一种基于PLC的仓库智能计数在线检测系统的制作方法

本实用新型属于仓库智能管理技术领域，尤其涉及一种基于PLC的仓库智能计数在线检测系统。

背景技术：

自动仓储的发展，在仓储业中迅速得到广泛应用，自动仓储有着很广阔的前景。仓库内货物的准确计数对仓库货物储存和销售很重要。近几年来，仓库系统在不断的发展，对货物的储存环境，堆放形成了一定的标准。但是，对于仓库货物的计数方面还是人工计数，这就造成了受人的经验、视觉疲劳、责任心等因素的影响造成的计数错误，在货物出库时造成数量错误，使得现有的实际货物数量和记录的数量对不上，造成巨大的经济损失。

基于此，本实用新型提出一种基于PLC的仓库智能计数在线检测系统，用于对仓库存放货物进行在线实时监测，使仓管人员实时了解仓库内货物的存放情况，防止因货物频繁流动导致数据掌握不准确，造成货物漏进或多进而产生的经济损失。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于PLC的仓库智能计数在线检测系统。

本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种基于PLC的仓库智能计数在线检测系统，包括立体框架、传动机构、滑动机构、驱动机构以及PLC控制系统；所述PLC控制系统的输出端与所述驱动机构的输入端连接，所述驱动机构的输出端与所述传动机构连接；所述传动机构跨设在所述立体框架顶部的相对两侧，所述滑动机构跨设在所述立体框架顶部的另一相对两侧，且所述滑动机构与所述传动机构相接触，在接触摩擦力的作用下滑动机构进行往复滑动；在所述滑动机构上并排设置有多个测距检测模块，且测距检测模块与货物存放位置相对应；所述测距检测模块与所述PLC控制系统的输入端连接；

在所述PLC控制系统的控制下，驱动机构带动传动机构动作，从而带动滑动机构在所述立体框架的顶部作往复运动，所述测距检测模块检测立体框架内部对应存放位置的货物高度，并传输至所述PLC控制系统进行处理，根据每个货物的高度得到货物存放的数量。

进一步的，所述传动机构为皮带轮传动装置，所述皮带轮传动装置包括皮带轮本体和皮带，所述皮带连接在所述皮带轮本体的外周面上，所述皮带轮本体的中心轴与所述驱动机构的输出端连接，所述皮带与所述滑动机构相接触；所述皮带轮本体设置在所述立体框架顶部的相对两侧。

进一步的，所述滑动机构包括导轨、滑块以及连接杆；在所述立体框架顶部相对两侧的横梁上分别对称设置有所述导轨；在导轨上分别滑动连接有所述滑块；所述滑块与滑块之间通过连接杆连接；在所述连接杆的上表面并排设置有多个测距检测模块，所述连接杆的下表面与所述传动机构相接触。

进一步的，所述驱动机构为步进电机，所述步进电机通过电机驱动电路与所述PLC控制系统的输出端连接。

进一步的，所述步进电机采用带编码器的步进电机，PLC控制系统发出脉冲信号给电机驱动电路，电机驱动电路为步进电机提供相应的电流使其运行，编码器检测到步进电机运行到需要到达的位置时发出反馈信号给PLC控制系统，PLC控制系统根据反馈信号停止发送脉冲信号，使步进电机停止运行，通过编码器不停的反馈当前位置给PLC控制系统，使PLC控制系统根据反馈值与目标值调整转子转动的角度。

进一步的，所述PLC控制系统包括PLC控制器、单片机最小系统、显示屏、操作按钮以及电源模块；所述PLC控制器分别与所述单片机最小系统、显示屏、操作按钮以及电源模块连接；所述电源模块还分别与所述单片机最小系统、显示屏连接，用于为各电路模块提供电源；所述测距检测模块通过所述单片机最小系统与所述PLC控制器连接；所述PLC控制器的输出端与所述驱动机构的输入端连接。

进一步的，所述操作按钮包括启动按钮、停止按钮和急停按钮。

进一步的，所述PLC控制系统还包括接近开关和中间继电器；所述接近开关通过所述中间继电器与所述PLC控制器连接；所述接近开关和中间继电器均包括多个，每个接近开关对应一个中间继电器；所述接近开关分别设置在滑块的两端。

进一步的，所述单片机最小系统、电源模块、电机驱动电路以及中间继电器均设置在控制柜内；所述操作按钮均设置在所述控制柜的柜门上，所述控制柜的柜门上还设有指示灯，所述指示灯与所述PLC控制器连接。

