基于PLC的自动化仓库存储系统的研究

孙琦 张霖

摘要：自动化仓库存储是一项具有简单识别并自动运行的完备系统，它具有位置识别，远程通讯和结构化进程等特点。该系统可应用在中小型的存储仓库中。本系统采用PLC（ProgrammableLogicController）来充当控制核心，实现结构化运行，每个动作都是独立的程序块，有效地避免了系统出现程序运行错误的情况。本文设计了三菱FX3U机型的PLCI/O分配表和外部接线图，并按照实际工作环境进行了模拟，其运行结果与实际运行要求相同。

关键词：自动化仓库;三菱PLC;SFC图

中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）03-0054-02

Abstract：Automaticwarehousestorageisacompletesystemwithsimpleidentificationandautomaticoperation.Ithasthecharacteristicsoflocationidentification，remotecommunicationandstructuredprocess.Thesystemcanbeusedinsmallandmediumsizestoragewarehouse.ThissystemUSESPLC（ProgrammableLogicController）toactasthecontrolcore，andrealizesstructuredoperation.Eachactionisanindependentprogramblock，whicheffectivelyavoidstheoccurrenceofprogramrunningerrorsinthesystem.Inthispaper，PLCI/OdistributiontableandexternalwiringdiagramofMitsubishiFX3Umodelaredesignedandsimulatedaccordingtotheactualworkingenvironment.Theoperatingresultsarethesameastheactualoperatingrequirements.

Keywords：AutomatedwarehousemitsubishiPLCSFCdiagram

自動化仓库存储排列与输出项目适用于仓库管理，物流运输等场所，可有效地减少使用场所的维护成本，具有结构化运行，人员远距离操作等特点。

1系统的控制要求

本系统的控制要求为：触摸屏输入位置一（抓取）与位置二坐标（存放）——运行指示灯亮——机械爪进行移动——机械爪到目标一位置停止移动——伸出机械爪——抓取货物——缩回机械爪——机械爪进行移动——机械爪移动到目标二位置停止移动——伸出机械爪——放下货物——缩回机械爪——判别有无位置输入——进行下一步移动。

2I/O的确定与分配

2.1I/O分配表。根据前文中所描述的系统控制要求，

该系统约有9个输入端子，11个输出端子。表1为I/O分布表及其对应实际现场器件。

2.2PLC的选型。三菱PLC是一个可以满足多样化用途的PLC，它具有高速度，高性能和高容量的特点。该系统共需要20个I/O，根据PLC的选用原则，点数上应当增加10%～20%的备用量，以便随时增加控制功能。本系统选用FX3U-32MR-ES-A，该型号有16个输入点和输出点，且为继电器输出，符合本系统的要求。

3PLC控制程序

控制程序基于三菱FX3U-32MRPLC，使用三菱GXworks2编程软件，采用了SFC的编程方式，运行逻辑如图1所示，程序描述如下：

（1）系统初始化。

（2）输入位置一（抓取）与位置二（存放）坐标。通过触摸屏在对应位置输入位置一与位置二，并点击确认使M0置1。若只输入一个或两个都未输入，则不能运行，无法进入下一流程。

（3）运行指示灯亮。对应输出点Y010置位1，运行指示灯亮。

（4）机械爪进行移动。经过PLC计算机械爪的位置与位置一的位置之差，判别X轴的左移还是右移，通过在每个位置上安装的位置感应器X010来确认机械爪的位置，X轴移动完之后，进行Y轴移动，移动到相应位置。

（5）机械爪到目标一位置停止移动。经确认移动到目标位置后，抱闸系统启动，输出点Y011触点置一。

（6）伸出机械爪。垂直移动正转Y006置1机械爪开始伸出，碰触货箱后输入触点X005置1，X005置1使Y006复位，机械爪停止伸出。

（7）抓取货物。扣运货箱正转Y004置1，机械爪开始闭合，定时器T1开始计算一定时间，时间到后T1使Y004置0，并且T1归零。

（8）缩回机械爪。垂直移动反转Y007置1，机械爪开始缩回，碰触到机械爪收缩到位开关X007，Y007置0，机械爪停止缩回移动。

（9）机械爪进行移动。抱闸系统关闭，Y010置0。经过PLC计算机械爪的位置与位置二的位置之差，判别X轴是左移还是右移，X轴移动完之后，进行Y轴移动，移动到相应位置。

（10）机械爪移动到目标二位置停止移动。经确认移动到目标位置后，抱闸系统启动Y011置一。

（11）伸出机械爪。垂直移动正转Y006置1机械爪开始伸出，货箱碰触时产生的压力使货箱碰触到比触碰货箱感应开关1（X005）低一点触碰货箱感应开关2（X006），用X006对Y006置0，机械爪伸出位移停止。

（12）放下货物。扣运货箱反转Y005置1，机械爪开始松开，货箱被放置在位置二。定时器T2开始计算时间，时间到后T2使Y005置0，并且T2归零。

（13）缩回机械爪。垂直移动反转Y007置1，机械爪开始缩回，碰触到机械爪收缩到位开关X007，Y007置0，机械爪停止缩回移动。

（14）判别有无位置输入。通过PLC确认是否有位置输入，等待时间50秒。

有：回到（4）;

无：计算与初始位置之差通过PLC比较进行移动并回到（4）。

4模拟测试

本文使用GTDesigner3软件与GXWorks2软件之间进行模拟，模拟结果为正确运行，实现了该项目的逻辑性，确保了系统在实际应用中的可行性。

5结语

综上所述，本系统可应用于中小型仓库的物流管理等，可以实现对仓库内的货物进行有效规划并排列，有效地减少了人员与资源的使用，节约了维护成本，同时在使用时也应用了SFC程序，避免了程序出错的可能性，是实现全面自动化管理的重要组成部分，在将来实现全面自动化的管理中相信也有一定的价值。

参考文献：

[1]杜梦阳，刘红梅，马幸福.基于三菱PLC自动门的设计[J].轻工科技，2017，33（08）：49-50、52.

[2]陈一鑫，林中达，陈强.基于PLC的自动控制实验平台设计[J].工业控制计算机，2008（10）：68-69.

[3]蔡明学.基于三菱PLC的数控机床控制系统设计[J].智慧工厂，2017（03）：74-76.

作者简介：孙琦;（1999-）;男，汉族，2017级学生，电气自动化技术专业，研究方向：可编程逻辑控制器和自动化技术。