柔性制造教学实训系统自动化立体仓库设计与实现.doc

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1、湖南铁道职业技术学院学生毕业（论文） 目 录摘 要3ABSTRACT4第一章 绪论51.1本文研究的目的和意义51.2自动化立体仓库的历史及国内外现状51.3采用PLC控制立体仓库的优越性6第二章 自动化立体仓库系统的总体设计62.1本课题设计的内容62.2 系统的总体方案7第三章 立体仓库的硬件设计93.1 系统结构93.2 传感与检测系统的设计103.3 S7200系列PLC与通信系统的连接123.4自动化立体仓库通信系统133.5堆垛机开环控制系统143.6立体仓库PLC控制系统的设计17第四章PLC的软件设计214.1 PLC的软件及程序设计21第五章 基于组态软件仓储监控管理系统的设

2、计365.1 工程组态软件MGCS的简介365.2 组态软件的模型的设计36结 束 语37致 谢38参考文献39摘 要自动化立体仓库集存储、搬运、输送、分发一体，作为工业物流与计算机集成制造系统(CIMS)的一部分，代表了当今物流发展的趋势。为了对自动化立体仓库进行更加有效的管理，提高整体作业效率，要求对控制系统进行优化设计，对货位进行优化分配，以减少货物搬运和存储的成本，降低在存储及搬运过程中所损耗的时间，从而降低物流成本，提高收益。本文构建了一个实验室规模的自动化立体仓库系统，系统是由管理层、监控层和执行层组成的二级系统。在管理系统中，根据自动化立体仓库中存放货品的特点，提出了采用分类随机

3、存储和定位存储相结合的货品存储策略。按照货品出入库频度进行货位存储区域划分，提高了货位和存储区域的利用率。同时针对因同类货品集中进行出入库操作而导致巷道阻塞的问题，在进行货位分配设计时采用一种均匀分配算法，结合电子标签技术，实现了货位的自动均匀分配勺就近出入库，并运用此均匀分配算法实现了批量出入库作业和单件出入库作业。执行系统由传送带 、机械手、堆垛机三个部分组成。研究了整个控制系统的组成结构与控制原理，进行了总休功能设计重点设计了PLC控制的程序模块，实现了各个单元的单动控制与联动的顺序控制。同时通过PROFIBUSDP现场总线网实现三台PLC的连接以及与监控系统的通信，接收出入库指令，完成

4、相应的出入库操作。为了确保二级系统之间的协调运行，管理层与监控层的通信实现也是很重要的。采用OPC技术实现了两者的通信，重点研究了组态软件WinCC中的通信设计以及全局脚本的编写。本系统经过调试与设备的运行，各部分功能正常;系统=级分层之间实现了相应的通信，灵活的货品存储策略与货位的自动均匀分配克服了传统立体仓库的许多不足，提高了仓库货位利用率和出入库效率，达到了预期的效果，不仅保持了系统的灵活性与可靠性，而且提高了整个仓储系统的自动化水平与工作效率。关键字：自动化立体仓 PLCAbstractAutomated warehouse storage, handling, transport,

5、set distributed one, as the logistics industry and computer integrated manufacturing system ( CIMS ) part, represents the contemporary logistics development trend. In order to automatic stereo warehouse for more effective management, improve the overall operation efficiency, requirements of the cont

6、rol system for optimization design of space, optimized distribution, to reduce the cargo handling and storage cost, reduce the storage and transport process in the loss of time, thereby reducing the logistics cost, increase profit.In the management system, according to the automatic stereo warehouse

7、 storage of goods characteristics, puts forward the classification and localization of random storage combined goods storage strategy. According to the storage of goods for storage memory frequencyExecutive system consists of inlet / delivery roller, mechanical hand, stacking machine is composed of

8、three parts. Study on the composition of control system structure and control principle, the overall functional design focus of the design of PLC control program module, to achieve the various unit single pneumatic control and linkage sequence control. At the same time through the PROFIBUS - DP fiel

9、d bus network of three PLC connection and monitoring system of communication, receiving storage instructions, complete the corresponding warehousing operation.In order to ensure that the two level system of coordination between the operation, management and monitoring level communication is very imp