与现有技术相比，本实用新型所提供的基于PLC的仓库智能计数在线检测系统，包括立体框架、传动机构、滑动机构、驱动机构以及PLC控制系统，通过滑动机构上设置的测距检测模块对货物存放区的货物高度进行检测，并反馈给PLC控制系统，PLC控制系统根据单个货物的高度以及检测的排数即可获得整个货物存放区货物总数以及每排的货物数，而无需人工进行计数，使仓管人员及时准确的了解仓库货物的存储情况，避免了计数错误造成的经济损失，同时也了解仓库哪个部位存在空置位置，方便新进货物的摆放，使仓库管理更加智能和简单；本实用新型通过步进电机驱动传动机构传动，在传动机构与滑动机构之间摩擦力的作用下，带动滑动机构往复运动，从而使测距检测模块一排一排的检测每个位置的货物高度，既达到了仓库所有货物检测的目的，又减少了测距检测模块的使用个数，降低了成本；步进电机为待编码器的步进电机，通过编码器的反馈信号使PLC控制系统控制步进电机的转速，从而控制滑动机构的移动速度；本实用新型的检测系统检测精度高，设备安装方便，维护成本低，造价低，具有很高的实用价值，适于大范围推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种基于PLC的仓库智能计数在线检测系统的结构示意图；

图2是本实用新型PLC控制系统的结构框图；

其中：1-立柱，2-横梁，3-货物的存放区，4-皮带，5-导轨，6-滑块，7-连接杆，8-固定块，9-步进电机，10-测距检测模块，11-控制柜，12-操作按钮，13-指示灯。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型所提供的一种基于PLC的仓库智能计数在线检测系统，包括立体框架、传动机构、滑动机构、驱动机构以及PLC控制系统；立体框架是由多根立柱1和多根横梁2连接构成的方形立体框架，立体框架的中间空腔即为货物的存放区3，货物存放区3的底部设有支撑板，货物存放区3是由支撑板、立柱1和横梁2共同构成，立柱1和横梁2作为支撑架，均采用铝型材材质。

传动机构为皮带轮传动装置，皮带轮传动装置包括皮带轮本体和皮带4，皮带4连接在皮带轮本体的外周面上，皮带轮本体转动设置在立体框架顶部的纵向（或横向）相对两侧，使整个皮带轮传动装置横向（或纵向）跨设在立体框架的顶部。滑动机构包括两根导轨5、两个滑块6以及两根连接杆7；两根导轨5分别对称固定设置在立体框架顶部横向（或纵向）相对两侧的横梁2上（通过两个固定块8固定导轨5两端）；在两根导轨5上分别滑动连接有滑块6；滑块6与滑块6之间通过两根连接杆7连接，且两根连接杆7在同一平面上平行设置（保证测距检测模块10水平安装在连接杆7上）；在两根连接杆7之间的上表面并排设置有多个测距检测模块10，两根连接杆7的下表面与皮带4相接触，在皮带4与连接杆7下表面的摩擦力作用下，带动滑块6沿着导轨5滑动，从而使测距检测模块10检测货物存放区3内的货物高度。皮带轮本体转动设置在立体框架纵向（或横向）相对两侧的中间位置，皮带4与横向（或纵向）相对两侧的导轨5平行（皮带4长度与导轨5相适应），且与连接杆7垂直，使两侧滑块6的牵引力相等，保证两个滑块6同步；采用滑动机构带动测距检测模块10进行货物堆放高度的检测，可以减少测距检测模块10的使用数量，降低成本。导轨5的长度与货物存放区3的长度相适应，以使测距检测模块10从第一排开始检测货物，直到最后一排，避免存在空档区（即测距检测模块10往复运行的路径下方无货物存放），降低了检测效率。

驱动机构采用带编码器的步进电机9，步进电机9的输出端与皮带轮本体的中心轴连接，通过步进电机9为皮带轮本体转动设置提供驱动能，带动其转动，从而带动滑块6沿导轨5往复运动；步进电机9的正转、反转以及转子转动角度均由PLC控制系统控制。

