基于西门子PLC技术的工厂物流自动控制系统

    系统概述

    物流自动控制系统主要是控制输送系统完成其物料的输送任务。在环绕库房、生产车间和包装车间的场地，距地面4至6米处，设置有由许多皮带输送机、滚轮输送机等组成的一条条输送链，经首尾连接形成连续的空中输送线。在物料的入口处和出口处设有和路径叉口装置、升降机和地面输送线。这样在库房、生产车间和包装车间范围内形成了一个既可顺畅到达各个生产位置同时又是封闭的循环输送线系统。所有生产过程中使用的有关材料、零件、部件和成品的等物料，都须装在贴有条形码的托盘箱里才能进入输送线系统。在生产管理系统发出的生产指令的作用下，装有物料的托盘箱从指定的入口处进入输送系统。
    此时，系统经过扫描托盘箱上的条形码，查寻生产管理系统的生产指令并与之比较，可自动识别判断出该托盘箱需要达到的目的地出口。系统将按照最佳路径，控制启动相应一系列输送链、路径叉口装置和升降机，把该托盘箱自动输送到指定出口。
    因此，物流自动控制系统主要利用PLC控制技术，使系统按照生产指令，通过系统的自动识别功能和输送系统，自动地和柔性地把托盘箱里的生产物料，以最佳的路径、最快的速度，准确地从生产场地的一个位置输送到另一个位置，完成生产物料的时空转移，保证各种产品的生产按需要协调地进行和按需要迅速地变化。保证工厂设备和生产的高效率运行。在这个过程中，最佳路径控制成为物流自动控制系统的技术关键，而系统其他部分则围绕路径控制进行相应工作(见图1 )。
 
   

图1  物流自动控制系统平面图

    物流控制的基本工作原理

    物流自动控制系统以一台西门子公司的PLCS7-300CPU318-2DP为核心，现场工业总线Profibus-DP网络为基础，ET200为主要控制模块，构成的一个分布式控制系统。为了让已进入输送线的托盘箱能够沿着正确的输送路径到达所需的目的地，控制系统在PLC里建立了一个实时数据库管理系统。当某个托盘箱进入物流输送线时，系统立刻在实时数据库系统中为该托盘箱建立一条记录，存放着该托盘箱的有关信息。

    物流自动控制系统的工作过程主要分为以下几个步骤：

    1.生产管理系统中生产指令的产生
    在输送线的各入口处，操作人员按照生产计划，把物料按种类装入不同的托盘箱，再通过手持式条形码激光扫描仪把这些托盘箱的条形码输入到生产管理系统中。生产管理系统对收到的每个托盘箱条形码，依据生产调度计划，立即产生一条该托盘箱的生产指令，并放入到生产指令表格中，以便物流自动控制系统查找。每条生产指令内容由三部分组成：该托盘箱上的条形码代码、该托盘箱在输送线上的入口位置和出口位置。
    2.物流入口处的查询
    当操作人员把准备好的托盘箱放入某入口处的滚轮输送机时，托盘箱会运动到输送机中间位置停下来，此时PLC控制该入口处固定式条形码激光扫描仪，获取该托盘箱的条形码，并依此条形码向上层生产管理系统的生产指令表格查询该托盘箱。根据返回信息，可能会出现两种情况：
    a)该托盘箱在生产指令表格中不存在，或者存在但入口位置不符。说明此托盘箱是非法的，不该进入物流输送系统，PLC会立即控制开启入口处的声光报警器，通知操作人员把此托盘箱从输送机上手工搬走。
    b)该托盘箱在生产指令表格中存在，并且入口位置相符。说明此托盘箱是合法的，系统可接受。一方面PLC控制入口输送机继续转动，让此托盘箱进入物流输送系统；另一方面，PLC为此托盘箱在实时数据库中建立一条记录。条形码写入记录第一部分。PLC根据生产指令中指明的此托盘箱的出口位置和实际输送路径，计算出路径控制码，并把该路径控制码写入记录第二部分。
    

图2 库房平面图                           

图3 生产车间平面图

    3.物流输送的路径控制
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