摘 要

在当前的经济新常态背景下，物流作为第三利润源泉，越来越受到企业的关注。且伴随着经济、技术等的发展，物流自动化得到了极大的提升，尤其是自动化立体仓库受到了众多行业的青睐。堆垛机作为自动化立体仓库的核心，承当了极其重要的作用，是企业生产作业效率、经济、安全、可靠的保障。而且在新的形势下，对堆垛机的设计提出了更高的要求。本次设计针对堆垛机的行走和货叉的控制进行展开，对其进行研究探讨。

堆垛机的运行需要考虑的主要是三个方面，分别是安全、高效、可靠。本文首先对堆垛机系统进行详细的分析，确定所需的控制方式、保护措施等，并且通过分析确定了采取S型速度曲线来进行调速，采取激光测距来实现水平方向的认址。然后在经济实用的原则下，完成了PLC、变频器等硬件的选型，并对硬件的线路进行了设计。最后通过比较分析多种编程方法，选择了结构化编程的方法，将堆垛机的功能划分为一个个小的功能，分别设计，从而完成系统的程序编写。

在完成整个堆垛机系统的设计之后，对其经济性和环保性进行分析，并且指出系统中存在的不足之处，展望未来。

关键词：堆垛机；行走；货叉；电气控制；编程

Abstract

In the context of the current economy,Logistics, as the third profit source, is paid more and more attention by enterprises . And with the development of economic and technical, logistics automation has been greatly improved, especially the automated warehouse. It has been favored by many industries.As the core of the automated warehouse, Stacking machine takes a very important role. It is the guarantee of enterprise operation efficiency, economy, safety and reliability.But also in the new situation, higher requirements on the design of the stacker is put forward. The design of this study is aim at the stacker walking and fork control.

There are three main aspects that need to be considered for the operation of stacker crane,are safe, efficient and reliable.In this paper, the stacker system is analyzed in detail,I determined the required control methods, protection measures and so on.And by analyzing the comparison, I determined to take the S-speed curve to change the speed and take the laser ranging to achieve the horizontal direction of the address.Then, in the light of economic and practical principles,selected the PLC,inverter and other hardware.Then completed the design of the hardware line.Finally,through the comparative of a variety of programming methods, selected the structured programming method, the function of the stacker is divided into small functions,respectively, to complete the preparation process.

After completing the design of the whole system, its economy and environmental protection are analyzed. Finally,I pointed out the deficiencies in the system,in order to look to the future.

Key Words：stacker；walking；fork；electric control；programming

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3研究内容 3

第2章 堆垛机控制系统分析 4

2.1系统组成 4

2.2操作模式 5

2.3作业流程 6

2.4保护措施 7

2.5调速方案 12

2.6寻址方法 15

2.7小结 17

第3章 堆垛机控制系统硬件设计 19

3.1 PLC选型 19

3.2电动机选型 21

3.3变频器选型 21

3.4激光测距仪选型 22

3.5电气原理图设计 22

3.6 PLC数字量I/O口接线设计 25

3.6.1数字量输入接线设计 25

3.6.2数字量输出接线设计 25

3.7小结 25

第4章 行走与货叉控制程序设计 27

4.1程序设计思想 27

4.2指令检查程序设计 28

4.3行走控制程序设计 31

4.4货叉控制程序设计 43

4.5小结 49

第5章 结论 50

5.1总结 50

5.2经济性分析 50

5.3环保性分析 51

5.4展望分析 52

参考文献 53

附录 54

致谢 59

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

最近几年，全球刮起了互联网风，电子商务行业站在风口上，发展迅猛，与之共同得到发展的是物流行业。网上购物、寄包裹已经成为一种潮流，这一系列的变化对物流行业提出了更高效、自动化的要求。物流作为第三利润源泉，是各大企业控制成本，增加利润的重要考虑要素。且在2016年中国步入经济发展新常态，经济发展速度减缓，企业间竞争加大，利润降低，把成本维持在一个合理的水平是所有企业所关心的。除了降低成本之外，高效作业、快速反应市场需求、安全生产也是企业间的重要竞争要素。因此自动化立体仓库的建设得到了众多企业家的青睐，而更多的关注也促使着自动化立体仓库得到更大的发展。

堆垛机作为自动化立体仓库的核心设备，承担着自动化立体仓库的绝大部分工作，其高效率、可靠、稳定工作对自动化立体仓库的运行和管理起着至关重要的作用。堆垛机虽然结构形式存在差异，但大体组成相同^[1]。其需要实现的动作主要有两个，其一是根据指令到指定的目的地取出货物，将货物在相应的出货口放下;或根据指令在取货口叉取货物，将货物放置在指定的货格。由此可见，堆垛机的运行是一系列装置和机构的有序配合。其正常工作需要解决准确、高效、安全三大问题，这三大问题所对应的技术分别是：