基于S7-1200與IRB120工業(yè)機(jī)器人的智能倉儲(chǔ)控制系統(tǒng)及組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)摘要隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，智能倉儲(chǔ)是自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)中的一個(gè)重要體現(xiàn)。本設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)主要由西門子S7-1200控制器與IRB120工業(yè)機(jī)器人組成，重點(diǎn)介紹該系統(tǒng)的硬件、PLC程序的編寫和仿真，實(shí)現(xiàn)一個(gè)智能倉儲(chǔ)控制及組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。智能倉儲(chǔ)控制部分主要分為三個(gè)模塊，分別為機(jī)械臂控制、傳送帶控制、碼垛機(jī)控制。利用博途v16軟件完成上位機(jī)和HIM界面的設(shè)計(jì)，在觸摸屏上通過PROFINET通訊實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。監(jiān)控部分利用視覺系統(tǒng)對(duì)機(jī)械手抓取位置進(jìn)行反饋和糾正，使物體能夠被準(zhǔn)確抓取至托盤上，再控制AGV自動(dòng)引導(dǎo)小車對(duì)物體運(yùn)輸，最后碼垛機(jī)將物體存儲(chǔ)到合適的倉位。此外還有報(bào)警復(fù)位功能，防止機(jī)器出現(xiàn)運(yùn)行故障，倉庫管理員也可以在HIM界面上控制機(jī)器人完成貨物出庫。關(guān)鍵詞：智能倉儲(chǔ)；S7-1200控制器；IRB120工業(yè)機(jī)器人；HIM。目錄TOC\o"1-2"\h\u116951.緒論 .緒論研究背景和意義現(xiàn)代化倉儲(chǔ)經(jīng)歷了人工倉儲(chǔ)、機(jī)械化倉儲(chǔ)，很多中小企業(yè)倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)較落后，處理和調(diào)度不夠及時(shí)，導(dǎo)致物流的信息利用率和流通性較差，因此設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)化智能倉儲(chǔ)成為一個(gè)企業(yè)提高工作效率的重要環(huán)節(jié)。國內(nèi)大型物流企業(yè)如中通、圓通、京東等都在研發(fā)智能倉儲(chǔ)，智能物流是我國當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)發(fā)展的方向之一。國內(nèi)需要更好的智能倉儲(chǔ)解決方案，除了基本物資運(yùn)輸功能外，還需要具備檢測物資質(zhì)量以及為物資提供良好的存儲(chǔ)環(huán)境等。智能倉儲(chǔ)使人體勞動(dòng)也逐漸被機(jī)器替代，使產(chǎn)品制造效率提高，對(duì)庫存的快速有效的管理有著重要作用。因此，應(yīng)用PLC技術(shù)建立智能倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，可以有效解決人工倉儲(chǔ)的效率低的問題。PCL技術(shù)的應(yīng)用使倉儲(chǔ)作業(yè)在無人管理情況下對(duì)貨物運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、配送，減少倉儲(chǔ)工作的人力。人工處理大量的物流是十分繁瑣重復(fù)的，且人不能24小時(shí)的工作，而智能倉儲(chǔ)能夠全天工作，有效利用倉儲(chǔ)信息，合理分配任務(wù)和執(zhí)行，優(yōu)化倉儲(chǔ)的流程。因此，研究一個(gè)完整的智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)，對(duì)物流企業(yè)節(jié)約成本和提高效率具有重大的意義。1.2國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀20世紀(jì)七十年代美國率先在物流倉儲(chǔ)領(lǐng)域進(jìn)行自動(dòng)化倉儲(chǔ)控制系統(tǒng)的研究，隨后倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)在物流倉儲(chǔ)行業(yè)得到快速的普及。