CN102502146B - 一种低成本的自动立体仓库控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种低成本的自动立体仓库控制系统，包括上位机、PLC（可编程逻辑处理器）、电机以及若干传感器，所述电机包括连接到齿轮箱上的单绕组电机和双绕组电机，所述电机由电机驱动电路板驱动，PLC根据上位机所发出的控制命令以及传感器的输入信号进行判断并输出控制信号，所述控制信号通过控制电机驱动电路板，从而控制电机的正反转和双速切换。本发明所提供的自动立体仓库控制系统，用于要求较简单的小型自动化立体仓库，以低成本电路替代传统的变频器，大大降低了成本，实现该种小型自动化仓库对电机正反转和双速控制的功能要求。

Description

一种低成本的自动立体仓库控制系统
技术领域
本发明涉及一种自动立体仓库控制系统，具体是一种可不用变频器以降低成本，但不牺牲运行性能的自动立体仓库控制系统。
背景技术
自动化立体仓库一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。
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, 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。与厂级计算机管理信息系统联网以及与生产线紧密相连的自动化立体仓库更是当今CIMS(计算机集成制造系统)及FMS(柔性制造系统)必不可少的关键环节。
笔者在参与该类项目的研制过程中和对现有技术文献检索发现，当前基本的自动化立体仓库大多数由上位机，PLC（可编程逻辑处理器），传感器，变频器，电机构成。在该系统中变频器的用处是使得电机可以无级调速，降低电能的损耗。但是对于要求较简单的小型自动化立体仓库，如用于航空器件存储的小型自动化立体仓库，电机不需要无级调速，只需要以恒定速度正反转或是在两个速度之间切换。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提出一种低成本的自动立体仓库控制系统，用于要求较简单的小型自动化立体仓库，以低成本电路替代传统的变频器，大大降低了成本，实现该种小型自动化仓库对电机正反转和双速控制的功能要求。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种低成本的自动立体仓库控制系统，包括上位机、PLC、电机以及若干传感器，所述电机包括连接到齿轮箱上的单绕组电机和双绕组电机，所述电机由电机驱动电路板驱动，PLC根据上位机所发出的控制命令以及传感器的输入信号进行判断并输出控制信号，所述控制信号通过控制电机驱动电路板，从而控制电机的正反转和双速切换。
所述单绕组电机包括开门电机、出入库电机、平移电机，所述双绕组电机包括升降电机。
所述电机驱动电路板上用于驱动每个电机的电路上均设置有制动继电器模块和正反转继电器模块，通过PLC输出的控制信号分别控制电机在停止时切断电源以及用于交换电机的输入两相以使得电机正反转；在驱动升降电机的电路上，位于正反转继电器模块后还设置有双速切换继电器模块，通过PLC输出的控制信号切换电机的两个绕组以使电机改变速度。
所述电机驱动电路板上，在正反转继电器模块后还设置有一制动器，制动器电源由电机的输入电源引出，用于保证电机的轴端在失电时能马上被所述制动器擎住。
所述PLC与上位机之间通过RS232、RS485、RS422、USB或者网络接口传递信息。
所述控制系统包括自动控制方式和手动控制方式。
本发明技术方案所带来的有益效果如下：
与现有技术相比，本发明将驱动齿轮箱的电机、驱动电机的电机驱动电路板来代替通常所用的变频器、电机。由于此电机驱动电路板制作简单、成本低，用于驱动电机的正反转和在两个速度之间切换。驱动齿轮箱的电机是在交流异步电机的负载端加上齿轮箱以达到低转速、高转矩的目的。因此，在较简单的小型自动化立体仓库的控制系统中，电机驱动这一模块能够大大降低成本，但又能满足电机正反转和双速控制的功能。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图；
图2为本发明电机驱动电路板的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本发明所公开的自动立体仓库控制系统主要由一台作为上位机的触摸屏、一个PLC、电机驱动电路板、一台双绕组电机、三台单绕组电机、齿轮箱及若干传感器组成。PLC为核心控制部件，调度整个系统的运行。用户指令由触摸屏通过RS232串口向PLC发出。PLC接受指令后，通过对传感器输入的信号和用户输入的信号进行判断输出，PLC输出口接到电机驱动电路板，输出信号控制电机驱动板上的继电器的状态。由此继电器在电机的输入电路中控制电机的正反转和双速切换。用户通过上位机触摸屏对整个系统进行操作，包括自动运行控制方式和手动运行控制方式。自动运行控制分为初始化，取货，存货三个步骤。
图2所示为该自动化立体仓库的电机驱动电路板的电路原理框图。三相电源的A相直接连接至电机。B相和C相经过各继电器模块连接至电机。制动继电器模块是用于在电机停止时给电机切断电源。正反转继电器模块是用于交换电机的输入两相以使得电机正反转。双速切换继电器模块是用于切换接通电源的电机绕组以使得电机改变速度。单绕组的开门电机，出入库电机和平移电机是交流异步电机，电机工作制的选择可由工作环境决定。升降电机是双绕组双速电机，因为升降电机拖动载货板在向目标货层移动时，是先快速后慢速的过程。所有继电器模块的控制信号由PLC的输出脚控制。而对于电机前端所接的齿轮箱的选择是由电机的运转速度来确定的。电机的制动器的电源直接由电机的输入电源引出，这可保证电机的轴端在失电时能马上被制动器擎住，保证系统的安全。
本实施例的自动化立体仓库的货物存取过程包括如下步骤：
第一步，对系统进行初始化。平移电机拖动载货板回到过道中间位置。升降电机将载货板拖动到最下层，速度先快后慢。出入库电机拖动收回送货长条。开门电机将库门关上。
第二步，用户通过上位机触摸屏选择目标储货格，再选择存取动作并确定。
第三步，开门电机，出入库电机，平移电机，升降电机按照自动存取的步骤进行动作，完成客户要求。
本自动化立体仓库操作简单、精确定位，配有故障报警、手动操作，实时监视等功能。并且用户自定义仓库格名称，自由添加无线发射器，进行无线远程操作。和传统的自动化立体仓库相比，省去了变频器，以本电机驱动电路板替代。大大降低了成本，但又不失电机正反转和双速控制的功能。

