plc的物料运输线控制系统的设计与实现.docx

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摘要

近年来，随着消费的增长，越来越多的企业意识到，改善和合理化物流运输系统对企业的发展非常重要。在一些小型超级市场中，通常对商品进行分类，存储和链接到已安装的商品，可以不时地跟踪信息，从而更容易理解库存信息，如果只需要人工，则既费时又费力且业务发展不便。物料运输系统是物流的重要组成部分，它是在没有直接人工干预的情况下自动存储和取回货物的系统。它是现代工业社会发展的高科技产品，对加快物料运输和降低成本至关重要。PLC控制方式是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此在工业上优先于单片机的控制。

在对国内外物料运输线控制现状及发展趋势做了充分调研的基础上，将PLC应用到物料运输线上。本次设计采用西门子S7-1200系列PLC，通过电动机、伺服驱动器、伺服电机、编码器等一系列装置实现取料、放料以及运输等功能。其中每一个工作单元都是一个机电一体化的系统，也可以堪称一个独立的工作系统。各个单元的执行机构主要是电机驱动结构，可以通过安装在其上面的传感器的信号可以判断这些执行机构的运动位置。软件方面采用了西门子博图编程语言，并配置MCGS组态软件用于程序的模拟和实时监控。

基于PLC的物料运输线系统的建立不仅有效的解决了物料运输过程繁琐、杂乱的现象，而且还在一定程度上使物料运输更加自动化以及智能化。

关键词：物料运输；控制系统；可编程逻辑控制器

绪论

目前，在物料运输线的控制上依然是采用传统的控制方法，使用单片机来产生脉冲序列，以控制步进电机。但是，使用单片机控制不仅需要开发复杂的控制程序和I/O接口电路，难以实现，而且适应性差，可靠性低。PLC步进电机具有结构简单，实现方便，定位精度高，参数设置灵活的优点。因此，在实施的控制系统中使用PLC来控制步进电动机也是非常广泛的应用，这具有实际意义。物料搬运是指在同一场所范畴内进行的、以改变物料存放状态和空间位置为主要目标的活动。物料搬运对仓库作业效率的提高是很重要的，物料搬运也直接影响到生产效率。在生产型企业中，物流经理通常要对货物搬运入库、货物在仓库中的存放、货物从存放地点到订单分拣区域的移动以及最终到达出货区准备运出仓库等环节负责。具体的物料搬运作业主要有：水平或斜面运动—搬运作业；垂直运动—装卸作业；码垛或取货—提升或下降作业；转向—绕垂直线转动作业和翻转—绕水平轴线转动作业。物料搬运的基本内容：物料、移动和方法。

可编程逻辑控制器（PLC）是自1970年代以来基于集成电路和计算机技术开发的新型工业控制设备。它具有功能强大，可靠性高，配置灵活，使用方便，体积小，重量轻等优点，广泛应用于国外各种自动控制领域。与继电器接触器系统相比，该系统更加可靠；易于在现场更改程序；易于使用，维护和修理；可以直接控制电磁阀，接触器和相关的执行器；可以直接将数据传输到数据中心。使用可编程控制器在运输物料时执行步进电机控制，以实现将货物运送到指定地点，这可以在一定程度上减少运输物料的人力资源，也可以增加货物存储和取回的效率。扩大

PLC在自动化行业中的应用范围具有一定的经济和理论意义[1]。

在工业领域中，控制系统是整个工业系统的运转核心，而工控系统性能高低的主要因素是控制器的选择，而当今工控行业用的最多的还是可编程控制器（PLC），PLC是一种可编程的存储器，用于内部存储程序和执行逻辑去处、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的控制指令，并且通过数字或模拟式输入或输出控制各程不同机械协同操作或者生产运转。PLC的设计主要是能将控制命令图像化，在我们进行程序编写时能够很简单便捷地看懂电路控制图纸，能够很简单地修改或更正控制电路不良，通过其软件在线状态时信号通过线路时其带电状态来检测其控制的准确性与实际操作性。工业控制的优良的判定应该有以下几个参数的存在，实时性、准确性、协同性和安全性。

西方国家将PLC应用到物料运输线系统上已经经历了将近一个世纪的发展，从20世纪初泰勒等人的工作研究与时间研究，到80年代左右计算机技术在工业领域的应用及至90年代通讯与网络技术的发展，工业化的内涵和外延都发生了很大变化。在物料运输中应用工业工程理论和方法的企业在发展取得了很大进步，同时也获得了可观的效益。对于我国企业，因经历了计划经济到市场经济的转变，大部分企业仍处于研发投入不足，工业基础薄弱及管理水平不高的状态，且主要从事设备及人员密集型的产业，急需要提升整体水平。传统的物料运输线系统理论主要把注意力放在劳动力的有效利用上，对设备及设施的利用不充分，且通常把问题看成静态并寻找最优的解决方案。

由于工业生产自动化程度的提高和生产规模的扩大，以及生产过程中物料搬运费用对赢利的影响巨