21世紀(jì)初國外才開始將自動(dòng)化倉儲(chǔ)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等現(xiàn)代制造技術(shù)結(jié)合，使智能倉儲(chǔ)在流水線生產(chǎn)中發(fā)揮了極大的作用。在國外，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)成熟，很多的制造標(biāo)準(zhǔn)都已經(jīng)被世界認(rèn)可。當(dāng)前，我國智能倉儲(chǔ)在“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的帶動(dòng)下迅速發(fā)展，與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，整個(gè)行業(yè)向著運(yùn)行高效、流通快速的方向發(fā)展。從經(jīng)營模式來看，倉儲(chǔ)企業(yè)著力實(shí)現(xiàn)倉庫空間利用率最大化，并向各種類型配送中心發(fā)展。目前我國倉儲(chǔ)的機(jī)械化作業(yè)率為35%左右，倉儲(chǔ)管理信息化達(dá)到50%以上。從信息化水平來看，我國倉儲(chǔ)業(yè)的信息化正在向智能倉儲(chǔ)與互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)展，條形碼、智能標(biāo)簽、無線射頻識(shí)別等識(shí)別標(biāo)識(shí)技術(shù)在一些大型企業(yè)應(yīng)用比例都逐漸提高。中國物流業(yè)的崛起為智能倉儲(chǔ)的發(fā)展奠定了良好的需求環(huán)境，加上制造業(yè)、商貿(mào)流通業(yè)的需求，未來智能倉儲(chǔ)存在巨大的市場需求。1.3方案設(shè)計(jì)與介紹在計(jì)算機(jī)上編寫的PLC程序經(jīng)交換機(jī)下載至S7-1200PLC中，就能在西門子觸摸屏控制IRB120工業(yè)機(jī)器人、碼垛機(jī)、流水線的運(yùn)行方式；入庫時(shí)將工件經(jīng)過檢測流水線檢測，在檢測流水線上有傳感器可以測得貨物重量、形狀等信息；檢測完后將工件經(jīng)傳送帶輸送至裝配流水線，將工件裝配為成型產(chǎn)品后由AGV自動(dòng)引導(dǎo)小車運(yùn)存至立體倉庫，最后經(jīng)碼垛機(jī)分配倉位。出庫時(shí)，在觸摸屏或計(jì)算機(jī)上選擇出庫物體的倉位，碼垛機(jī)打開倉口由AGV小車運(yùn)送出庫。設(shè)計(jì)智能倉儲(chǔ)的主要目的是利用工業(yè)機(jī)器人代替人工準(zhǔn)確快速將貨物存入或取出，并實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)搬運(yùn)，提高工業(yè)的生產(chǎn)效率。主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容是對(duì)S7-1200編程控制IRB120機(jī)器臂模仿人的手對(duì)貨物進(jìn)行抓取，利用視覺系統(tǒng)獲得抓取位置信息，使機(jī)器人能夠準(zhǔn)確將物體抓取，然后將物體通過AGV小車運(yùn)輸。碼垛機(jī)對(duì)物體進(jìn)行自動(dòng)分配倉位，在整個(gè)程中，整個(gè)系統(tǒng)需要有對(duì)貨物的識(shí)別、運(yùn)輸、檢測、包裝、分配倉位等功能。S7-1200在結(jié)合傳感器的監(jiān)控能夠控制工業(yè)機(jī)器人在無人干預(yù)下自動(dòng)處理倉儲(chǔ)任務(wù)，以及調(diào)節(jié)倉儲(chǔ)的環(huán)境和設(shè)備的工作方式，組織倉儲(chǔ)設(shè)備完成作業(yè)。利用無線以及以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)觸摸屏遠(yuǎn)程精確控制，根據(jù)控制系統(tǒng)提供的需求將指定的物體從倉庫中抓出并運(yùn)輸至貨物輸出區(qū)域，或者將物體從貨物輸入?yún)^(qū)運(yùn)輸至倉庫，同時(shí)還要對(duì)機(jī)器人抓取動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。設(shè)計(jì)的步驟如下：步驟一、了解S7-1200驅(qū)動(dòng)控制IRB120工業(yè)機(jī)器人的資料；步驟二、知網(wǎng)查找關(guān)于智能倉儲(chǔ)相關(guān)的設(shè)計(jì)資料；步驟三、思考需要設(shè)計(jì)的功能；步驟四、硬件設(shè)計(jì)；步驟五、軟件設(shè)計(jì)；步驟六、撰寫報(bào)告。