10、ortant.The system debugging and operation of the equipment, the function of each part of the normal; system level hierarchical achieved between corresponding communication, flexible goods storage strategies and their automatic uniform distribution overcomes many of the shortcomings of stereoscopic w

11、arehouse, warehouse space utilization rate and improve the storage efficiency, has achieved the anticipated effect, not only to maintain the systems flexibility and reliability, but also improve the whole storage system automation level and work efficiency.Key words : automatic stereo warehouse. PLC

12、 第一章 绪论1.1本文研究的目的和意义传统条件下的库房管理作业，主要依据人工装卸，特别是对于一些大型物资，不仅工作效率低，浪费大量的人力、物力，存在较大的安全隐患，同时还占据大量的库房面积。立体库的投入使用，彻底解决了这一难题。自动化立体仓库可以产生巨大的社会效益和经济效益。它通过高层货架存储，使存储区大幅度地向高空发展，提高空间利用率；自动化立体仓库采用层积式存放，结合计算机管理，可以很容易实现先入先出，防止货物的自然老化、变质和损坏；通过自动存取系统（AS/RS），加快了运行和处理速度，提高了劳动生产率，降低操作人员的劳动强度；采用自动化技术后，还能较好地适应黑暗、低温、污染、有毒和易爆

13、等特殊场合的物品存储需要；计算机控制能够始终准确无误地对各种信息进行存储和管理，减少了货物处理和信息处理过程中的差错；同时借助于计算机管理还能有效地利用仓库存储能力，便于清点和盘库，合理减少库存，加快资金周转，节约流动资金，从而提高仓库的管理水平。自动化仓库的信息系统可以与企业的生产信息系统集成，实现企业信息管理的自动化。同时，由于使用自动化仓库，促进企业的科学管理，减少了浪费，保证均衡生产，也提高了操作人员素质和管理人员的水平。1.2自动化立体仓库的历史及国内外现状立体仓库产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。我国 在 自 动化立体仓库的研究和应用方面起步较早。1963年，北京

14、起重运输机研究所设计了第一台1.25t桥式堆垛机，并由大连起重机厂完成试制。1974年，郑州纺织机械厂建成了我国第一座立体仓库，这座仓库是利用原有锯齿形厂房改建而成的，用于存放模具。1977年，北京起重运输机研究所等单位研究制造出北京汽车制造厂自动化仓库，这座自动化仓库属于整体式结构，采用计算机进行控制和数据处理。从此以后，自动化立体仓库在我国得到迅速发展。我国目前己经建成数百座各种类型的自动化仓库，多数是中小型自动仓库。目前，自 动化立体仓库在发达国家己相当普遍，日本是自动化仓库发展最快、建造数量最多的国家。此外，美国、德国、瑞士、意大利、英国和法国等国家也建造了许多自动化仓库。发展至今，自

15、动化仓库在设计、制造、自动化控制和计算机管理方面的技术也日趋成熟。近些年我国自动化仓库技术发展很快，与其它信息决策系统的集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。尽管如此，至今在我国已建成的集成化仓储系统还不多，我国的自动化立体仓库与国外发达国家相比，无论是从数量上还是从建设水平上都有着比较大的差距.由于自动化立体仓库在当今物流和制造业中的广泛应用、计算机技术和网络技术的推波助澜，使得立体仓库的发展十分迅速，其发展趋势主要有：1 仓储作业管理自动化水平逐步提高。随着生产的进一步发展，对物流的要求将更加严格。具体来说，就是在要求的时间内、在准确的地点、按准确的顺序与方法、提供准确的品种和数量的

16、货物。2. 智能技术将会获得应用。人工智能技术的发展，推动了自动化技术向其高级阶段一智能化方向发展，已经在仓库的设计、搬运系统的控制和储运设备的选用等方面应用了专家系统。3. 仓库作业向柔性化发展。随着柔性化的普及，自动化仓库的储运作业也将向柔性化发展。国外已经开始出现一批可拆卸的或移动式的仓库结构。1.3采用PLC控制立体仓库的优越性1、低成本 利用电力线上网，最大的优点就是成本低。由于利用电力线上网，直接使用现有电力网就可以实现通信，而不需要另外铺设电话线、光缆线等，大大地减少了在基础网络上的投资。2、范围广 无所不在的电力网络也是这种技术的优势。电力线是最基础的网络，它的规模之大，是其它

