張榮輝

摘要：自動化立體倉庫是自動化技術與物流倉儲工程結合產物，在實際應用中具有操作便捷、運行速度快、裝置可靠及自控精度高等優(yōu)勢，極大提高了工作效率。本文基于可編程邏輯控制器（以下簡稱PLC）設計了自動化立體倉庫控制系統(tǒng)，并從硬件、軟件方面入手，具體探討了這一控制系統(tǒng)設計實現問題。

關鍵詞：自動化立體倉庫控制系統(tǒng)；硬件設計；軟件設計；PLC；通信協議

隨著社會經濟的快速發(fā)展及網上購物方式的興起，物流事業(yè)發(fā)展迅猛，物流量越來越大，傳統(tǒng)的倉庫單層存貨人工翻找的存儲形式已經滿足不了實際工作的需要。在這種情況下，自動化立體倉庫應運而生，對傳統(tǒng)存儲形式作出了巨大改革，降低了勞動強度、提高了工作效率。近年來，我國不少物流企業(yè)基于PLC設計了自動化立體倉庫，由于PLC的使用，加快了系統(tǒng)運行與處理速度。自動化立體倉庫在發(fā)達國家應用雖然比較廣泛，但是在我國物理產業(yè)中的應用剛剛興起，為了使之得到更廣泛的應用，需要進一步探討自動化立體倉庫控制系統(tǒng)設計與實現問題，不斷優(yōu)化系統(tǒng)設計，不斷提高自動化立體倉庫技術水平，符合我國物流企業(yè)實際需要。

1基于PLC的自動化立體倉庫控制系統(tǒng)概述

自動化立體倉庫，是一種用高層立體貨架存放物貨物，通過自動控制堆垛機進行存取作業(yè)和計算機進行監(jiān)控管理的存儲形式。一般由控制臺、立體貨、堆垛機、控制系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、出入庫托盤輸送機、工件等設備組成。

自動化立體倉庫控制系統(tǒng)，以PLC作為控制核心，融機電、電氣、光學、通信等多門技術于一體，自動化程度高。PLC，采用一類可編程的存儲器，通過內部邏輯運算執(zhí)行順序控制、定時、計數與算計操作等面向用戶的指令，可控制各類型的機械或生產過程，具有編程簡單、功能性強、可靠性高、抗干擾能力強等顯著特點。所以，在自動化立體倉庫控制系統(tǒng)中引用這一控制器件，不僅能提高控制系統(tǒng)的運行與處理速度，還能確保系統(tǒng)的自控精度，保證控制系統(tǒng)工作的可靠性，在實際應用中的意義巨大。

2控制系統(tǒng)硬件設計與實現

2.1PLC選型

根據自動化立體倉庫控制系統(tǒng)的自控精度和運行效率要求，這里選用德國西門子PLC S7-200 CPU226型號。之所以選擇這一型號的PLC，主要在于三方面：第一，具備功能齊全的編程軟件和界面友好的工業(yè)控制組態(tài)軟件；第二，具有多功能模塊，擴展性良好，便于組網；第三，性價比高。雖然S7-200 CPU226型號的PLC機型較小，但是功能完全能夠同大中型號的PLC相媲美，能夠滿足多樣自動化控制需要，同時價格低廉，可降低物流企業(yè)成本。

2.2系統(tǒng)硬件結構設計

基于PLC的自動化立體倉庫控制系統(tǒng)的硬件結構，如圖1所示。從圖中可以看出來，PLC控制著地面輸送控制系統(tǒng)和堆垛機系統(tǒng)。地面主站PLC和堆垛PLC之間，通過Profibus通訊系統(tǒng)進行命令和各自狀態(tài)傳遞，保持通訊系統(tǒng)高效運行。

2.3堆垛機系統(tǒng)硬件設計

堆垛機是自動化立體倉庫的主要存取設備，為了提高存取工作效率，應科學設計堆垛機系統(tǒng)硬件，確保堆垛機三維位置移動定位的精確性。因此，這里采用兩個步進電機控制堆垛機的升降和行走。在堆垛機控制系統(tǒng)中，PLC采集控制面板和傳感器的信號，通過內部邏輯控制與運算處理后，輸出步進電機驅動需要的信號，控制堆垛機移動、伸叉執(zhí)行伸出收回動作。

3控制系統(tǒng)軟件設計與實現

3.1軟件控制方式選擇

自動化立體倉庫控制系統(tǒng)的軟件控制分為聯機、手動、半自動三種方式。其中，聯機控制通過計算機管理系統(tǒng)對堆垛機發(fā)出作業(yè)命令，并能夠實時監(jiān)控堆垛機運行狀態(tài)，符合自動工作要求。所以，這里的控制系統(tǒng)軟件采用聯機控制方式，手動、半自動的控制方式只在調試、維修工作中采用。

3.2通訊協議的制定

在聯機控制方式下，上位機通過通訊系統(tǒng)控制PLC，步進電機執(zhí)行PLC命令，從而實現堆垛機自動存取貨物。這是一個循環(huán)往復的過程，PLC通過串口實現與上位機的通訊，一旦有存取貨物操作，上位機會將控制信息傳給PLC，PLC控制堆垛機執(zhí)行命令，并發(fā)回收到與完成任務的信息。為使過程中實現高效的信息傳遞，需要根據選用的控制軟件制定通訊協議。上位機控制軟件采用VisualBasic6.0，進行PLC和VB編程時，兩邊波特率為9600bps，每個字符數據為8位，一個停止位?；谶@樣的設計，本系統(tǒng)的通信協定為“#”+byte1+byte2+byte3+chr(13)。其中，byte1為控制字符，byte2為貨架左右運動的脈動輪廓號，byte3為貨架上下運動的脈沖輪廓號，chr(13)為信息結束。同時，設0為入庫，設1為出庫，設2為原點，設3為停止。

4結語

綜上所述，基于PLC的自動化立體倉庫控制系統(tǒng)的自動精度高、工作穩(wěn)定可靠，在廣泛應用于物流領域。就目前看，基于PLC的自動化立體倉庫控制系統(tǒng)已經成為我國生產物流建設發(fā)展的主要趨勢，各物流企業(yè)應緊跟時代發(fā)展步伐，積極構建自動化立體倉庫，實現物流合理化。我們有理由相信，隨著PLC技術的不斷發(fā)展，自動化立體倉庫的可靠性和自控精度會越來越高，將會促進我國物流產業(yè)快速發(fā)展。

參考文獻：

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