PLC和工業(yè)機(jī)器人的介紹2.1PLC的介紹2.1.1PLC的定義和特點(diǎn)PLC就是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的一種可編程邏輯控制器，通常應(yīng)用在工業(yè)中。PLC擁有計(jì)算機(jī)中的時(shí)序、邏輯、模擬等控制模塊，相當(dāng)于一臺(tái)閹割版的電腦主機(jī)。用戶可以通過軟件指令對(duì)PLC設(shè)備實(shí)施編程控制，再由其控制各類的機(jī)械設(shè)備。PLC具有穩(wěn)定性高、通用性強(qiáng)、組態(tài)靈活、編程簡單、功耗低、重量輕便等多種優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于多個(gè)制造行業(yè)，現(xiàn)在的制造企業(yè)幾乎離不開PLC的使用。2.1.2PLC的基本結(jié)構(gòu)S7-1200PLC基本結(jié)構(gòu)由微處理器、HYPERLINK"/item/%E5%82%A8%E5%AD%98%E5%99%A8/10116038"\t"/item/plc%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%BB%93%E6%9E%84/_blank"儲(chǔ)存器、外設(shè)接口電路和電源組成。PLC的處理器它能夠不斷的接收傳感器輸出的信號(hào)，然后將這些信號(hào)轉(zhuǎn)為變量送至HYPERLINK"/item/%E7%94%A8%E6%88%B7%E7%A8%8B%E5%BA%8F"\t"/item/plc%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%BB%93%E6%9E%84/_blank"用戶設(shè)計(jì)的程序中運(yùn)行，最后輸出控制信號(hào)控制其他設(shè)備。PLC的HYPERLINK"/item/%E5%AD%98%E5%82%A8%E5%99%A8"\t"/item/plc%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%BB%93%E6%9E%84/_blank"存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)和用戶兩種類型，分別存放系統(tǒng)程序和用戶程序，一般使用帶電可擦可編程只讀的EEPROM儲(chǔ)存器。PLC的外設(shè)接口電路是將\t"/item/plc%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%BB%93%E6%9E%84/_blank"按鈕、\t"/item/plc%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%BB%93%E6%9E%84/_blank"行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號(hào)輸入CPU；PLC使用的內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電源為PLC的CPU、HYPERLINK"/item/%E5%AD%98%E5%82%A8%E5%99%A8"\t"/item/plc%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%BB%93%E6%9E%84/_blank"存儲(chǔ)器等電路提供5V、12V、24V的工作電壓。PLC的結(jié)構(gòu)如圖2.1所示：電源電源輸入單元用戶輸入部分輸出單元用戶輸出部分外設(shè)接口擴(kuò)展接口存儲(chǔ)器微處理器運(yùn)算器控制器圖2.1PLC結(jié)構(gòu)示意圖2.1.3PLC的工作原理PLC用循環(huán)程序掃描繼電器，只有當(dāng)程序掃描到該繼電器時(shí)繼電器才會(huì)動(dòng)作，而且每次只能執(zhí)行一條指令，即PLC是以串行工作的。普通的繼電器控制裝置是根據(jù)輸入和邏輯控制結(jié)構(gòu)就可以得到輸出，而PLC控制則需要輸入傳送、執(zhí)行程序指令、輸出3個(gè)部分才能完成控制過程。2.2工業(yè)機(jī)器人的介紹2.2.1工業(yè)機(jī)器人的定義和特點(diǎn)工業(yè)機(jī)器人是用于工業(yè)領(lǐng)域的多自由度的機(jī)器裝置，具有一定的自動(dòng)性，可依靠自身的動(dòng)力能源和控制能力實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能。工業(yè)機(jī)器人的組成有機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)。