Claims (3)

1.一种低成本的自动立体仓库控制系统，包括上位机、PLC、电机以及若干传感器，其特征在于，所述电机包括连接到齿轮箱上的单绕组电机和双绕组电机，所述电机由电机驱动电路板驱动，PLC根据上位机所发出的控制命令以及传感器的输入信号进行判断并输出控制信号，所述控制信号通过控制电机驱动电路板，从而控制电机的正反转和双速切换；
所述单绕组电机由开门电机、出入库电机、平移电机组成，所述双绕组电机为升降电机；
所述电机驱动电路板上用于驱动每个电机的电路上均设置有制动继电器模块和正反转继电器模块，通过PLC输出的控制信号分别控制单绕组电机和双绕组电机在停止时切断电源以及用于交换电机的输入两相以使得电机正反转；在驱动升降电机的电路上，位于正反转继电器模块后还设置有双速切换继电器模块，通过PLC输出的控制信号切换电机的两个绕组以使电机改变速度；
所述控制系统的控制方式包括自动控制方式和手动控制方式。
2.根据权利要求1所述的低成本的自动立体仓库控制系统，其特征在于，所述电机驱动电路板上，在正反转继电器模块后还设置有一制动器，制动器电源由电机的输入电源引出，用于保证电机的轴端在失电时能马上被所述制动器擎住。
3.根据权利要求1所述的低成本的自动立体仓库控制系统，其特征在于，所述PLC与上位机之间通过RS232、RS485、RS422、USB或者网络接口传递信息。
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