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亚美在线ag发财网:PLC在立体仓库系统堆垛机控制中的应用



关键词:

编码器

step7

电机

摘 要 简述SIMATIC S7-300 可编程节制器在自动化立体仓库(AS/RS)系统堆垛机电机闭环无级节制中的详细利用,PLC节制系统的设置设置设备摆设摆设及节制规划的选择思路,极大年夜地推动了AS/RS系统节制体系的成长。

Abstract: This paper describes the application of SIMATIC S7-300 PLC which used in the automated storage’s motor control systems.The PLC choice of the compose and the method improve AS/RS control systems.

关键词 可编程节制器 自动化立体仓库(AS/RS) 堆垛机

Keywords: PLC Automated Storage and Retrieval System Stacker Cranes

1 小序

自动化立体仓库(AS/RS)是物料搬运、仓储治理科学中一门综合性的、是由高位托清点架构成并配以堆垛机或其他自动化传输系统、操作软件的物流系统。它与平库比拟,可节约70%的占地面积和70%的劳动力。具有很高的空间使用率和进出库能力,能加快货物的进出库存储节奏,减轻劳动强度,前进临盆效率;其一次性投入资源也相称高,如我公司的上海印钞厂AS/RS项目仅货架总价就达260多万人夷易近币,其详细构成为DF(P)M-30-1000堆垛机6台,货位数4250个,货架高度约30米,共6个巷道,亚美在线ag发财网货物单元规格为1250(L) 920(W) 1440(H)、货物单元设计重量1000 kg,临盆安装事情周在即4个月。它是我司所做的50多座自动化立体仓库货架(AS/RS )中最高的一座。主要经由过程监控谋略机实现周全和谐、监视、节制目的,其主要功能是接管操作指令、检测旌旗灯号、批示功课、判断故障、返复书息等。包括监控、治理调整谋略机、红外通信器、堆垛机、转轨机、运送设备等。而立体仓库中货物的存储节奏及功课周期主要由巷道堆垛机的事情运行速率抉择的,今朝我公司选用的堆垛机技巧要求主要为:水平运行速率最高达200m/min,起升速率最高达120m/min,货叉伸缩运行最高速率达50m/min等。本文拟就SIMATIC S7-300 可编程节制器在立体仓库(AS/RS)系统堆垛机电机闭环无级节制中的详细利用、节制系统的设置设置设备摆设摆设及节制规划的选择思路等进行探究。

2 概述

今朝,自动化立体仓库巷道堆垛机利用的变频调速手段有两种:

1)、当运行节制速率、控拟订位精度较低时,一样平常选用开环有级调速运行模式:即手动设定几个固定的运行频率(如:高速、中速、低速三种运行频率,实际上可根据应用的不合规格或品牌的变频器及配套的变频电机等选择设定不合梯度的运行频率,如美国宝德的某款变频调速系统的有级调速设定可达16级),根据堆垛机的详细运行和节制要求由PLC根据外部情况的输入输出旌旗灯号进行法度榜样节制切换和设定,如用节制用行程开关、光电靠近开关等作为旌旗灯号输入节制单元等,以达到调速、定位停准的目的;但该变频调速手段的输出误差或位置节制的偏差散播范围大年夜,分外是当自动化立体仓库巷道堆垛机的亚美在线ag发财网运行速率较高时,会造成速率转换后的加、减速间隔的增添,加、减速平稳性节制难度的增添以及节制单元敏感性下降、故障率上升等,其利器具有很大年夜的利用局限性。

2)、当运行节制速率、控拟订位精度较高时,一样平常选用闭环无级运行节制模式,即:对堆垛机的运行速率、运行位移量或位置定位点实现闭环无级运行节制模式,从而从根本上实现到达目的地址时的制动停准和根据运行间隔实现的平稳换速、合时调剂变频器的运行节制频率,以实现最佳平稳运行速率的要求,并能缩短功课周期,前进功课效率;该变频调速手段节制精度高,运动节制平稳,详细场合的适应性好,系统运行的靠得住性高,易调试,但一次性投本钱钱较高。主要表现在闭环反馈旌旗灯号元件的节制精度选择与设置设置设备摆设摆设(如:激光测距仪及其接口电路或板卡)、PLC设置设置设备摆设摆设上的高端化、上位机节制软件及硬件与PLC的接口电路或板卡等,其软件编程的高端和繁杂化以及软件开拓调试具有必然的难度等。

3 闭环无级节制道理

要实现自动化立体仓库巷道堆垛机的闭环无级节制,必须根据变频器和堆垛机电机的特点,即:在必然载荷下变频器所存在的抱负加速和减速特点曲线,或根据不合的品牌和规格的变频器的特点参考资料、所运输载运货物所容许的最大年夜加速率以及现场运行试验的结果、堆垛机电机的负荷特点等进行合时调剂。基础节制道理如图一:

基础节制思惟为:1)、根据激光测距仪丈量反馈确当前速率旌旗灯号合时调剂变频器的输出驱动频率值,从而包管堆垛性能以要求的速率平稳运行;其还表现在必须根据自动化立体仓库库存的详细货物,如货物的重量、重心高度等选择响应的速率节制模式,即初时运动加速率与加速节制光阴、平稳运行速率与间隔、减速运动加速率与节制光阴等,并供给客户一系列的节制规范图表;亚美在线ag发财网2)、根据激光测距仪丈量反馈当前堆垛机的间隔旌旗灯号及预先设定的节制规划合时调剂变频器的输出驱动频率值,使堆垛机先以较高的速率运行到靠近目的地址的位置后将速率平稳降到较低的速率下事情,并在目的地址处准确制动停准,需要时可采取机器抱闸系统来帮助快速定位;堆垛机在事情历程中实时采集水平运行、货物升降、货叉伸缩三个偏向的数据,并赓续地与寄放在软件节制数据块里的标准位置参数进行对照和节制决策,从而达到准确定位、快速存储货物、前进功课效率的目的,并与监控系统互换事情信息和库位状态信息等以实现系统的周全动态治理。

