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立体仓库实验设计

学院：船舶工程学院

目录

一、设计任务于要求

1.1设计任务

1.2设计要求

1.3系统设计的基本步骤

二、实验器材

2.1PLC要求

2.2立体仓库设备

2.3可编程计算机

三、硬件原理

3.1步进电机驱动系统的基本组成和工作原理及应

用

3.2反射式传感器的工作原理

1

3.3传感器的工作原理和应用

四、控制系统设计

4.1传感器的分布

4.2行程开关的位置与编号

4.3I/O分配表

4.4系统流程：

4.5设计梯形图

4.6MCGS组态王实现立体仓库工程画面

摘要

自动化立体仓库是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部

分,是一种多层存放货物的高架仓库系统，由自动控制与管理系统、

高位货架、巷道堆垛机、自动入库、自动出库、计算机管理控制系统

以及其他辅助设备组成。它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、

提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储

运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。如

今我国国民经济的飞速发展,自动化立体仓库必然会在各行各业中得

到越来越广泛的应用。

本课题的电气控制主要由西门子公司的PLC、步进电机驱动器、

步进电动机、直流电动机等器件组成。本文首先对本课题进行简要的

介绍，包括背景，研究意义，现状等；其次对该系统的硬件组成、结

构、原理进行了阐述和分析；再次对本系统用到的器件分别进行介绍，

重点对PLC程序进行了编写；最后对设计本课题所学到的知识进行归

纳和总结。

关键字：立体仓库可编程控制器（PLC）西门子S7-200组态软

件

2

一、设计任务与要求

1.1设计任务

该实验就是采用PLC自动化技术，让给定的机械设备智能

地按照试验设定的程序进行实际操作，实现整体的自动化。

本设计利用的立体仓库主体由底盘、三层六仓位库

体、运动机械及电气控制等四部分组成。其中电气控制

是由西门子S7-200CPU224型可编程序控制器(PLC)、步

进电机驱动模块、开关电源、位置传感器等器件组成。

设计的主要任务是：通过利用行程开关和传感器来实现对

设备的行程精确定位，让机械设备在设定的程序的设定位置执

行工作任务，让整个机械设备实现自动一体化，这样能够使设

备能以更快捷、更方便地方式将成品货物安放到系统指定的仓

库中。

1.2设计要求

本设计要求是：设备能够正确按照程序设定来精确定位和

正确执行指定任务，同时也要求尽可能以低成本完成整个实验

设计。

在此设计的立体仓库需要满足一下功能：

（1）堆垛机（机械手）要有三个自由度，即：前进、后退；上、

下；左、右；

（2）堆垛机的运动由步进电机驱动；

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（3）堆垛机前进（或后退）运动和上（或下）运动可同时进行；

（4）堆垛机前进、后退和上、下运动时必须有超限位保护；

（5）每个仓位必须有检测装置（微动开关），当操作有误时发出

错误报警信号；

（6）当按完仓位号后，没按入或取前，可以按取消键进行取消

该操作。

（7）整个电气控制系统必须设置急