1.前言

    　自动化立体仓库是现代物流与仓储系统的重要组成部分。立体仓库集机械﹑电子﹑控制﹑计算机技术于一体，具有科技含量高，货物存取效率高和自动化程度高等优点。而PLC功能强大www.cechina.cn，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便，易于实现机电一体化。完全满足立体仓库工作环境和控制系统的要求。

2.立体仓库控制系统总体设计

    　在物流中有三条辊道传输带﹑三个出入货站台﹑一个四自由度机械手﹑一个全自动堆垛机以及两排货价组成。将系统中的传感器﹑执行器和可编程控制器连接，通过编制相应的程序，就可以用可编程序控制器来控制物流工序。

    　立体控制系统分为三个部分：辊道控制﹑机械手控制﹑堆垛机控制。在设计该控制系统时，采用两台OMRON CJ1系列PLC作为立体仓库的控制装置，如图1所示。其中#1 PLC主要用来控制辊道部分和堆垛机部分，#2 PLC主要用来控制四自由度机械手。

   　 采用OMRON公司在控制层上的Control Link网来将两台PLC联系起来，

   　 在控制系统中配置了一台上位机，通过RS-232与PLC相连CONTROL ENGINEERING China版权所有，上位机一方面用于两台PLC控制程序的编辑﹑下载以及调试，另一方面，上位机用来监视﹑管理自动化立体仓库系统。

    　在此系统中使用三个变频器分别来控制三个辊道传送带的运转。辊道可以在正﹑反两个方向运转，可以根据进货和出货的需要来使用辊道，进行自由组态。变频器有很高的运行可靠性和功能多样性，降低了电动机运行噪声，全面而完善的保护功能为电动机提供了良好的保护性能。这里使用的是OMRON公司的3G3MZ系列的变频器。

   　 对四自由度机械手的控制时，执行部件使用的是四相八拍的步进电动机，X轴伸缩﹑Z轴升降﹑底盘回转和机械手腕回转分别使用四个步进电动机。使用两个步进电动机分别控制堆垛机的升降和行走，而货叉控制使用直流电动机为执行元件。对这六个步进电动机的控制实际上是对它们对应驱动器的控制。本系统中使用SH-2H057型号的步进电动机驱动来驱动步进电动机的运行。
    

           
图1  立体仓库控制系统总体结构图

3.立体仓库控制系统硬件设计

   　 立体仓库控制系统中使用了两台OMRON CJ1系列PLC，PLC单元的配置图如图2所示。
 

图2    PLC单元的配置图

　　整个控制系统所需要模块个数统计如下：

　　1）开关量输入点数：共需要44点，使用16点输入单元CJ1W-ID211,共需要3个。
　　2）开关量输出点数：共需要21点，使用16点输出单元CJ1W-OD211,共需要2个。
　　3）模拟量输出点数：共需要3路模拟量输出，分别控制3个辊道输送带的速度，需要1个四路模拟量输出单元DA041,输出0～10V电压信号
　　4）脉冲量输出：共有6个步进电动机（机械手X轴移动控制﹑机械手Z轴移动控制﹑机械手底盘回转﹑机械手腕回转控制﹑堆垛机升降控制和堆垛机行走控制）需要控制控制工程网版权所有，每个CJ1W-NC113单元控制一个步进电动机，所以共需要6个。

4.上位机监控系统设计

   　 上位机监控系统担负着自动化仓库中辊道输送部分﹑机械手部分和堆垛机部分的集中监控和协调作业的任务，并能实时显示立体仓库中各设备的运行状态以及货物的运输和存储情况，起着承上启下﹑整体协调的作用。

   　 本系统的上位机通过COM1口与#1 PLC相连，再由#1 PLC通过Control Link网与#2 PLC进行数据传送，共同完成设备的监控。

4.1用“组态王”6.03软件设计上位机监控程序

   　“组态王”是一套以实时数据库为核心的组态软件，实时数据库中含有丰富的数据类型CONTROL ENGINEERING China版权所有，系统在进行数据刷新﹑趋势显示﹑报警判断﹑历史数据记录﹑报表等工作时所用的数据库都取自实时数据库。

    　“组态王”6.03通过RS-232方式实现与PLC之间的数据传送，包括向控制机械手和堆垛机两台PLC发出入库和出库等各种控制指令CONTROL ENGINEERING China版权所有，由PLC驱动执行机构完成下达的各项作业。各设备也通过P