17、任何网络无法比拟的。因为家家都有电力线，由此，运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一个家庭。因此，这一技术一旦进入商业化阶段，将会促进电信市场的变革，并给互联网普及带来极大的发展空间。3、高速 利用电力线上网能够提供高速传输。德国最大的电力设备生产商RWE承诺，运用他们的电力线上网技术，其速度要比ISDN拨号上网快30多倍，比ADSL更快！足以支持现在网络上各种应用。更高速率的PLC产品正在研制之中。4、便捷 不管在家里的哪个角落，只要连接到房间内的任何电源插座上，就可立即拥有PLC带来的高速网络享受！5、永远在线 PLC属于“即插即用”不用繁琐的拨号过程，接入电源就等于接入网络。6、

18、结构灵活 通过PLC技术实现Internet接入，可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率。目前还未有效解决电力线信号通过变压器的技术，因此，电力线通信设备都是集中在220V线路变压器的用户端。7、家庭数字化 PLC技术能够通过电力线将整个家庭的电器与网络联为一体，在室内的设备之间构筑起可自由交换信息的局域网，使人们能够通过网络来控制自己家里的电器设备。第二章 自动化立体仓库系统的总体设计 2.1本课题设计的内容本文研究的主要内容包括三个部分：基于电子标签技术的仓储物流管理系统：基于西门子S7一200PLC的下位执行机构自动控制系统的实现以及PLC程序的编制：管理层、监控层、控制层三层

19、之间的通信实现。在管理系统中，研究内容涉及到：自动化立体仓库的出入库方式、存储策略及货位分配原则：根据自动化立体仓库中存放货品的特点，提出了采用分类随机存储和定位存储相结合的货品存储策略。结合电子标签技术，根据货品出入库频度划分货品的大致存储区域：在此基础上，使用货位自动均匀分配算法实现货位的均匀分配与货品的就近出入库;最后根据此算法实现了批量出入库作业和单件出入库作业。在执行系统中，研究内容涉及到：构建一个实验室规模的自动化立体仓库系统;分析整个控制系统的构成以及电气控制原理，进而对下位执行系统进行总体功能设计，并对各单元PLC的控制功能模块进行了分析;最后迸行PLC程序的编写，局部调通之后

20、再将三个部分整合在一起进行调试，实现三个单元的顺序控制。在管理层 、监控层、控制层的网络结构与通信实现中主要研究OPC通讯实现过程中，组态软件WinCC中的相应设置：监控层与控制层的基于现场总线PROFIBUS的具体组网通讯实现以及WinCC中全局脚本的编写，最终实现管控一体化。2.2 系统的总体方案在立体仓库控制系统的设计过程中主要考虑以下几点：1.深入了解和分析立体仓库的工艺条件和控制要求确定I/O设备。根据立体仓库控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。根据I/O点数选择合适的PLC类型。分配I/O点，分配PLC的输入输出点，编制出输入输出分配表或者输入输出端子的接线图。设

21、计立体仓库系统的梯形图，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序，这是整个立体仓库系统设计的核心工作。将程序输入PLC进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。立体仓库整体调试，在PLC软硬件设计和现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，调试中发现的问题要逐一排除，直至调试成功。以下是设计步骤框图：确定课题研究课内容确定方案查找资料设计电气原理图根据控制要求确定硬件配置根据要求编写程序系统结构的设计调试程序记录运行结果并分析总结错误图21 立体仓库控制系统设计步骤 第三章 立体仓库的硬件设计3.1 系统结构本文设定仓库类型为单元货格式自动化立体仓库;仓库规模设定为4巷道3排4列3层共计1

22、2个货位:仓库中相关设备主要有巷道式堆垛机、出入库台(位于货架同侧)、传送带输送系统等设备，以上设备均通过S7200PLC 进行控制;工作方式为单元出入库作业和拣选出入库作业。同时设定管理级与监控级位于同一台计算机上，此不需要进行远程访问，现场PC一PLC之间通信距离较短时，采用简单的PC用PI电缆来进行点对点的连结，PLC采用现场总线PROFIBUS一DP 网组成网络，实现数据交换与实时控制。 图3-1 存储单元示意图在现如今传统的立体仓库在控制方式上主要有联机自动控制（即上位机控制）、自动控制（即本机自动）、半自动控制及手动控制四种。本设计中自动化立体仓库主要采用手动控制方式，此方法是由控

