自动化立体仓库中巷道堆垛机PLC的控制特点及编程

维普资讯http://www.cqvip.com一t机槭设计与研究'1'9BNo．2自动化立体仓库中巷道堆垛机PLC的控制特点及编程上海铁道大学(200331)LS-擅要自动化立体仓库中堆壕机的PLC控制程序是整个仓库末兢控'．软件的主要部分．皋文结夸具体实例，研工厂量厦局域嘎二h竞有关堆垛机应用PLC控制的特点覆介绍lRS252C关t调苎鱼—!!管理虹I不同暂电i一自动化立库H主蚌茑If量厦未蛇计耳机H甩户蚌葛I～nl自动化立体仓库是近年来国内外发展迅速并得到越来越广瑟应用的一种瓿璺仓储方式。巷遭堆垛机(下文简称堆』打印机r1(量厦机)H杜态王示鼻J垛机)是立体仓库中用于搬运和存取货物的主要设备．可编R32C程控制器(PLC)对巷道堆坶机实施自动控制，来完成货物的自动入库、出库、盘库等作业。因此，堆垛机PLC控制程序的优劣直接影响着整十系统自动化程度及各项质量性能指标．如；系统工作效率t系统可靠性．系统可操作性等不同类型由离的立体仓库．其堆垛机运行方式也各有特点。因此对堆垛机图2计算机二缎管理与控制攥式的自动控制需考虑其运行特点，并采取不同的编程方法。入和显示功能块、控制功能块．故障检测与处理功能块和通信功能块。其中，髓盘输入和量示功能块实现对健入任务指1堆垛机PLC控制特点令的合法性判断、存储和显示．控制功能块直接控制堆垛机1．1本文以笔者为某单位所编自动化立体仓库PLC控制各运行机构，运条完成健盘输入指令(单机自动控翻方式下)程序为倒进行阐述。如图1所示，整十仓库设有四条巷道(带或上位管理机发来(联机自动控制方式下)的任务指令．故障夸道)．母一巷道口均有一入库台和一出库台，八捧货架．其中第1、4、5、8排有35列，而第2、3、6、7捧有36列．两台堆垛机，具有入库、出库、拣选(库外拣选)、盘库四种作业方式。该系统采用图2所示的计算机二级管理模式，其中PLC采用日本OMROM公司生产的COM1机型。二-‘兰二二二f：■。●医嚣二二二二二二二二二二二二圆‘{l●囟二二二二二二二二二二二二．_I‘●匿臣二二二二二二二二二二二二二：园1．1●嚣二二二二二二二二二二二二●圈1仓厍叠悼布局平面示重图1．贷架2．弯道喜堆蜂机4．出^库台堆垛机有两种自动控制方式；单机自动控制方式和联机自动控制方式。在单机自动控制方式下，各PLC机与管理机处于脱机状态，任务指令由各堆垛机操作面板上的健盘输．八．在联机自动控制方式下．各PLC机通过RS232C串行口与管理机盎行实时通信．任务指令由管理机输入。2堆垛机PLC编程堆垛机的PLC控制程序可分为四大功能模块：健盘输图3堆蜂机nc自动控御程序框圈一54一维普资讯http://www.cqvip.com‘机械设计与研究’l’％No．2个列地址计算)。另外，程序将堆垛机左的第36列、第37检测与处理功能块实现对系统故障的实时检测并处理，通信列货位(不存在的货位)定义为封锁贷位，在前面键盘输入和功能块用于管理各堆垛机与管理机的实时通讯，包括各种通显示功能块对键入指令进行有效性别时．若键入指令对封锁讯包如；任务指令包、状态信息包、故障信息包、任务完成包、贷位进行作业时，舅!I爿定该指令为无效．不予存贮。一条靡拟联／脱机包等的相互交接。该四大功能块有机结合．构成堆垛直巷道有两个入库台，地址分别为(#0001，#0000，#0001)机的实时自动化控制程序，其框图如图3所示．和(#0001．#0073，#0001)．有两个出库台，地址分别为(#2．1■盘输^和王示功舱块0002．#0000，#0001)和(#0003，#0073，#0002)(括号中堆垛机操作面板上设有一4×4矩阵式键盘，包括10个的三十坐标先后分为排、列、层地址)。程序采用两个可逆计数字键和6十功艟键。键盘的正上方是一循环扫描的八位数器CNTR1．CNTR3分别记录堆垛机当前位量的列数和层LED显示块。该模块具有下述功能：数。利用CNTR1与#0036的比较结果来确定堆垛机当前所a·自动生成并显示任务序号(0o0～999)~在巷道，从而依据就近原剐选取相应的出、入库台。b．随时显示键人数值，显示格式如图4．箭头表示键人数值连位向左推进}l口口口可0000l序号方式捧列层圈4幢盘输八指令显示c．1Enttrl键键入后．若指令有效则显示，否则，显示垒零状态，并启动蜂鸣器报警．田田键实现对已存任务的上下检索和修改，JDelJ键可清赊全部已存任务d．在RUN状态下，实时显示堆垛机当前地址，如图5}口巫夏至回捧列层圈5堆垛机宴时地址显示e．若出现故障．则显示故障代码及故障语句。如图6田7'it盘着和量示砖能块疆序框瞳臣三二回故障代码故障语句田6故障显示整个功能块的程序框图如图7：2．2控制功健块(1)针对上述由弯道相连的两条巷道共用一台堆垛机和堆垛机左右两排贷架列数不等的仓库布局特点，我们采用了靡拟直巷道统一编址和封锁贷位的处理方法。所谓靡拟直巷道统一编址，是指将夸道相连的两条巷道看作一条靡拟直巷道，对贷位进行统一编址。这样，列地址便从#0001一直编至#0072(每一巷道按36田8控1}I功能块程序框图55维普资讯http://www.cqvip.com《机械设计与研究}1998No．2衰l四种作业方式地址传送藩径衰SBNCOO^库出库拣选盘库CNTR1#0036时#0036时‘H22，H23，H24)(HZ2，H23，H24)(H22．H23．H24)，(：ttCOO1，#0073，#CO01)1~#0036({#0ooo#(h33，h34，h35)(H22，H23．