現代化的重要手段之一。天籟車涂裝成品庫主要包括：提升機、舉升滾床、側移鏈、積放鏈及以太網控制系統等。本項目采用是日本立石公司生產的OMRON CS1W-CPU65型PLC，在自動化生產線控制中的應用，與傳統的繼電器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、靈活性強等優點，同時也提高了設備的安全性。
2.自動化立體倉庫簡介
自動化立體倉庫是一個復雜的多級動態管理系統，是由彼此有業務聯系的各類倉庫組成的綜合倉庫體系。天籟車涂裝成品庫的入口示意圖如圖1所示。在涂裝車間處理好的天籟成品車雪橇體，要經過最終檢測工位GA。在GA位上檢測后沒有質量問題的雪橇體即可經由旋床GB、旋床GC、提升機GD進入立體倉庫的立體存放區。在從GA行進到GB的前首先要確定GA和GB是否對齊。同樣從GB到GC也要確定是否對齊。當成品車到達GC上后，GC帶著雪橇體旋轉，直到與提升機上的滾床GD對齊。在提升機處于下位的時候進入提升機。要是在終檢位發現問題成品車到達GB，GB和GE旋床旋轉對齊后雪橇體由GB旋床行進到GE滾床，當雪橇體完全進入GE后，GB和GE回到原位，雪橇體進入GF進行處理。處理好了后由終檢員告知控制程序，經過GE、回到GB、再經GC進入提升機。以上雪橇體在旋床和滾床上行進的時候都要保證前后2個床是否對齊以及所要到達的床是空的。

如圖2所示，輸送車身雪橇體通過提升機到達所要求的樓層，到達后進入側移鏈上的第一個舉升滾床，然后通過側移鏈進入調度室所要求的積放鏈。并停放在該鏈上，直到調度室的調出。當得到調度室的出庫調度時積放鏈的停止器會打開，讓雪橇體通過。在一條積放鏈上積放六個雪橇體，第一個雪橇體出來的時候后面的也會隨著出來，而主停止器關閉需要一定的動作時間。為了克服這種現象，我們在積放鏈第一個車位和第二個車位的中間增加了一個輔助停止器。當積放鏈的第一個車位沒有雪橇體的時候輔助停止器是處于打開狀態，當第一個車位有雪橇體的時候輔助停止器就關閉。為了檢測第一個車位有沒有車我們把感應器裝在第一個車位的前段，從而保證在第一個雪橇體到達側移鏈上后一個雪橇體到達時主停止器已經關閉。雪橇體通過側移鏈LB到達GA22滾床然后輸送到出口提升機TB，提升機TB帶著雪橇體，下降到一樓。

提升機是連接立體庫和生產線的中間過度設備。提升機的和生產線的連鎖動作過程：首先接受到調度室的調車指令，調度室所要求的雪撬體從所在立體庫出來，到達提升機前的滾床上。進入提升機前要確認提升機TB上沒有雪撬體再做動作。當提升機的入位感應器感應到有雪撬體到達時，提升機上的滾輪開始運動，帶動雪撬體前進。為了提高效率，在提升機上也設置了高低速行進。當入位開關感應到有雪橇體時，滾輪高速旋轉。直到入位感應器、占位一感應器、占位二感應器同時感應到有雪橇體，提升機的上滾床開始由高速轉為低速。當只有占位一感應器、占位二感應器有信號，入位感應器沒有感應時，提升機上的滾床停止運動。提升機上的越位感應是個保護感應器，當它感應到雪橇體的時候，自動失效，提升機停止動作，直到人為改變它的狀態。
雪撬體已經完全進入提升機。當PLC根據信號判斷雪撬體完全進入提升機的信號時，提升機開始下降，在提升機下降時同樣有高低速運行以提高工作效率。雪橇體到達一樓后，如圖3所示，在確認GH旋床和提升機上的滾床GF對齊且GH旋床上沒有雪橇體的情況下，行進到GH旋床上，旋轉到和GI舉升床對齊時，再行進到GI，通過側移鏈LC到達GJ，最后經過滾床GK、GL、GM、GN進入到總裝車間。從總裝車間回來的空雪橇體通過移行機YA滾床GR,GS,GT回到焊裝車間。在GI舉升床上的雪橇體也可以到達GO，通過GP、GQ到9區。

成品車立體倉庫的數據主要由上位機進行處理，上位機群對倉庫的管理通過以太網，實現了對此系統存儲過程的管理最優化，保證對倉庫內容進行有效的統計和及時獲得可靠的信息。
3.立體倉庫控制系統
立體倉庫控制系統是2個基于網絡的現場總線控制系統。控制系統由主PLC連接兩個Device Net，其中有四組電柜，由總線控制。在二樓出口電柜由遠程擴展直接控制，本機上掛以太網用于管理數據和傳遞車體型號。控制網主要是通過上位機完成
對全車間生產線的在線監測，并向設備控制層下達控制指令；最上層是Ethernet網絡通過Ethernet網絡與公司的企業資源管理（ERP）系統連接，向ERP系統提供整個車的生產數據。現場總線連接單元在總機架上有兩個單元模塊。
PLC控制程序主要包括以下幾個環節：主程序部分、初始化部分、控制方式選擇、入口子程序、立體倉庫二樓子程序、立體倉庫三樓子程序、出口子程序、報警子程序等。
在這次立體倉庫的程序設計我們在大體上分為三個部分：立體倉庫入口；立體倉庫的存儲樓層；立體倉庫出口。一共有：6個控制電柜、30多個滾床、4個旋轉滾床、30個舉升滾床、2個提升機、4條側移鏈，14條積放鏈，一共可以積放近百臺車，從根本上解決了涂裝車間和總裝車間的作業時間不能銜接的問題。立體倉庫入口讀取信息控制流程圖如圖4所示。

入口維修調整控制流程如圖5所示。

4.結束語
設備在投入使用后基本上不需要人工操作，大大節約生產成本，提高了生產自動化程度。立體庫還可以有效地對出庫的車身順序進行修正，自動出入庫運行良好，各種保護安全可靠。
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