基于Profibus總線的立體倉庫控制系統(tǒng)設計

自動化立體倉庫系統(tǒng)(AS/RS--Automated Storage and RetrievalSystem)是人工不直接進行處理的自動存儲和取出貨物的系統(tǒng)，是適應經濟發(fā)展的需要，而在近代才崛起的新型倉儲設施。其主要優(yōu)點是：高層貨架存儲，節(jié)約用地，充分利用庫房空間增大存儲量；自動存取，收發(fā)準確迅速，提高人出庫效率；機械自動化作業(yè)，解放人力，減小勞動強度；計算機控制，自動進行準確的信息存儲和管理，自動打印各種報表。隨著計算機技術和自動控制技術的發(fā)展和廣泛應用，自動化立體倉庫系統(tǒng)的發(fā)展將更加迅速。

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

本次項目在原有某公司產品的基礎上，對整個PLC控制器和網絡進行重新設計，并增加自動的傳送帶和自動駕駛的分配車。通過無線Profibus連接所有的堆垛機、分配車，進行統(tǒng)一通信、協(xié)調工作。具有傳送帶，一個或多個分配車，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)設計

本項目的自動化立體倉庫系統(tǒng)主要由貨架、傳送設備、存儲設備、堆垛機、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、計算管理監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。

傳送設備采用傳送帶，運輸車采用PLC控制的無人駕駛車。設計包括20排貨架，10個堆垛機，一條傳送帶。各個堆垛機都是PLC控制，而傳送帶也是PLC控制。而整個系統(tǒng)又連接到了中央控制室，進行數(shù)據庫備份，遠程控制和監(jiān)控。整個系統(tǒng)的布局如圖2所示。

分配車是協(xié)調傳送帶和堆垛機的，起到一個中間搬運的作用。每個貨架最后面的最下面有一個哲存區(qū)，可以放置要入庫或者出庫的貨物。搬運車把貨物從這個暫存區(qū)和傳送帶之間交換。分配車無人駕駛，采用軌道導向，沿傳送帶運行，不斷進行貨物交換。依據工作量的大小，可以提供多臺分配車。

輸送機系統(tǒng)是立體庫的主要外圍設備，負責將貨物運送到堆垛機或從堆垛機將貨物移走。

采用技術先進的現(xiàn)場控制總線直接通訊的方式，真正做到計算機只監(jiān)不控，所有的決策、作業(yè)調度和現(xiàn)場信息等均由堆垛機、出入庫輸送機等現(xiàn)場設備，通過相互問的通訊來協(xié)調完成。

2 網絡架構的組建

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

整個系統(tǒng)包括堆垛機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產品DE3000，進行透明傳輸，但是速率為187．5 kbps。

檢測信號來源于光電編碼盤以及定位傳感器，為分配車提供準確的貨物位置。

提供管理軟件，準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，是未來物流自動化的一個重要發(fā)展方向。