如图2所示，PLC控制系统包括PLC控制器、单片机最小系统、显示屏、操作按钮12以及电源模块；PLC控制器分别与单片机最小系统、显示屏、操作按钮12以及电源模块连接；电源模块还分别与单片机最小系统、显示屏连接，为各电路模块提供电源；测距检测模块10通过单片机最小系统与PLC控制器连接，且每个测距检测模块10对应一个单片机最小系统，实现各测距检测模块10数据采集的同步，且同步传输至PLC控制器进行处理。PLC控制器的输出端通过电机驱动电路与步进电机9的输入端连接，控制步进电机9的动作。显示屏采用触控显示屏，既可以通过显示屏进行参数设置（例如单个货物的高度），又可以显示检测结果，该检测结果包括货物堆放高度、每个位置堆放的货物数量以及仓库内货物的总数量等。操作按钮12包括启动按钮、停止按钮和急停按钮；启动按钮用于控制检测的开始，停止按钮用于控制检测的停止，急停按钮用于在紧急情况下控制检测的停止，启动按钮通过一个第一中间继电器与PLC控制器的输入端连接，使输入至PLC控制器中的启动信号更加稳定。

PLC控制系统还包括接近开关和第二中间继电器；接近开关通过第二中间继电器与PLC控制器连接；接近开关和第二中间继电器均包括多个，每个接近开关对应一个第二中间继电器；接近开关分别设置在每个滑块6的两端，用于检测滑块6在往复运动过程中是否移动到位，当滑块6移动到位（即接近固定块8）时，接近开关通过第二中间继电器将接近信号反馈给PLC控制器，PLC控制器根据接近信号控制步进电机9的停止或者正反转，避免滑动超过限定位置（即超过导轨5的两端的固定块8）。接近开关通过第二中间继电器与PLC控制器的输入端连接，保证了输入信号的稳定。

电源模块的输入端与外部交流电源连接，其输出端通过第三中间继电器和断路器分别与PLC控制器、触控显示屏以及单片机最小系统的电源端连接，为各部分供电，并通过第三中间继电器和断路器实现电源的通断控制。

单片机最小系统、电源模块、电机驱动电路、第一中间继电器、第二中间继电器、第三中间继电器、断路器均设置在控制柜11内；操作按钮12均设置在控制柜11的柜门上，方便操作；控制柜11的柜门上还设有指示灯13，指示灯13与PLC控制器连接；指示灯13分为红色指示灯、绿色指示灯以及黄色指示灯；红色指示灯为故障指示灯，在出现故障时，红色指示灯亮，绿色指示灯为工作指示灯，表示正常运行，黄色指示灯为等待指示灯，当测距检测模块10进行货物高度检测时，是一排一排的进行，当检测一排时，需要等待几秒（3～5S）才检测下一排，黄色指示灯亮表示处于检测等待状态；通过指示灯13使仓管人员掌握本实用新型检测系统的工作状态。触控显示屏可以设置在立体框架的侧面，方便仓管人员设置参数和读取结果；PLC控制器可以设置在靠近触控显示屏一侧的立体框架的底部，方便安装及接线；控制柜11可以设置在与触控显示屏同侧的立体框架上，以便控制柜11、PLC控制器和触控显示屏之间的接线。将部分线路及元件设置在控制柜11内，使整个装置安装方便、操作简单，且美观。

本实用新型的仓库智能计数在线检测系统的工作原理：PLC控制器发出脉冲信号给电机驱动电路，电机驱动电路为带编码器的步进电机9提供相应的电流使其运行，从而带动皮带轮传动装置传动，在摩擦力的作用下，使滑块6沿着导轨5往复运动，从而使测距检测模块10检测立体框架中间空腔内对应存放位置的货物高度，并将该检测信号通过单片机最小系统反馈给PLC控制器，PLC控制器根据单个货物的高度、检测信号以及检测的排数可以获得每个位置堆放的货物个数以及整个仓库存放的货物总数，并在触控显示屏上显示。步进电机9的正转、反转以及转子转动角度均由PLC控制系统控制，当编码器检测到步进电机9运行到需要到达的位置时，将发出反馈信号给PLC控制器，PLC控制器根据反馈信号停止发送脉冲信号，使步进电机9停止运行，通过编码器不停的反馈当前位置给PLC控制器，使PLC控制器根据反馈信号与目标值调整转子转动的角度，从而控制步进电机9的速度以及测距检测模块10的移动距离。

在本实施例中，PLC控制器选用西门子S7-300 PLC控制器；单片机最小系统为51单片机最小系统，其单片机型号为STC89C52RC；触控显示屏采用型号为TPC7062KT的7寸触摸屏；电机驱动电路是以型号为TB6600的步进电机驱动芯片为主的驱动电路；滑块6两端，每端设置一个接近开关，一共设置4个接近开关，对应有4个第二中间继电器；测距检测模块10采用测距传感器，在本实施例中，采用4个测距传感器，测距传感器的数量与每排货物存放位置的数量相等（即每排有4个货物存放位置），即一个测距传感器检测一个存放位置的货物高度。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。