同時(shí)擁有(1)機(jī)器人的易用性;(2)智能化水平高;(3)生產(chǎn)效率及安全性高;(4)易于管理，經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電子、物流、化工等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域之中。UG軟件畫出的機(jī)械手如圖2.2所示：圖2.2機(jī)械手3D模型圖2.2.2工業(yè)機(jī)器人的基本參數(shù)工業(yè)機(jī)器人的基本參數(shù)如表2.1所示。表2.1ABBIRB120工業(yè)機(jī)器人參數(shù)規(guī)格型號(hào)工作范圍有效荷重手臂荷重IRB120-3/0.6580mm3kg（4kg）0.3kg環(huán)境運(yùn)行溫度儲(chǔ)存溫度最高溫度噪音水平+5至+45℃-25至+55℃+70℃最高70dB（A）電氣連接電源電壓變壓器額定功率功耗200-600V，50/60HZ3KVA0.25KW運(yùn)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)工作范圍最大速度軸1旋轉(zhuǎn)+165°~-165°250°/s軸2手臂+120°~-120°320°/s軸3手臂+70°~-90°250°/s軸4手腕+160°~-160°320°/s軸5彎曲+110°~-110°250°/s軸6翻轉(zhuǎn)+400°~-400°420°/s注：IRB120工業(yè)機(jī)器人于2009年被ABB公司推出，是智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成貨物的出庫與入庫動(dòng)作。具有敏捷、體積小、輕量的特點(diǎn)，控制精度與路徑精度比較良好，且能夠被S7-1200驅(qū)動(dòng)控制。2.2.3工業(yè)機(jī)器人的工作原理機(jī)器人的工作原理是一個(gè)復(fù)雜的過程，簡單的說，機(jī)器人的原理就是模仿人的各種肢體動(dòng)作、思維方式和控制決策能力。從控制的角度，機(jī)器人可以通過示教再現(xiàn)、可編程控制、遙控、自主控制著四個(gè)方式達(dá)到這一目標(biāo)。硬件設(shè)計(jì)3.1硬件結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)一共有28個(gè)倉庫位，為防止錯(cuò)誤操作，每個(gè)倉位上都有檢測裝置可以自檢；碼垛機(jī)有前進(jìn)和后退、上和下、左和右三個(gè)自由度，步進(jìn)電機(jī)對(duì)碼垛機(jī)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，并在三個(gè)自由度上都有超限位保護(hù)；PLC輸出一定數(shù)量的方波脈沖控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角，同時(shí)通過編程控制脈沖頻率，既步進(jìn)電機(jī)的速度；工件裝配和檢測流水線對(duì)工件進(jìn)行質(zhì)量檢測和組裝；工業(yè)機(jī)器人能夠?qū)ν斜P中的物體抓取放置在AGV移動(dòng)機(jī)器人上運(yùn)至碼垛機(jī)存儲(chǔ)。監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機(jī)與激光筆組成，激光筆平行安裝在工業(yè)機(jī)器人的手臂上；將待抓取物體放置在攝像區(qū)域，攝像機(jī)采集待抓取物體表面信息，PLC控制器對(duì)采集信息進(jìn)行處理，獲得機(jī)器人抓取的坐標(biāo)。同時(shí)反射的激光光點(diǎn)可以反饋機(jī)器人手臂的位置，即對(duì)機(jī)器人手臂位置的進(jìn)行位置糾正，是機(jī)器人手能夠準(zhǔn)確到達(dá)物體的正上方抓取。計(jì)算機(jī)、碼垛機(jī)、工業(yè)機(jī)器人經(jīng)以太網(wǎng)與主控PLC連接，觸摸屏、工件裝配和檢測流水線通過PROFINET通訊與主控PLC相連，AGV移動(dòng)機(jī)器人通過WIFI無線與工件裝配裝置相連并受主控PLC控制。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖3.1所示：以太網(wǎng)WIFI無線以太網(wǎng)以太網(wǎng)工業(yè)交換機(jī)編程計(jì)算機(jī)1工業(yè)機(jī)器人AGV自動(dòng)小車檢測及流水線以太網(wǎng)WIFI無線以太網(wǎng)以太網(wǎng)工業(yè)交換機(jī)編程計(jì)算機(jī)1工業(yè)機(jī)器人AGV自動(dòng)小車檢測及流水線主控系統(tǒng)S7-1200PLC編程計(jì)算機(jī)2立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)觸摸屏圖3.1總體結(jié)構(gòu)框圖倉儲(chǔ)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)決定整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，考慮到經(jīng)濟(jì)性，首先選擇主控設(shè)備S7-1200，再選擇被控設(shè)備IRB120機(jī)器人，傳感器一般都需要提供5V或者12V的電源。