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可編程控制器具有可靠性高、抗干擾性強、經濟實用、功能完善、體積小巧、擴展性好等優點，是現代工廠控制系統設計的最佳選擇。以往的繼電器-接觸器電路由于接線線路復雜，電器元件使用較多，觸點容易老化，故障排查和解決比較困難，可靠性低等缺點，沒法滿足現代控制系統的使用要求[1-3]。根據課題研究的工藝對象，采用可編程控制器進行系統設計，學生詳細了解控制系統設計的步驟和方法，認真學習控制系統的調試思路和仿真方法，為后期的設計工作打下基礎。

1總體方案設計

按照智能倉庫控制系統的設計內容，詳細分析該系統的具體工藝，對要實現的功能進行說明，并明確系統的輸入控制部分和輸出控制部分，確定控制策略，提出控制方案。進行總體分析設計，對可編程控制器進行具體型號選擇，使用AUTOCAD軟件完成系統的硬件圖紙設計。軟件編程部分進行設計分析，為了方便系統設計和后期調試，進行系統I/O分配的設計，根據系統工藝控制策略以及硬件選型，進行程序流程的設計，詳細考慮工藝功能的具體實現，按照程序流程，采用編程軟件進行程序的設計編寫，完成仿真調試，達到工藝設計的要求。智能倉庫的重要設備為堆垛機，堆垛機是機械和電氣控制相結合的產品。它主要由傳感器、步進驅動電機、機械執行機構、控制系統等四大部分組成。堆垛機一般用電力驅動，通過自動或者手動控制，實現貨物搬運，其主要用途是在高層貨架的巷道中來回穿梭運行，將貨物放入貨格，或者取出貨格內的貨物，或者把貨物從一個貨格，搬運到另一個貨格[4]。根據本系統設計，智能倉庫模型如下圖1所示。

2系統設計

根據控制要求和控制功能的分析，整個系統共有40個開關量輸入、14個開關量輸出，考慮到經濟性和I/O要有一定的預留量，plc機型選擇采用的可編程控制器型號為三菱FX2N-64MR，該設備具有32個輸入和32個輸出，滿足本系統I/O設計需要[5]。PLC的I/O分配如表1所示。表需要連接2個擴展模塊FX2N-16EX，用于7~10取貨，1~10貨物限位，左移、右移限位，上移、下移限位，伸長、縮短限位，共20個擴展輸入。根據上述控制要求分析和I/O地址分配，PLC的I/O接線原理圖設計如圖2所示。程序設計流程分為取貨流程和存貨流程[6]。在進行流程設計分析時，以9號取貨和9號存貨為例，進行流程圖的設計。取貨流程如下：在取貨流程中，首先進行上電初始化，系統啟動后，先檢測9號倉位是否有貨，如果有貨，則按下9號取貨按鈕有效，當按下9號取貨按鈕后，堆垛機進行左移，在左移過程中，進行左移是否到位檢測，如果沒到位，繼續左移，如果到位，將開始上移；堆垛機進行上移，在上移過程中，進行上移是否到位檢測，如果沒到位，繼續上移，如果到位，將開始取貨并下移；堆垛機進行下移，在下移過程中，進行下移是否到位檢測，如果沒到位，繼續下移，如果到位，將開始右移；堆垛機進行右移，在右移過程中，進行右移是否到位檢測，如果沒到位，繼續右移，如果到位，取貨動作結束。打開開發系統軟件，進行組態畫面的設計，先建立畫面，對組態畫面的位置和尺寸、窗口的背景色進行設置。該軟件桌面彈出工具箱，包括圖形編譯器、文本輸入圖標、圖庫圖標、顏色設置圖標、插入控件圖標和各種曲線建立圖標等，按照系統設計的工藝要求，對畫面進行編譯，包括參數狀態顯示、指示燈顯示、參數變量輸入對話框、模擬設備畫面建立等。并且打開每個圖標，進行屬性設置，如圖4所示。

3結論

本系統設計智能倉庫系統，通過對立體倉庫的存貨和取貨環節的系統設計分析。按照工藝的詳細分析，采用可編程控制器和上位機的設計方案，選用可編程控制器為三菱FX2N-64MR，通過總體方案的確定，進行圖紙的設計，包括可編程控制器接線圖、數字量擴展模塊接線圖以及主電路接線圖等。在程序流程分析中，重點對自動狀態下的各個邏輯控制進行詳細設計，完成程序的設計和調試。在上位機系統設計中，通過連接通訊設備、建立變量表、編譯畫面并完成動畫連接設計，達到了系統可視化的工藝要求。通過系統的調試，本系統設計符合立體倉庫控制系統的工藝方案。通過最終的系統測試，本設計的系統穩定可靠，擴展性強，易于理解和升級，符合設計的要求[7]。

作者:李彬 單位:廣東理工學院電氣與電子工程學院