23、制按钮和限位开关控制堆垛机、升降台、传送带运行至指定库位，执行预定任务,通过手动控制按钮可以方便的查询库位是否已存货物,大大的节省了立体仓库的成本,手动控制立体仓库适用于小型的自动化立体仓库,适于发展型地区广泛使用实验平台上的控制对象可分为三个控制区域，即传送带、机械手及对堆垛机的控制。三个部分的自动控制采用的可编程控制器均为西门子57一20 系列PLC。三个部分可独立作为一个课题来进行实验开发研究，也可以将三个部分综合起来作为一个完整控制系统进行实验开发。1.传送带输送机控制本系统中共有二条传送带，其传动采用交流变频调速系统控制，可进行速度调节设定及正、反转控制。每台输送机可由安装在其上面的

24、光电开关根据程序设计自动控制启/停及正/反转，完成货物送入、取出动作。在实验台的按钮板上有一些转换开关和按钮，用于手动控制操作。2. 机械手的控制机械手的动作由气缸驱动，而气缸由对应的电磁阀控制，当下降电磁阀通电时，机械手下降，当下降电磁阀断电时机械手停止，只有当上升电磁通电时，机械手才上升，断电时才停止。机械手的放松和夹紧由一个线圈两位置电磁阀控制。3. 堆垛机的控制在立体货库中配有一台全自动堆垛机，由二台步进电机和一台直流电机控制，可进行行走、升降及叉货控制。主要根据设计程序，进行立体仓库进货的自动存储及出货的自动提取。堆垛机在行走方向共有三个限位开关：左/右极限限位开关和行走认址限位开关

25、，行走的位置靠碰到限位开关计数来完成。堆垛机在升降方向共有四个限位开关：上/下极限限位开关、一个入库认址限位开关和一个出库认址限位开关，升降的位置靠碰到限位开关计数来完成。在实验台的按钮板上有一些转换开关和按钮，用于手动控制操作。在发生紧急情况时，可按下紧停按钮，用以切断步进电机控制模块的电源。3.2 传感与检测系统的设计 什么叫传感器？从广义上讲，传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。所以它由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多，就其

26、感知外界信息的原理来讲，可分为物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。化学类，基于化学反应的原理。生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将传感器分46类）。下面对常用的光电传感器及电感传感器介绍如下。a.光电传感器 图3-2 光电传感器在探测物体挡在发射器与接收器之间是接受其不能接受到足够的光线时输出信号b.电感传感器接线图 图3-3 电感传感器接线图1.在本单元所使用的传感器的位置及型号如下表所示：表3-1 传感器的位置及型号 3.传

27、感器与PLC的连接将气缸移动到相应磁性传感器位置，观察PLC相应输入点的指示灯以及传感器自身的指示灯将相应机械行程开关按下，观察PLC相应输入点的指示灯；用手、弓箭活其他物体放在传感器检测为止，观察PLC相应输入点的指示灯以及传感器自身的指示灯。 图3-4 传感器与PLC的接线3.3 S7200系列PLC与通信系统的连接本自动化立体仓库模型整个整个下位控制系统三大组成部分：辊道、机械手、堆垛机的自动控制实现用到的可编程控制器均是S7200系列PLC。同其它的PLC一样基本组成也是由单元加编程器，在需要进行系统扩展时，系统组成中还包括：数字扩展单元模块、模拟量扩展单元模块、通信模块、网络、人机界

28、面HMI等。 采用PC/PPT电缆建立个人计算机与S7200CPU的连接。具体实现过程如下：设置PC/PPI电缆开关（下0，上1）；在DIP开关上：选择计算机所支持的波特率：9600（123设置为010） 选择11位（4设置为0） 选择DCE（5设置为0）PC/PPI电缆的RS232端（标有PC）连接到PC的通信口：COM或COM2。PC/PPI电缆的RS485端（标有PPI）连接到CPU的通信口。 图3-5 CPU的通信口的连接图3.4自动化立体仓库通信系统.自动化立体仓库系统分为3个层次:管理层、监控层、执行层。1. 管理层的主要功能。管理层是自动化仓储系统的中枢，与普通的计算机管理系统类