4 节制规划

为实现自动化立体仓库巷道堆垛机的闭环无级节制,其闭环无级节制反馈旌旗灯号根据认址要领上的差异可分为:认址片认址、扭转编码器认址、激光测距仪,一样平常环境下采纳激光测距、测速进行速率反馈的电机闭环变频调速规划是一种对照抱负的节制规划,该规划能正确节制电机转矩,低速运行机能好,电机加速特点好,调速范围大年夜,事情机能靠得住且动态相应机能好,其重复节制精度可达到1mm以上,但系统开拓资源高,影响到实际的推广利用。

跟着谋略机技巧的飞速成长,分外是现场总线技巧的日益成熟,立体仓库的节制模式也从采纳PLC加PC或PC加节制板卡的要领,成长为软PLC节制模式,同时该系统价格较传统的PLC或板卡节制要领低,且利用机动,该系统涉及到电气节制道理、数据库以及决策技巧、谋略机技巧等,其核心节制部分为软PLC,与外部周边设备或硬件采纳PROFIBUS-DP现场总线,操作界面和各个法度榜样之间的接口使用C++说话编写,备有连接SIMATIC系列元件的整套接口、固有的HMI(人机界面)等,但针对堆垛机电机的高、低速节制利用规划(包括有些特殊节制机能要求而选用伺服驱动系统的堆垛机系列)仍优先选用闭环变频调速节制规划,

PLC与激光测距仪和绝对值扭转编码器的连接采纳:DEVICENET连接要领,激光测距仪经由过程串口连接,用协议宏要领通信,绝对值扭转编码器经由过程I/O口连接,应用GRY指令,留意斟酌和调试好全部系统的相应光阴,如DME240激光测距仪具有以下特点参数:测距范围为0.5-240M,通信接口有SSI、Profibus-DP、Interbus-S三种,输出光阴只有1ms,分说率为0.1/1mm,运行速率可达10M/S等。

5 在配送中间模式下的详细利用

一样平常配送中间的主要功课流程为:

立体仓库中堆垛机的主要事情是完成储存环节的搬运,即:准确地依照上位机给出的进出库地址将货物掏出或放入有关货位,并将事情历程的状态信息反馈给监控系统;

选择SIMATIC S7-300系列PLC系统并利用在AS/RS体系中已取得了很大年夜的成功,SIMATIC S7-300为模块化无风扇的设计,稳固耐用,轻易扩展、具有广泛的通讯能力,轻易实现的散播式布局以及用户友好的操作使SIMATIC S7亚美在线ag发财网-300成为中、高级机能节制领域中首选的抱负办理规划。结合堆垛机的事情特点,SIMATIC S7-300是既经济又方便的选择规划。

案例一:某配送中间立体仓库的堆垛机电气节制部分采纳西门子S7-300PLC,PLC与监控系统以及各从站之间的通讯采纳PROFIBUS-DP现场总线要领;

硬件:1)、SIEMENS SIMATIC S7-300 CPU313C-2DP一块,2)、SIEMENS SIMATIC S7-300 16bit24V数字量输入模块二块,亚美在线ag发财网3)、SIEMENS SIMATIC S7-300 CP342-5一块,4)、SIEMENS SIMATIC S7-300 ET200M一块,5)、SIEMENS SIMATIC S7-300FM350计数模块一块,6)、SIEMENS SIMATIC S7-300 PS3075A电源模块二块,7)、从站可根据系统设计和要求合理选择多组,一组从站(一套堆垛机,实现一个巷道的节制),包括三台变频器及变频电机、两台激光测距仪(节制重复精度为1mm,测距范围在240M阁下,选择德国SICK的相关型号)、一个ET200M等。

软件:该系统软件的开拓情况为SIEMENS SIMATIC S7 STEP7 V5.1编程软件,采纳STL要领编程,可实现堆垛机的手动、自动、整线联机等基础功能。结合详细的上位机的仓库治理软件或资本治理系统ERP等,设置设置设备摆设摆设响应的接口电路与系统可实现立体仓库的高效动态治理。

详细利用:在软件系统设置详细的堆垛机事情模式时一样平常依据下列可能选择,在设备调试、库房库位盘点或故障处置惩罚时应用手动事情模式;零丁节制和应用堆垛机,不必要周边设备(如:治理机、运送机等)介入事情时选用自动事情模式;平日采纳整线联机事情模式,以确保立体仓库中的功课环境、库存量动态变更环境等能准确反应到企业的治理系统中。

6 结论

采纳激光测距、测速进行速率反馈的电机闭环变频调速规划是一种对照抱负的堆垛机节制规划,基础能满意AS/RS立体仓库系统对各巷道堆垛机的节制要求,实现货物存储历程的快速平稳的功课,前进功课效率和节制质量。

参考文献:

1、 周奇才,《自动化仓库主要运行参数的优化确定》,《上海铁道大年夜学学报》1999(12)

2、 满永奎 吴成东 《通用变频器及其利用》 机器工业出版社 1995年8月

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