傳送帶的減速電機(jī)需要24V電源。該系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)選用60W的減速電機(jī)為傳送帶提供動(dòng)力。通常情況下，電機(jī)可以直接和驅(qū)動(dòng)器相連使用。本設(shè)計(jì)IRB120機(jī)器人的機(jī)械手由三個(gè)步進(jìn)電機(jī)和連桿構(gòu)成。對(duì)于三軸控制機(jī)械手，要先建立起運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，然后依據(jù)運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。機(jī)器臂采用閉環(huán)控制，需要根據(jù)物體的重量提供多大的抓力，能夠控制機(jī)器手抓力的就是步進(jìn)電機(jī)。而電流是控制步進(jìn)電機(jī)馬力大小的主要因素，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的是電壓，因此對(duì)電機(jī)的電流和電壓閉環(huán)控制則可以控制機(jī)器人，而閉環(huán)控制采用常見的PID調(diào)節(jié)，機(jī)器人的機(jī)械臂作為執(zhí)行器，貨物作為執(zhí)行對(duì)象。PID是比例、積分、微分控制算法，但不需要同時(shí)具備三種，可以是PD或者PI，甚至只有P算法控制。PID控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)框圖如圖3.2所示：圖3.2PID控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)框圖機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)網(wǎng)絡(luò)視圖如圖3.3所示：圖3.3機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)網(wǎng)絡(luò)視圖機(jī)械臂控制框圖如圖3.4所示。S7-1200S7-1200PLC啟停按鍵限位開關(guān)X軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器夾具編程計(jì)算機(jī)觸摸屏Y軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器Z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器氣缸機(jī)器人上位機(jī)系統(tǒng)下位機(jī)系統(tǒng)攝像機(jī)圖3.4機(jī)械臂控制框圖3.2I/O端口分配表PLC控制的I/O口設(shè)置如表3.1、3.2所示，控制系統(tǒng)一共采用了20個(gè)輸入端子和11個(gè)輸出端子。啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手重復(fù)連續(xù)運(yùn)行動(dòng)作；當(dāng)選用手動(dòng)擋工作方式時(shí)，有上升、下降、伸出、縮回、左限位、右限位、夾緊、松開按鈕8個(gè)輸入端子。8個(gè)輸出端子分別控制手臂右轉(zhuǎn)、手臂左轉(zhuǎn)、手爪夾緊、手爪松開、手部下降、手部上升、夾手伸出、夾手縮回。根據(jù)PLC控制的輸入和輸出接口的地址分配，對(duì)其進(jìn)行接線。