29、似，要负责接受上级生产系统发布的生产任务，完成出入库操作、库存数据管理与统计分析等常规作业，而且具有仓储管理的操作流程。在出入库货品单下达后，操作人员要根据此单进行相应的出入库操作，管理层自动或由操作人员手动选择相应的货位进行出入库操作，同时生成相应的报表统计结果，来完成一个完整的仓储出入库操作。同时，还要求管理系统能根据入库、出库的生产任务，发出命令来触发监控系统，实现与监控系统的通信，发布入库、出库操作任务单，并接收监控系统返回的入库、出库任务的完成报告情况。2 监控层的主要功能。它的主要功能有:提供仓储物流系统中的自动化设备运行的动画形式的彩色模拟显示画面:实时监视整个立体仓库中各部分的

30、运行情况;动态显示堆垛机和出入库传输设备以及各货物的运行位置:查看高层货架的货位占用情况:显示所有任务的当前运行状态、出错报警情况:根据上位管理层发来的命令自动执行出入库操作并实时监控动作执行情况，并把动作执行结果反馈给管理层:它还能独立地控制仓库中所有设备的运行。3， 执行层的主要功能。它的主要功能是接受监控层的出入库指令，控制设备执行相应的出入库任务。目前用PLC来实现动作控制。系统正常运行需要保证三层系统之间通信的顺畅和可靠。管理层与监控层通过数据库进行数据共享和信息交换，管理层把任务命令信息传达给监控系统，监控系统把任务完成情况再反馈回来:监控层与执行层通过组态软件和特定的网络实现通信

31、，监控层监视并控制执行层设备的运行;执行层接收监控层的指令，触发相应的寄存器，完成出入库操作，并将完成标志位传送回监控层。到此才算完成一次完整地出入库操作。仓储信息管理系统中间监控系统STMATIC200传送带STMATIC200机械手STMATIC200堆垛机EM277PROFIBUS-DPEM277PROFIBUS-DPEM277PROFIBUS-DPOPC管理层PROFIBUS监控层执行层图3-6 自动化立体仓库的三层结构3.5堆垛机开环控制系统 1）变频器的控制变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器是将工频电源（50HZ或60HZ）变成各种频

32、率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电变成交流电，对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。 图3-7 变频器与电机的连接变频器LED的状态显示：表3-2 LED的状态显示变频器与PLC连接的方式:变频器的输入信号包括:运行、停止、正转、反转等数字量输出信号变频器利用继电器接点形成与上机位连接，通过脉冲序列作为频率指令。并得到这些运行信号。图3-8 变频器

33、与PLC的连接2）步进电机的控制原理步进电动机不是直接通过PLC驱动，而是用专门的步进驱动器驱动，经步进电机和不仅驱动器俺要亲连接好，PLC只要给步进驱动器提供脉冲信号和方向信号就可以了。将步进驱动器“脉冲信号+”接到PLC的输出Q0.0点，PLC输出地高速脉冲信号通过Q0.0发出驱动步进电动机；“方向控制信号+”接到Q0.1，通过Q0.1的置“1”和置“0”的状态来控制步进电动机的方向；而“脉冲信号”和“方向控制信号”直接接到了PLC开关电源的负极1M上。 程序分为主程序、子程序和中断程序3部分。主程序完成子程序调用和确定步进电动机方向。子程序完成高速脉冲指令PLC的控制字节设定，脉冲周期的

34、设定以及输出的脉冲个数，接着连接和开放中断，最后Q0.0输出高速脉冲，驱动步进电动机运行。Q0.0输出脉冲完成执行中断：当步进电动机没有运行到原点时，机械手后限位10.4不动作，继续调用子程序，Q0.0继续发脉冲，步进电动机继续运行；当运行到原点时，机械手后限位10.4动作，执行中断返回指令RET1，同时复位指示灯Q1.7亮，步进电动机完成复位。所以步进电动机不是直接通过PLC驱动，而是用专业的步进驱动器驱动，用PLC只要给步进驱动器提供脉冲信号和方向就可以了，下面是驱动器与PLC的接线示意图： 图3-9 PLC与驱动器的连接I/O分配表表3-3 I/O分配表 步进驱动器图及它的功能的介绍本设

