摘 要

自动化立体仓库又称高层货架仓库，指由计算机进行控制，不需要人工直接操作就能实现货物的出库、入库的仓储系统。物流行业日益发达的今天，自动化立体仓库显得尤为重要，可以说自动化立体仓库技术的好坏是决定物流的快慢的一个重要因素。

自动化立体仓库发展到今天，对其控制水平的要求越来越高，并且要求其向智能化发展着，立体仓库水平的提高，是物流水平提高的充分必要条件。，密集式仓储给人们的生活带来了更加快捷方便的自动化生活方式。

“建库就建立体仓库”已经成为了目前建库的基本要求。

PLC又称可编程逻辑控制器，是在工业背景下产生的数字式运算操作电子系统控制器，具有逻辑运算功能，可以根据给定的数字输出相应的模拟量从而控制电机的输出。也可以通过反馈系统的模拟量反馈，输出相应的数字量反馈到上位机。

本系统通过模块化编程，完成对X、Y、Z三轴电机的控制，并实现自动出库、入库的要求。并制作出了HMI显示屏。

关键字：立体仓库、PLC、工业自动化

Abstract

Automated three-dimensional warehouse, arefers to the computer control, can be achieved without the need for direct manual operation of the goods out of storage, storage storage system. Today, with the development of the logistics industry, automated three-dimensional warehouses are particularly important. It can be said that the quality of automated warehouse technology is an important factor in determining the speed of logistics.

Since the development of automated three-dimensional warehouses, today, the requirements for its level of control have become higher and higher, and it is required to be developed toward intelligence. The increase in the level of three-dimensional warehouses is a necessary and sufficient condition for the improvement of logistics levels.

“Building a warehouse to establish a physical warehouse” has become the basic requirement for building a database.

PLC, also known as programmable logic controller, is a digital computing operating electronic system controller that is produced in an industrial context. In addition to basic logic operations, PLC also has functions such as sequential control, timing, counting, and arithmetic operations. At the same time, it also has digital and analog input and output functions, according to the given digital output corresponding analog to control the motor output. Can also feedback the analog feedback of the system, output the corresponding digital quantity feedback to the upper computer.

The system through the modular programming, complete control of the X, Y, Z three-axis motor, and to achieve the requirements of automatic library, storage. And made the HMI display.

Keywords: Stereo warehouse, PLC, Industrial automation

摘要 III

Abstract IV

第1章 绪论 1

1.1自动化立体仓库简介（AS/RS） 1

1.2自动化立体仓库国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 3

第2章 自动化立体仓库总体设计 4

2.1机械硬件设备 4

2.1.1货架 4

2.1.2 托盘 4

2.1.3搬运设备 4

2.2电气硬件设备 5

2.2.1测检元件 5

2.2.2安全保护设备 6

2.2.3监控设备 6

2.3堆垛机工作流程分析 6

第3章 自动化立体仓库系统设计 8

3.1PLC控制技术 8

3.1.1PLC概况 8

3.1.2PLC选型 9

3.2堆垛机的位置控制 12

3.2.1认址方式选择 12

3.2.2限位开关 13

第4章 PLC程序设计 14

4.1PLC硬件组成 14

4.2PLC工作方式 14

4.3PLC的编程软件 15

4.4编程语言 15

4.5PLC程序设计 16

4.5.1PLC接线图 16

4.5.2PLC程序 17

4.5.3 PLC调试及IRAI通讯 19

第5章 总结与展望 25

5.1总结 25

5.2展望 25

参考文献 26

致谢 28

附录 29

第1章 绪论

1.1自动化立体仓库简介（AS/RS）

自动化立体仓库又称立体仓库、高层货架仓库、自动仓储系统，是指由计算机进行控制，不需要人工直接操作出入库、自动进出及操作控制系统条码扫描识别系统及各种检测传感器元件等各种操作。其采用了自动化控制技术和计算机控制技术，实现操作自动化、搬运机械化、控制智能化。

随着网购的发展，自动化立体仓库技术的好坏成为了决定物流的快慢的一个重要因素。得益于自动化立体仓库的发展，仓储行业劳动密集，效率低下的问题得到了解决。同时，立体仓库的出现也在一定程度上解决了城市用地难，大型仓库难以建设的问题，密集式仓储给人们的生活带来了更加快捷方便的自动化生活方式。

