基于Profibus總線的立體倉庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)(AS/RS--Automated Storage and RetrievalSystem)是人工不直接進(jìn)行處理的自動(dòng)存儲(chǔ)和取出貨物的系統(tǒng)，是適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，而在近代才崛起的新型倉儲(chǔ)設(shè)施。其主要優(yōu)點(diǎn)是：高層貨架存儲(chǔ)，節(jié)約用地，充分利用庫房空間增大存儲(chǔ)量；自動(dòng)存取，收發(fā)準(zhǔn)確迅速，提高人出庫效率；機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)，解放人力，減小勞動(dòng)強(qiáng)度；計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確的信息存儲(chǔ)和管理，自動(dòng)打印各種報(bào)表。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)的發(fā)展將更加迅速。

該項(xiàng)目為某自動(dòng)化立體倉庫制造公司產(chǎn)品的改進(jìn)項(xiàng)目。實(shí)施以前的系統(tǒng)也比較成熟，但是具有以下缺點(diǎn)：沒有傳送帶，采用人駕駛搬運(yùn)車把貨物運(yùn)到或者運(yùn)離各個(gè)貨架的暫存區(qū)。每個(gè)貨物需要車子從出入口到庫位位置，通過小車運(yùn)輸，效率低下、調(diào)度麻煩，能耗也比較大。系統(tǒng)之間通過人來協(xié)調(diào)，調(diào)度麻煩。

本次項(xiàng)目在原有某公司產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，對整個(gè)PLC控制器和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，并增加自動(dòng)的傳送帶和自動(dòng)駕駛的分配車。通過無線Profibus連接所有的堆垛機(jī)、分配車，進(jìn)行統(tǒng)一通信、協(xié)調(diào)工作。具有傳送帶，一個(gè)或多個(gè)分配車，大大提高效率，節(jié)省能源。最后的系統(tǒng)效果如圖1所示。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)主要由貨架、傳送設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、堆垛機(jī)、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、計(jì)算管理監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。

傳送設(shè)備采用傳送帶，運(yùn)輸車采用PLC控制的無人駕駛車。設(shè)計(jì)包括20排貨架，10個(gè)堆垛機(jī)，一條傳送帶。各個(gè)堆垛機(jī)都是PLC控制，而傳送帶也是PLC控制。而整個(gè)系統(tǒng)又連接到了中央控制室，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫備份，遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。整個(gè)系統(tǒng)的布局如圖2所示。

分配車是協(xié)調(diào)傳送帶和堆垛機(jī)的，起到一個(gè)中間搬運(yùn)的作用。每個(gè)貨架最后面的最下面有一個(gè)哲存區(qū)，可以放置要入庫或者出庫的貨物。搬運(yùn)車把貨物從這個(gè)暫存區(qū)和傳送帶之間交換。分配車無人駕駛，采用軌道導(dǎo)向，沿傳送帶運(yùn)行，不斷進(jìn)行貨物交換。依據(jù)工作量的大小，可以提供多臺(tái)分配車。

輸送機(jī)系統(tǒng)是立體庫的主要外圍設(shè)備，負(fù)責(zé)將貨物運(yùn)送到堆垛機(jī)或從堆垛機(jī)將貨物移走。

采用技術(shù)先進(jìn)的現(xiàn)場控制總線直接通訊的方式，真正做到計(jì)算機(jī)只監(jiān)不控，所有的決策、作業(yè)調(diào)度和現(xiàn)場信息等均由堆垛機(jī)、出入庫輸送機(jī)等現(xiàn)場設(shè)備，通過相互問的通訊來協(xié)調(diào)完成。

2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的組建

現(xiàn)場操作員區(qū)的PLC作為中央PLC，除了控制傳送帶之外。還和多個(gè)從PLC通信。具體的立體倉庫邏輯框圖如圖3所示。

整個(gè)系統(tǒng)包括堆垛機(jī)PLC，傳送帶PLC控制，傳送帶Profibus變頻器．分配車PLC控制。

采用德國schild kneeht公司無線Profibus—DP產(chǎn)品DE3000，進(jìn)行透明傳輸，但是速率為187．5 kbps。

檢測信號(hào)來源于光電編碼盤以及定位傳感器，為分配車提供準(zhǔn)確的貨物位置。

提供管理軟件，準(zhǔn)確判斷貨物所存位置，保存的周期，以及貨物的其他信息。通過管理軟件，拓展了倉庫功能，從單純的保管型發(fā)展到綜合流通型，是未來物流自動(dòng)化的一個(gè)重要發(fā)展方向。