35、计中步进电机驱动器主要包括环形放大器和功率放大器两部分。其中环形分配器是根据运行指令按一定的逻辑关系分配脉冲，通过功率放大器加到加到步进电机的各个绕组，是步进电机按一定的方式运行，并实现正反转控制与定位控制，由于输出功率极小，所以脉冲分配器不能直接驱动步进电机工作，必须通过功率放大器进行放大，才能给步进电机各项绕组提供足够的电流。 图3-10 驱动器接线示意图3.6立体仓库PLC控制系统的设计1.传感器与个执行元件的连接图： 图3-11 传感器与个执行元件的连接图2列出I/O符号分配表：表3-4 I/O分配表控制元件 编程地址编码器aI0.0编码器bI0.1堆垛机前后参考点I0.2升降参考点I

36、0.3升降上到位I0.4转移汽缸右到位I0.5小车检测传感器I0.6列一参考点I0.7列二参考点I1.0列三参考点I1.1列四参考点I1.2启动I1.3停止I1.4复位I1.5运行标志M0.0上机位启动M0.1上机位复位M0.2上机位停止M0.3步进脉冲Q0.0步进电动机的方向Q0.1变频器的启停Q0.2变频器的方向Q0.3转移皮带线启停Q0.4堆垛机皮带线启停Q0.5升降气缸Q0.6转移气缸Q0.7机械手Q1.0小车定位气缸Q1.1报警灯（绿）Q1.2报警灯（黄） Q1.3.报警灯（红）Q1.4循环开始V1.2停止标志V1.3启动标志4V1.4步进复位标志V1.5标志启动1V0.0地轨复位标

37、志V0.1 第四章PLC的软件设计 4.1 PLC的软件及程序设计本设计是利用西门子S-200系列的PLC来进行课题的研究和讨论的。西门子S7-200是西门子公司小型可编程序控制器。它具有功能齐全的编程和工业控制组态软件，使得在完成控制系统的设计时更加方便简单，几乎可以完成任何功能的任务，同时具有可靠性高，运行速度快的特点，继承和发挥了它在大型PLC领域的技术优势，有丰富的指令集，具有强大的多种集成功能和实时特性，其性价比高，所以在大规模不大的领域是较为理想的控制设备。各种PLC都是采用循环扫描的方式进行工作的。西门子S7-200PLC的工作过程：PLC上电后，首先进行初始化，然后进入循环工作

38、过程。一次循环过程可归纳为子程序的调用、时间的调配、机械手的运作、堆垛机的运行、步进电动机的控制、各阶段完成的如下程序所示：程序的设计：1. 主程序：堆垛机向下运行的程序：注释：堆垛机向下运行由Q0.1发送脉冲，采用SMD72作为高速脉冲输出的控制字节，当堆垛机到达某个升降参考点时即发送脉冲数为200个向下运行的脉冲，当19号事件发生时则调用步进中断程序堆垛机向上运行：注释：堆垛机向上运行由Q0.0发送脉冲，采用SMD72作为高速脉冲输出的控制字节，在计数器是4时发送向上的脉冲70000个 ，当计时器是五5、8时发送向上的脉冲420000个， 当计数器是9、12时发送 770000个脉冲，当1

39、9号事件发生时，调用步进中断程序。中断程序：当步进复为标志复位，到达堆垛机升降参考点时调用向下运行的子程序第五章 基于组态软件仓储监控管理系统的设计5.1 工程组态软件MGCS的简介组态软件在国内是一个约定俗成的概念，并没有明确的定义，它可以理解为“组态式监控软件”。 “组态(Configure)”的含义是“配置”、“设定”、“设置”等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。它有时候也称为“二次开发”，组态软件就称为“二次开发平台”。 “监控（Supervisory Control）”，即“监视和控制”，是指通过计算机

40、信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理组态软件，又称组态监控软件系统软件。译自英文SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制)。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。5.2 组态软件的模型的设计下图是组态的模型图，然后通过MCGS进行设计与制作。图5-1 组态模型结 束 语通过进行“基于PLC的货物自动仓储及监控系统设计”，基本完成对自动仓储监控系统的设计要求，实现了PLC对自动