自动化立体仓库的空间利用率极高，比普通仓库高出100%-400%。根据国际自动化仓库协会资料显示，自动化立体仓库的占地面积比普通仓库少83%，工作人员数量比普通仓库少78.1%，吞吐成本比普通仓库少44.3%，总投资比普通仓库少36.7%。不同于传统仓库的“静态存储”，自动化立体仓库是“动态存储”。不同于“静态存储”的单纯的保存货物的功能。自动化立体仓库的信息化使得自动化立体仓库具有了能够根据仓库的情况存取货物的特点以及可以将仓库内的货物与仓库外的生产环节结合在一起的特点，可谓是一种综合性的存储。形成一个与外界实时连接的自动化物流系统。现今困扰着大型企业的一大问题，就是如何降低库存积压和生产需要的实时需要。自动化立体仓库的信息的直观性，大大方便了决策者进行决策。同时，自动化仓库的计算机管理功能还能有效地利用仓库的信息化功能进行清点和盘库，加快资金的周转，有利于减少损耗，缩短周转期，降低成本。

自动化立体仓库按建筑形式可以分为以下两类：

整体式：整体式就是货架是建筑物的支撑部分。货架在肩负着对整个建筑物进行支撑的职责的同时，还发挥着存储货物的作用。

分离式：分离式则是货架不是建筑物的一部分，仅仅发挥着存储货物的组作用。

按货架形式可以分为以下三类：

单元货架式：单元货架式以货格为一个单位，进行货物的存储。

活动货架式：活动式货架一种新型，灵活的货架形式。活动式货往往装有电机或者受自动控制小车驱动，可以在仓库内自由移动。

拣选货架式：拣选式货架有人工分拣和自动分拣两种形式，现常采用自动分拣。

按控制方式可以分为以下三类：

半自动控制：半自动控制是指整个仓库活动作业用计算机控制，而一部分的搬运和存储作业由人工完成的作业形式。

自动控制：自动控制是指全部作业都由控制系统完成，不需要人工控制的形式。

遥控：遥控是监控人员通过一个装有全部作业设备的控制设备的控制室对整个仓库进行控制作业的形式。

按所起的作用可以分一下两类：

生产式仓库：生产式仓库是用于保证各生产工序的成产节，协调各生产车间而建立的仓库。

流通性仓库：流通性仓库是为了沟通产方和用户之间的供需而建立起来的服务性仓库。

自动化立体仓库主要由以下四个部分组成：

货物存取装置和系统

货架

运输装置和系统

控制装置和系统

1.2自动化立体仓库国内外研究现状

随着网络购物的不同发展，对物流技术的要求越来越高。于是，智能自动化立体仓库的研究在分段输送和定先输送方面的应用范围越来越广。同时它还有着高度的柔性和超高的效率，能够解决工业搬运的各种难题。并且，目前，在技术上，自动化立体仓库正向着系统化、无人化、智能化发展。在管理上，自动化立体仓库正向着网络化、无人化发展。

1.2.1国外研究现状

1959年，美国研研究内容包括使用射频通信技术来实现立体仓库中信息的通信，使用条形码技术来和扫描技术以实现出库和入库的智能信息化，使用数据库技术进行仓库内部的存储，使用算法优化来实现出入库路径的最短化。除此之外还有，仓库的静态分析和动态仿真，以及优化算法对仓库的运行管理效率的帮助。究出了世界上第一个自动化立体仓库，之后，其他国家迅速认识到了自动化立体仓库在仓库行业的革命性，纷纷开始了自动化立体仓库的研究。 现如今，国外的学者和研究机构正致力于对智能自动化立体仓库进行研究，

1.2.2国内研究现状

1963年我国实现了我国堆垛机的从无到有的过程，并于1973年开始跨入自动化立体仓库研究领域，更是在1983年实现了自动化立体仓库的生产投入。到如今，自动化立体仓库的覆盖率极大。截止到2015年，我国自动化立体仓库的数量达到4000余座，仓库利用率达到96%-98%.仓库的货位规模由原来的百级、千级进化到了现在的十万级、百万级。但同时，我国的自动化立体仓库也还存在着效率低、更新换代慢、优势不突出等问题。

国内自动化立体仓库的研究方向如下:

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