板料存储设备控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明是提供一种板料存储设备控制系统，包括上位机、PLC、触摸屏、伺服控制器、变频器、检测开关、伺服电机。其特征是上位机作为远程监控管理终端，与PLC采用RS485通讯进行数据交换：PLC作为核心处理单元，采集控制按钮、检测开关、称重检测信号后，通过PLC逻辑处理，然后控制变频器和伺服控制器执行运动控制，同时将其接收的数据传输到上位机进行管理。变频器对料车的驱动电机1和升降台的驱动电机2进行变频调速，以最优的方式，提高设备的工作效率。伺服控制器对驱动平移臂的两个伺服电机1和伺服电机2进行控制、准确点位。通过该技术方案能够实现送取料车的前进后退、升降台的上升下降、平移臂的左右位置定位及其自动认址与自动修改料存记录，而且还能实现本地操作和上位机远程监控的全自动化控制过程。
【专利说明】板料存储设备控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种板料存储设备控制系统，属于物流立体仓储设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]板料存储设备是用于金属、非金属板材或型材等重物品存储。目前板料存储大部分采用地面板材架存放，占地面积大，存储不便，同时搬运采用人工方式，存在工作效率低，人工消耗大，甚至产生安全事故。随着数字化、自动化、智能控制技术的发展，板料存储设备是一种板料存储的较好方式，被不断的广泛应用。但现有的板料存储设备没有实现真正自动化，智能化控制。一般采用电气元器件的硬件直接连接或单片机控制，存在线路故障率高，抗干扰能力差，控制精度低，安全性差等问题，无法实现可视化操作及其远程实时监控。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种板料存储设备控制系统，将上位机、触摸屏、PLC、伺服、变频控制综合运用到一起，提高板料存储设备的自动化控制效果，实现对板料的自动称重、自动修改库存记录、自动送料和取料，以及对存储设备的运行情况进行实时监控和远程控制。
[0004]本发明是通过下述方案实现:板料存储设备控制系统包括上位机、PLC、触摸屏、伺服控制器、变频器、检测开关、伺服电机。其特征是上位机作为远程监控管理终端，与PLC采用RS485通讯进行数据交换:PLC作为核心处理单元，采集控制按钮、检测开关、称重检测信号后，通过PLC逻辑处理，然后控制变频器和伺服控制器执行运动控制，同时将其接收的数据传输到上位机进行管理。变频器对料车的驱动电机I和升降台的驱动电机2进行变频调速，以最优的方式，提高设备的工作效率。伺服控制器对驱动平移臂的两个伺服电机I和伺服电机2进行控制、准确点位。触摸屏作为操作的人机界面，通过组态画面实现控制和输出显示功能，使系统具有直观、友好的人机交互能力。
[0005]本发明的优点:通过该技术方案能够实现送取料车的前进后退、升降台的上升下降、平移臂的左右位置定位及其自动认址与自动修改料存记录，而且还能实现本地操作和上位机远程监控的全自动化控制过程；与现有技术相比，本控制系统具有集成度高、控制功能强大、自动化程度高、稳定性好、操作简单、人机界面友好、抗干扰能力强、实时监控性能好、自动统计库存记录，方便人员对库存的有效管理等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本发明控制系统的结构示意图。
[0007]图2是本发明系统送料流程图。
[0008]图3是本发明系统取料流程图。
【具体实施方式】
[0009]该系统包括上位机、PLC、输入输出模块、触摸屏、控制按钮、检测开关、称重检测模块、伺服控制器1、伺服控制器2、变频器1、变频器2、伺服电机1、伺服电机2、驱动电机1、驱动电机2。
[0010]上位机作为远程监控管理终端，具有RS232接口，PLC具有RS485接口，上位机与PLC通过RS232/RS485转换器连接，进行数据交换。同时通过设计开发的监控软件安装于上位机中，实现对板料存储设备的指定层数设置，送料及取料，数据记录、存储、更新、查询、打印报表等功能进行控制盒管理。
[0011]PLC作为核心处理单元，与外围接触屏、检测开关、称重检测模块、控制按钮、伺服控制器、变频器等进行连接。PLC采用RS485与触摸屏通讯。同时扩展了数字量输入输出模块和模拟量输入模块，以满足点数的要求，PLC通过背板总线与输入输出模块连接，采集检测开关、按钮、重量信号等外部数据进行处理。PLC通过自带的高速脉冲输出驱动伺服控制器，来控制伺服电机I和伺服电机2运动，同时通过PLC的输入输出触点对变频器进行有效监视及控制。系统的自动修改库存记录可以通过PLC断电后保存的存储区数据实现，以达到不需要人工盘库的目的。