41、化立体仓库的控制和利用组态软件对其进行监控。在这次设计中通过对PLC、数字驱动电路和直流电机以及传感器工作原理的学习，使我掌握了PLC的基本编程方法，并且实现了PLC对直流电机进行较复杂的位置控制及时序逻辑控制功能。 在软件编程过程中我们首先解决了利用数字驱动电路配合PLC来实现货仓仓位的编码，然后给电机传输仓位位置信息，从而达到了对直流电机的位置控制；在其后的编程过程中我们将各个仓位的程序进行连接时也出现了程序间的冲突问题而使程序无法顺利执行来完成指定动作，因此我们利用数字电路中的门电路进行逻辑控制，从而实现了立体仓库取放货物优化程序的编写。当进行程序调试完成之后我们开始利用组态王组态软件来

42、对自动化立体仓库信息进行上位机实时监控。经过本次设计，使我更进一步掌握了可编程控制器的工作原理及它的优点，如：成本底、使用范围广、高速、便捷、永远在线、结构灵活等等。从方案的论证到最终的设计，涉及的领域包括：可编程控制器的原理及应用、电机（直流电机）电气等；在进行设计的同时，我还学到了许多新的知识，如物流设备发展趋势及应对措施等；然而我们也遇到了很多问题，例如如何利用数字驱动电路实现对电机的驱动控制，如何利用PLC内部存储区标志位（M）作为控制继电器来存储中间操作状态等等，最终通过认真的思考和分析以及老师的帮助使问题一一解决。所以通过毕业设计锻炼了我们处理问题、分析问题、解决问题的能力，从而让

43、我们为今后的工作做充分的准备。 我深刻的认识到，要想成为一名合格的工程设计人员只是掌握本专业的知识是远远不够的，我们应该具有更加渊博的知识，如：应该对计算机应用、市场营销、外语交流等各个方面能力进行加强。 此外，我并没有过多从经济性的角度来考虑系统，由于对材料成本方面了解的欠缺，只能从性能的角度来讨论问题。这也是这篇论文的一个不足之处。致 谢毕业设计已经接近了尾声，这也意味着我的大学生活就要结束了学生活一晃而过。回首走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇毕业论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。 首先，我要特别感谢我的指导老师李庆梅老师。毕业设计可以说是三年学习的总结和体现，做设计的过程

44、是艰辛的，但在李老师的指导和帮助下，我完成了这篇毕业设计，没有他的尽心指导和严格的要求，我也不会顺利完成这次设计。指导老师渊博的专业知识、严谨的治学态度、精益求精的工作作风、诲人不倦的高尚师德、朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中老师都给予了我悉心的指导。这几个月以来，李老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向；向李庆梅老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 其次，还要感谢这三年来教我知识的每一位老师们，毕业论文能够顺利完成，他们也都有很大的功劳。我为我一直以来

45、 ，来静心学习，并取得较好成绩而感到欣慰，欣慰之余，我要感谢母校，向关心和支持我学习的所有老师和同学们表示真挚的谢意！感谢他们对我的关心和支持！最后，感谢本文的评审和答辩委员会各位老师在百忙之中对本文给予的审阅和指正。参考文献1刘小春、华满香，电气控制与PLC应用,北京: 人民邮电出版社,20092蔡行键，深入浅出西门子S7-200PLC,北京:航空航天大学出版社,20033覃贵礼，组态软件控制技术，北京：北京理工大学出版社，20074谢敏玲，陆春玲，电机与电气控制模块化实用教程，北京：中国水利水电出版社，20105 剡昌锋, 胡赤兵, 吴黎晓, 芮执元，自动化仓库调度问题的研究进展1 甘肃科学学报, 20026 殷洪义，可编程控制器选择设计与维护, 北京: 机械工业出版社,20067马俊兴，数字电子技术，哈尔滨：哈尔滨工业出版社，20118严学年，司乃潮，检测技术与自动化控制工程基础，北京：化学工业出版社，20069王卫兵.PLC系统通信、扩展与网络互连技术.北京: 机械工业出版社，2005 39