智能仓储控制系统的设计与实现方法
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摘 要：智能仓储控制系统是当今服务于自动化技术中的一种工厂内经常使用的系统机制。机器手是自动化仓库的重要组成部分之一，它可以完全替代人工手动操作，将物料进行存取和技术分类操作。研究发现通过使用PLC等技术，能够配合设计者构建出自动化定向功能的智能仓储系统。笔者通过Visu+开发的触摸屏监控系统为主要介绍内容，探索如何最终达到有效的系统可视化智能存储过程。
关键词：自动化 智能工厂 仓储控制 PLC Profinet
现代仓储业的发展不可避免地鼓励了自动仓库的发展。计算机技术的发展为现代企业仓储管理提供了重要的技术支撑，仓库自动化是自动化技术在仓储管理中的重要应用。仓库已经历了许多阶段的变迁，如手动仓库阶段，机械仓库阶段，自动化仓库阶段，随着工业2.0的提出，现在已发展为智能仓库阶段。大多数自动化仓库由3个主要系统组成：存储、访问和移动处理管理，它们结合了机电控制，高效控制和低功率控制的管理，以及现代物流系统控制中心的协调。基于自动仓库的结构，该文主要介绍了一种使用移动式货架存取物料的自动节能控制系统。
1 仓储机器手功能设计及实现
自动仓储系统，首先将物料送至堆垛机的卸货位置，再由传送装置将物料送进仓库，最后由堆垛机将物料运输到指定的存放地点。利用仓库中的智能机器人，建设立体化的产品运输系统，减少空间消耗，增加运输带的数量。这种自动机器化仓库系统的设置能够合理地运用机器手，在一个空间中快速的进行产品运输，减少看管人员的工作量，增加工作效率，从一定意义上提高企业利润。
在传统仓库中，货架是固定的。为了方便取用物料，在每排货架之间设置通道，以允许叉车存取物料，从而有效地减少了空间利用率。管理人员仅仅需要将物料放在货架上并让机器手自动化运输即可，极大地缩短了运输路线和货架收缩，可以有效节省空间。
2 控制系统
2.1 參数设定
Festo随附的Festo Configuration Tool（FCT）软件用于确定伺服驱动器磁场参数。可以配置Profinet设置，并可以设置速度等参数。PLC主站与从站建立数据连接后，主站和从站数据进行信号传输。对于输出数据的字节控制，输入字节控制信号数据。3种控制模式以字节为单位进行系统控制，即位置控制、功率控制量和速度转矩控制。
2.2 定位控制
定位控制是所有仓库自动化系统的核心，并且是所有仓储系统的中心，控制并监视所有仓库的动作。在此存储系统中信号系统的控制有助于有效地节省消耗和控制所有自动存储系统的效率。物料一旦存储起来，就可以轻松分类并进行存放;如果货架满存，则将物料存放在相邻的货架上。
访问产品：为减少功耗，在访问产品时，还应尽量不要移动某些货架。收集产品时，应使用货架定位原理进行存放。根据特定的运营政策，设置特殊机制以找到最佳位置;即在制定政策时，将使用最短的周转时间来实现最大的效率和能效。
3 软件设计
为了实现PLC控制系统，PLC模块的具体配置和相关功能包括电源模块、CPU模块和输入/输出模块、CC-Link远程设备模块和触摸屏模块，并由一些为PLC系统实现的模块制造商逐步确定。
编写程序。首先集成PLC控制模块。根据整个存储系统的输入和输出信号的组成，可以选择特定类型的PLC模块，包括子模块，例如电源模块、CPU模块和输入/输出模块。选择特定的PLC型号时，自动仓库管理系统的所有输入和输出信号都会打开并具有大量输入。开关信号和输出信号相对较小，必须将其集成以确保对输入信号进行适当的控制。积分输入信号的常用方法包括组输入、矩阵输入、积分输入和输入引脚积分。已采用8×6矩阵输入法切换48位信号。
另外，将12个光电管和3个信令信号连接到输入模块，无需特殊程序调用即可直接从CPU模块读取它们。其次，设计用户机界面。为了可视化整个自动化仓库的运行并实时监控进货时的仓储系统并实现有效管理，有必要为控制系统提供清晰可视的人机界面，此处选择带有CC-Link接口模块的触摸屏作为模块。显示界面，用作远程系统站的设备。恢复CC-Link网络。为了集中控制输入和输出信号，它们被连接到输入模块或远程CC-Link网络设备的模块。
网络位置设置CC-Link包括一个基站、一个远程设备站和一个触摸屏站。光电传感器的各种输入信号和跨接开关的开关信号连接到主站的输入模块，引擎控制信号直接连接到主站的输出模块。各个位置的微动开关的输入信号均连接至设备的远程模块。触摸屏上面显示的各种控制信号用作从属触摸屏的输入信号。在设置各种信号的末端之后，配置CC-Link网络参数，
最后，使用主站和每个从站之间的通信来执行设置。 PLC硬件控制的全自动存储。最后，对PLC控制进行编程。 PLC控制程序是控制算法概念的具体体现。在对PLC控制程序进行编程时，将调整每个节点的运行状态，以便完成对物料的访问。特别是设备主站和远程站中每个节点的状态，以确定输入/输出信号的状态;通过提供对充电过程的访问，可以根据输入信号的状态来控制引擎。将卡车安装在最佳位置。有目的的控制程序3个主要阶段的创建完成了存储软件的PLC控制系统的实现。
4 采用机器人控制
工作量和卸载检测电路，使用光电传感器控制机器人在标准点500mm处通过工作点时暂停和前进，并向PLC发送信号以发送多关节机器人实现产品控制。在抓取过程中，末端执行器采取气动真空抽吸和真空吹扫的形式，具体取决于围绕机器人止动件的整个圆周分布的材料。当末端执行器吸起物料时，光电传感器检测到物料，此时机械臂返回到参考点，并且机器人可以在触摸参考点位置开关时继续前进。发送物料时的相同原理，真空吹尘，末端执行传感器不检测物料，机器手返回到参考点，启动机器人，拾取下一产品并将其循环。在这种情况下，为了使带有工件的机器人平稳地移动，一定要将机器臂调整到与行进方向相同的平面，直到完成所有来自工作的负载。
5 结语
该智能仓储控制系统已在现场调试运行，实现了机器人的智能抓握和上位机对仓库外产品的控制功能，具有控制灵活、性能稳定、人机界面友好的特点。该控制系统使用Profinet现场总线，该总线具有高度可扩展性，并为后续存储系统的改进和修改提供了更多空间。随着工业新时代智能制造技术的进一步发展，基于PLC和Profinet的智能存储控制系统将具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]胡国传，沈杰，刘彬，等.基于ProfinetI/O的延迟和抖动研究[J].仪器仪表学报，2011，32（9）：2153-2160.
[2] 孙蓉，苏丽，吕淑平，等.Profinet控制系统设计研究[J].实验室研究与探索，2014，33（4）：103-107.
[3] 汪欢欢，胡国清，周青辉.基于PLC的气动机械手控制系统设计与研究[J].液压与气动，2012（9）：38-40.
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