[0012]触摸屏作为本地控制人机交互界面，采用直流24V供电。通过组态软件画面形成了自动操作、手动操作、维护操作，联机操作等多个画面，同时具有保护、故障报警指示等功能。在自动操作屏中具有送料和取料切换、目标层设定，当前料重显示，左侧和右侧料区当前存储料状态显示，运行及故障状态指示功能；手动操作屏中具有料车前进、料车后退、升降台上升、升降台下降、平移臂左移、平移臂右移，及其运动状态显示功能；维护操作屏具有料车点动前进、后退，升降台点动上升、下降，平移臂点动左移、右移，伺服报警复位，伺服抱闸开、关，料车速度切换，升降台速度切换等功能；联机操作屏，本地和远程上位机切换，联机状态，故障状态显示功能。良好的人机交互使系统操作更加简单、快捷。
[0013]伺服控制对平移臂的两个伺服电机进行控制盒定位，平移臂的两侧分别由伺服电机I和伺服电机2控制。伺服控制器一方连接PLC。另一方连接伺服电机。具有位置和速度两种控制方式，是两台伺服电机同步运动，提高平移臂的控制精度。
[0014]变频器I是对料车的驱动电机I控制，变频器2是对升降台的驱动电机2的控制，通过变频器调整运动速度。变频器与PLC之间采用硬件连接方式，实现料车高速和低速，升降台高速、中速、低速的控制，减少了存取料的时间，提高设备工作效率。
[0015]在系统中的称重检测，用于对设备存取料的整体重量测量。采用四个相同的传感器作为压力检测，将传感器安装在料车上，在送料之前进行压力检测，并将信号转为4-20mA的压力模拟信号，输入到PLC进行处理，利用软件判断是否超过了系统的预设值，保证了每个存放料区的最大承受能力，提高了系统的安全可靠性。
[0016]同时系统具有多个检测开关，包括认址检测开关、微升高度检测、微降高度检测、料车初始位置、前进终点位置、升降台初始位置、顶点位置、平移臂初始位置，左右两个终点位置开关，完成位置检测判断。
[0017]系统操作流程:
将板料放置料车上，称重传感器检测料板未超出规定重量后，有本地触摸屏或远程上位机发出需存储料板位置的指令，传感器检测需存储位置无料后，启动送料指令，PLC程序处理后，变频器I控制料车的驱动电机I运动，料车到达指定位置后停止，变频器2控制升降台的驱动电机2运动带动料板上升，到达指定层后停止，由伺服控制器I驱动伺服电机1、伺服控制器2驱动伺服电机2运动，由两者同时控制平移臂使料板向左侧或向右侧运动，到达指定位置后退回，完成整个送料过程。取料过程与送料过程相反。
[0018]送料流程:满足选择按钮调到自动状态，无故障，料车在零点，升降台在零点，料车有料物，不超重，目标层无料等前提下，先正确在目标层设定区输入指定料层，目标层设定用于操作员对目标地址的设置，有效范围在101-120,201-220。规定设备料区I区有效范围在101-120，这些数字代表I区I层到I区20层，201-220这些数字代表2区各层。如不在该范围，将显示错误，直到输入正确为止。再按触摸屏“送料”按钮，这时屏中送料指示灯亮，并且按下“送料准备好”按钮，再按面板的“自动启动”按钮后设备开始自动送料。送料动作流程如附图2所示。
[0019]取料流程:满足选择按钮调到自动状态，无故障，料车在零点，升降台在零点，料车无料和目标层有料条件下，先设定目标层输入指定料层，再按触摸屏“取料”按钮，这是屏幕中取料指示灯亮，并按下“取料准备好”按钮，指示灯为绿色后，再按面板的自动启动按钮后设备开始自动取料。取料动作流程如附图3所示。
【权利要求】
1.板料存储设备控制系统，其特征在于:包括上位机、PLC、与PLC连接的输入输出模块、触摸屏、控制按钮、检测开关、称重检测模块、伺服控制器、变频器、伺服电机和驱动电机，其中上位机作为远程监控管理终端，与PLC采用RS485通讯进行数据交换；PLC作为核心处理单元，将采集到的控制按钮、检测开关、称重检测模块的信号通过输入输出模块送入PLC进行逻辑处理，然后控制变频器和伺服控制器使伺服电机及驱动电机执行运动控制，同时将其接收的数据传输到上位机进行管理；伺服控制器对驱动平移臂的两个伺服电机I和伺服电机2进行控制、准确点位；变频器对料车的驱动电机I和升降台的驱动电机2进行变频调速；触摸屏作为操作的人机界面，通过组态画面实现控制和输出显示功能。
【文档编号】G05B19/05GK104181858SQ201410465717
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】李文强, 赵璐, 王芳, 陈树林 申请人:沈阳飞机工业（集团）有限公司