基于可编程控制器的现代仓储堆垛机控制研究

摘要：在仓储立体化的工作中，利用可编程的控制器来控制堆垛机，通常情况下，利用计算机的仓储管理软件来控制堆垛机的运行，本文研究利用可视化强直观图形位置，利用手持平板电脑来控制堆垛机的各种动作，降低工作强度和保证工作质量。

关键词：可编程控制器；快速反应；堆垛机

中图分类号：TP273 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）002-000-01

中国电子商务飞速发展，需要现代化的物流作支撑，物联网的发展要求现代化的立体仓库作保障，在现代化自动化立体仓库中，大多采用几层、十几层乃至几十层的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备：堆垛机、输送机以及分配小车进行货物入库和出库作业的仓库。为了更直观快速地利用平板电脑来控制堆垛机，利用可编控制器[1]具有多RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板，可以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能，利用手持平板电脑与可编控制器进行联网通讯，通过可编程控制器来执行程序来控制堆垛机的运行。由于具有很高的空间利用率，很强的入出库能力，能加快货物的进出节奏，减轻劳动强度，提高生产效率，便于形成先进的物流系统，提高企业的生产管理水平，自动化立体仓库已经成为现代物流发展中的重要环节和企业生产及物流管理不可缺少的重要手段。

现代化立体库中通常采用的可编程控制器（PLC）[2]是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下[3]，它设计采用一类可编程的存贮器，用于其内部存贮程序，执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式、模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程，可编程控制器具备高可靠性、编程方便、易于使用、环境要求低、与其他装置配置连接方便的特点。

此次设计选用的是可编程控制器是三菱公司的FX2N系列，它是FX系列中功能最强、速度最高的微型可变程序控制器。FX2N有3000多点辅助继电器、1000点状态、200多点定时器、200点16位加计数器、35点32位加/间计数器、8000多点16位数据计数器、128点跳步指针、15点中断指针，这些编程元件对于一般的系统是绰绰有余的。它的基本指令执行时间高达0.08us每条指令，远远超过了很多大型可变程序控制器。用户存储器容量可扩展到16k步，最大可扩展到256个I/O点，有5种，模拟量输入/输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、4种位置控制模块、多种RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板，可以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能。FX2N有128种功能指令，具有中断输入处理、修改输入滤波器时间常数、数学运算、逻辑运算、浮点数运算、数据检索、数据排序、PID运算、开平方、三角函数运算、脉冲输出、脉宽调制、ASCII码输出、BCD与BIN的相互转换、串行数据传送、校验码、比较触点等功能指令。FX2N内装实时钟，有时钟数据的比较、加减、读出/写入指令，可用于时间控制。=FX2N还有矩阵输入、10键输入、16键输入、数字开关、方向开关、7段显示器扫描显示、示教定时器等方便指令。鉴于以上特点，此次设计所选型号是FX2N-32MR-D.输入输出分配表见下表：

三菱FX 系列PLC控制接线图如下图所示：

例举程序的执行主要堆垛动作过程如下所述：

1.送货：激发启动按钮SB1，再激发送货按钮SB3，程序跳转到送货程序部分并自动运行，当激发SB1后1s，货叉伸出，到位后光电开关接通，货叉微上行抬起货物，过1s后货叉收回，收回到位后，触动开关SQ2，堆垛机右行，右行到位后，堆垛机接通光电开关SQ3，升降机构上行，到达指定位置后停止运行，1s后货叉伸出，伸出到位后光电开关接通SQ5，货叉稍微下行放下货物，1s后货叉收回，收回到位后触动开关SQ2，升降机构下行，下行到位后光电开关接通SQ6，堆垛机左行回到原位，触动停止开关SQ7，堆垛机停止运行，然后进行下一个送货循环。

2.取货：激发启动按钮SB1，再激发取货按钮SB4，程序跳转到取货程序部分并自动运行，当激发SB4后，堆垛机右行，右行到位后光电开关SQ3接通，堆垛机升降机构上行，上行到位后停止，1s后货叉伸出，伸出到位后光电开关SQ5接通，货叉上行，1s后货叉收回，收回到位后触动开关SQ2，升降机构下行，下行到位后光电开关SQ6接通，堆垛机左行回到原位，触动停止开关SQ7，停止1后货叉伸出，伸出到位后光电开关SQ1接通，货叉下行，1s后货叉收回，收回到位后触动开关SQ2，开始进行下一个循环。

3.急停：激发急停按钮SB2后，程序跳转到急停部分并执行，这时可进行相应的手动操作，以使堆垛机回到原位。

综上所述，为了更好地利用图形直观设备手持平板电脑来管理堆垛机，目的是减轻物流管理者的劳动强度，使我们的工作越来越简单和人性化，以上展示的是堆垛机的常规动作，通过对上述堆垛机的改造，利用苹果平板电脑系统安装了我们编译的仓储堆垛机控制图形软件对我校实训中心的立体库的堆垛机进行可行性的试验，试验的结果很满意，执行速度快，出入库简单，极大地减轻了堆垛机操控人员的劳动强度。

参考文献：

[1]崔亚军.可编程控制器原理及程序设计[M].北京：电子工业出版社，2004.

[2]席晓惠主编.PLC控制系统软件设计技巧[M].电子与自动化，1999.

[3]金大会.基于PLC的自控系统的设计[D].武汉：湖北工业大学硕士论文，2007-06.

作者简介：郑连弟，讲师，辽宁建筑职业学院工商管理电子商务教研室。