H24)器，o‰0o1)鼍”(H25．H26，H27)‘#0001，#0073，#0001为简化程序结构．提高可阅读性，笔者采用子程序调用的编程方式。其算法框图如下图8。．SBS调用SBN000子程序SBS000控制堆垛机从源地址取货物送到目的KK地址。其中，源地址的排、列、层分别存于保持继电器h30、LD05505ON时为入库作业h31、h32中．目的地址的排列层分别存于保持继电器h33、OUTh34、h35。编程方法之一在于将键盘指夸地址(实参)(排、列、@MOV将拣选台地址传给SBN000的首地址层分别存于保持继电器h22、h23、h24中，盘库作业的第二地(H30．H31，H32)：址存于保持继电器h25、h26、h27中)根据不同的作业方式经过适当的处理后传送给子程序SBN000的源地址和目的地CMP址(形参)，控制堆垛机的运行。、下面表1中列出了四种作业方式下地址传送的路径。特别的，对于拣选作业，需调用LD两次子程序SBNOO0，第一次调用SBNO00．将货箱从(h22，ANDh23．h24)处取出放到拣货台(入库口)处，待人工拣选完毕，@MOV第二次调用SBN000，将货箱送回原来位置(h22，h23，h24)，宴质上是一次入库作业圆此，在编制程序㈣时，第一咀次调用结弘LD5他㈣肼栅∞㈣∞叫束．人工拣选完毕．可直接进入入库程序块。部分程序摘录如LD下：ORLD05502—05502ON时为选作业方式；ANDOUTTR1@M0V@XFER#0003将拣选货箱地址(H22，H23，H24)传送给SBN000的首地址(H30，H31，@MOVH32)4H20XFER将拣选货箱地址(H22．H23．H24)H30传给子程序SBN000的目的地址@MOV#0001(H33，H34，H35)}H33H22CMPC001确定堆垛机最近的入库台(拣选台)H33地址．并将其传送给SBN000的目的SBS000地址(H33+H34，H35)}2．3故障检蒲与处理功能块#0036笔者根据对大小、品种各异的窳多立库的实地调试，发AND25505现并

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了常见的十五种故障及其相应的较适当的娃理方@MOV#0073法。如：空货位取货，满货位存货．入库台等待，载货台上有无H34货判错，载货台上货物未放准，运行、伸叉电机过流保护，变LDTR1频器自动保护，运行超时，起升超时，仲叉超时等等。根据处LD25506理方法的不同程序将这些故障分为如下三大类：OR255071粪故障：自动回原位并恢复正常如：空货位取货，满ANDLD货位存货，入库台等待，运行计数出错，起升计数出错；@MOV#00002粪故障t人工介入后继续执行如；载货台上有无货H34判错，载货台上货物未放准．运行超时，起升超时，伸叉超时，@MOV#0001运行、伸叉电机过流保护，变频糟自动保护+微升降超限；—56一维普资讯http://www.cqvip.com《机械设计与研究~1998No．23类故障：系统断电后人工介入如：系统故障}根据所分三樊故障，分别编制相应的故障处理功能模块．整十程序框图如图9。2．4通信功能块硬件上，本系统一改传统的计算机三级管理模式，取消了监控级的PLC，成为由管理机直接与各PLC机通信的计算机二级管理模式，简化了结构，降低了成本，使通信更加简捷、可靠。软件中，管理机与各PLC采用如下的通信格式及约定。整十通信功能块的程序框图如图1O。襄2P蕾理机数据通信格式豆约定byte发送块byte接收快0通信控制字通信控制字12任务序号字任务序号字34返回控制信息(无任务代任务方式(未用)5码，执行任务代码．故障代码，任务完成代码)67(x，Y，≈)当前地址(xl，y1，z1)源遗址899(X2tY2，Z2)目的地址圈0故障检测与处理功能块程序框图AABB3结束语概括起来，上述堆垛机PLC控制程序有如下特点：(1)采用模块化结构设计，程序简炼，控制可靠。便于阅读和调试及日后的进一步开发和修改}(2)采用了一些特殊的编程方法解决了弯巷道的编址和认址及左右两排货架货位不等的同题，实现了对任务序列、堆垛机当前位置的实时显示，以及四种不同作业方式的可靠控制{(3)在故障检梗』和处理方面功能较强向用户提供的信息简洁、明了．降低了对操作和维修人员的要求；(4)采用了PLC机直接与管理机进行实时通信的二级管理模式．提高了可靠性．简化了结构，降低了成本。参考文献—]1周奇才、熊肖磊、朱雷．自动化立体仓库监控系统．中国机械工程-------‘-------一r-—————-——·——一^'^ttl^'■^学会物料搬运分会第五届学术年会论文集．1999年8月第1版■4*^lSt^第一攻印刷2OMRONcQM1编程手册．1994年l2月第2版*■■●■3JiangWanLi．LLXinLm．ANewTypeofAutomatedWarehouseWithMulti-Function．ProceedingsofInternationalCofernce0nAdvancedTechnologyandEquipmentofMaterin]sHanding，1994，0ctober25427．5^*+H，04目王春番士，生于1974年4月，在读研宽生，主要从事自动化立体亡率，自动化立体停车率，自动化生产鲺，现代轴流丰境的开点与研制。圈10通信功能块程序框图一57—