基于PLC的二维智能仓储控制

2019-06-09 14:06

1 引言

  智能仓储是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分。二维仓库集机械﹑电子﹑控制﹑计算机等技术于一体,具有劳动强度低、科技含量高、空间利用率高、货物存取效率高和自动化程度高等优点。而plc功能强大,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。单个移动装料点如何对二维料仓进行智能装料在日常的生产生活中有多处应用,如立体车库、高炉矿槽装料、加工产品入库等。

2 系统分析

  2.1料仓组问题

  二维料仓组装载结构如图1所示。二维料仓设有料位检测,横向和纵向移动装料点均有位置检测,移动装料点可根据料仓料位(或有无工件)情况确定装料,也可根据分类情况进行分类装料。目前较容易实现的控制方式是根据检测元件反映的料仓情况或分类情况,人工操作(远程或就地操作)移动装料点到选定装料位置。但是这种装料方法的人员操作强度大,选仓随意性大,各料仓是否实现合理利用与操作水平有直接关系,且较容易出错。



图1 料仓组结构


  2.2智能装料选仓原则

  如何实现智能料仓装料问题,从而降低人工操作强度,提高工作效率及精准性,实现科学选仓。智能选仓根据以下原则:

  (1)料仓满仓(或已装入元件)不装料,如果在装料过程中料仓已满,移动装料点自动寻找未满(或未装入元件)仓装料。

  (2)料仓未装料(或未装入元件)优先装料,如果在装料过程中,二维料仓组中其它料仓出现空仓,可以设置成移动装料点马上移动到空仓上装料(适用于立体料仓组中空仓出现不频繁的情况,可以尽量保证每个仓不空仓,提高料仓利用率),或者继续完成本料仓装料(适用于空仓频繁出现的情况,这样可以避免移动装料点频繁移动,减少设备损耗)。

  (3)如果二维料仓组中没有出现满仓和空仓,装料顺序可以根据设置的优先级别,依次为立体料仓组中料仓装料。

  (4)如果二维料仓组中同时出现多个空仓,装料顺序可以根据设置的优先级别,依次为立体料仓组中空仓装料。

  (5)如果全部料仓装满,则停止二维料仓组装料。

  2.3设计原则

  按以上原则进行控制,实现了料仓装料过程的智能化,要实现以上原则,数学模型有以下问题要解决:

  (1)装料点的自动选择。在人工选定装料点的情况下,不存在自动选择的问题,但是在自动装料的情况下,需要根据装料点的选择原则和优先次序,确定装料点,而这个过程是动态的,不同的时间二维料仓组的状态不同,系统必须做出正确的决定。

  (2)移动装料点的控制。确定装料点后,根据移动装料点现有位置,做出判断,确定移动装料点移动方向和停止位置。

  针对以上问题,我建立了一种二维料仓组的智能装料的控制方法,解决了以上问题。



3 系统实现

  智能化立体料仓内均设置有满料位h、空料位l;移动装料点在装料位置设有位置开关检测w11~wnn。

  (1)立体料仓的选择,设置布尔型变量s11~snn,与料仓一一对应,当sxy=1时,移动装料点将移动至x行y列的料仓装料。当sxy=0时,移动装料点不会移动至该料仓装料。唯一时间立体料仓组内只会有一个料仓对应的sxy=1,确定哪个料仓的sxy=1,就是智能选仓的过程。对于单个料仓,sxy值设置过程流程图如图2所示[1]。



图2 sxy值设置流程图

  图2所示的流程图中,end表示在一个扫描周期了内,本次检测结束。在plc程序中用梯形图来编制控制程序是比较简单的,在plc的一个扫描周期内,可以对立体料仓组内所有料仓进行一次检测,先被扫描的料仓即为立体料仓组中优先级别高的料仓。在选择时,可根据x方向与y方向的位置确定其先后顺序,如:对应的sxy值的x+y之和较小的优先级高,当sxy值的x+y之和相等时,可设定x较小(亦可设定y较小)的优先级高。当然,使用别的控制器也可以用本控制方法来实现二维立体料仓的智能装料的选择。

  (2)确定装料的料仓后,下一步是将移动装料点移动至被选定的装料仓的位置。

  设置与料仓个数相等数据寄存器。根据上述优先级别对每个料仓进行编号,分别为1、2、3,优先级别的高低按从小号到大号排列。分别将编号数传入与料仓对应的数据寄存器中,如优先级别最高的料仓数据寄存器为d0,将编号1传入到数据寄存器中。另外再增加两个数据寄存器,一个数据寄存器d100(d100为前面料仓未用到的数据寄存器)用于储存当前正在加料的料仓编号,另一个数据寄存器d101(d101为前面料仓未用到的数据寄存器)存储sxy=1的料仓编号。比较这两个数据寄存器存储的编号的大小,如果d100中的编号数大于d101中的编号数,说明有料仓高于当前加料的料仓优先级的料仓,移动装料点移动到d101中编号对应的料仓位置;如果d100中的编号数小于d101中的编号数,说明当前加料的料仓高于另一料仓优先级的料仓,先对当前加料料仓进行加料,当前料仓加完后再移动移动装料点对另一料仓进行加料;如果d100中的编号数等于d101中的编号数,说明移动装料点已经移动到装料仓,移动装料点不再移动。

  移动装料点的移动控制是在每个扫描周期内,可以将移动装料点的位置与预期位置转化为两个值进行比较,从而确定移动装料点的运动路线。

4 结束语

  二维智能仓储控制可以降低劳动强度,提高料仓利用率高,增加装料精度,从而提升工作效率。此方法可根据不同生产中的实际需要,来确优先级别,实现不同的装料方式。这对降低生产成本,提高自动化程度是很有意义的。

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