表3.1系統(tǒng)輸入地址分配表名稱電氣符號(hào)地址名稱電氣符號(hào)地址啟動(dòng)按鈕SB1I0.0抓取釋放按鈕SB11I1.2急停按鈕SB2I0.1升降上限限位SQ1I1.3復(fù)位按鈕SB3I0.2升降下限限位SQ2I1.4單步按鈕SB4I0.3伸縮伸長限位SQ3I1.5單周期按鈕SB5I0.4伸縮縮短限位SQ4I1.6循環(huán)按鈕SB6I0.5手臂左旋限位SQ5I1.7升降選擇按鈕SB7I0.6手臂右旋限位SQ6I2.0伸縮選擇按鈕SB8I0.7手腕左旋限位SQ7I2.1手臂左右旋轉(zhuǎn)按鈕SB9I1.0手腕右旋限位SQ8I2.2手腕左右旋轉(zhuǎn)按鈕SB10I1.1工件到位檢測SQ9I2.3表3.2系統(tǒng)輸出地址分配表名稱電氣符號(hào)地址名稱電氣符號(hào)地址啟動(dòng)指示燈HL1Q0.0停止指示燈HL1Q0.6急停指示燈HL1Q0.1升降電機(jī)正反轉(zhuǎn)KM1~KM2Q0.7~Q1.0復(fù)位指示燈HL1Q0.2伸縮電機(jī)正反轉(zhuǎn)KM1~KM2Q1.1~Q1.2單步指示燈HL1Q0.3手臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)KM1~KM2Q1.3~Q1.4單周期指示燈HL1Q0.4手腕旋轉(zhuǎn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)KM1~KM2Q1.5~Q1.6循環(huán)指示燈HL1Q0.53.3系統(tǒng)布局系統(tǒng)布局圖如圖3.5所示。碼垛機(jī)控制的立體倉庫碼垛機(jī)控制的立體倉庫IRB120機(jī)器人AGV小車裝配與檢測平臺(tái)生產(chǎn)線1生產(chǎn)線2生產(chǎn)線3觸摸屏操作臺(tái)S7-1200PC機(jī)攝像機(jī)圖3.5智能倉儲(chǔ)的控制系統(tǒng)布局4.軟件設(shè)計(jì)4.1博圖v15軟件使用在主界面中點(diǎn)擊“創(chuàng)建新項(xiàng)目”，并輸入項(xiàng)目名稱、保存路徑和作者等信息，然后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”即可生成新項(xiàng)目。如圖4.1.1所示：圖4.1.1二、添加新設(shè)備，選擇合適的“控制器”型號(hào)，如圖4.1.2所示圖4.1.2三、選擇變量，如圖4.1.3所示：圖4.1.3四、添加觸摸屏“HMI”，并對(duì)觸摸屏界面設(shè)計(jì)，如圖4.1.4所示：圖4.1.4五、選擇計(jì)算機(jī)系統(tǒng)“PCSystems”，如圖4.1.5所示：圖4.1.5六、設(shè)計(jì)梯形程序，并下載仿真，如圖4.1.6所示：

圖HIM界面設(shè)計(jì)4.2.1操作界面如圖4.2.1所示：圖.2碼垛機(jī)控制界面如圖4.2.2所示：圖.3機(jī)器人控制界面如圖4.2.3所示：圖.4流水線管理界面如圖4.2.4所示：圖.5倉庫管理界面如圖4.2.5所示：圖.6托盤數(shù)據(jù)顯示界面如圖4.2.6所示：圖PLC程序設(shè)計(jì)4.3.1主程序設(shè)計(jì)如圖4.3.1所示：碼垛機(jī)與倉庫控制碼垛機(jī)與倉庫控制系統(tǒng)復(fù)位通訊塊和流水線塊調(diào)用根據(jù)啟動(dòng)信號(hào)，輸出運(yùn)行標(biāo)志位對(duì)相機(jī)數(shù)據(jù)處理選擇碼放模式機(jī)器人數(shù)據(jù)處理步進(jìn)電機(jī)控制圖4.3.1主程序設(shè)計(jì)流程圖4.3.2分揀程序設(shè)計(jì)如圖4.3.2所示：啟動(dòng)啟動(dòng)機(jī)械臂位置復(fù)位機(jī)械臂移動(dòng)到目標(biāo)上方位置夾起托盤上的目標(biāo)移動(dòng)到AGV上方放下目標(biāo)至AGV打開激光筆和攝像機(jī)結(jié)束AGV自動(dòng)引導(dǎo)小車將目標(biāo)運(yùn)至碼垛機(jī)碼垛機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行倉位分配NYNN激光光點(diǎn)位置是否在攝像機(jī)中心位置？機(jī)械臂控制程序Y圖4.3.2分揀程序設(shè)計(jì)流程圖4.3.3機(jī)械臂控制程序設(shè)計(jì)如圖4.3.3所示：開始系統(tǒng)初始化，X0開始系統(tǒng)初始化，X0為機(jī)械手原點(diǎn)，X1為物體抓取位置，X2為物體放置位置，△X為距離差，以此類推△X=X1-X0△Y=Y1-Y0△Z=Z1-Z0△X=X2-X1△Y=Y2-Y1△Z=Z2-Z1抓取目標(biāo)△X是否為零值？Y是否為零值？Z是否為零值？獲取上位機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)束顯示完成PID調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)△X是否為零值？△Y是否為零值？△Z是否為零值？放下目標(biāo)PID調(diào)節(jié)圖4.3.3機(jī)械臂控制程序設(shè)計(jì)流程圖結(jié)論P(yáng)LC是工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中常用的一種電子設(shè)備，因其性能優(yōu)越的控制系統(tǒng)可以提高機(jī)械手的作業(yè)效率。近些年來自動(dòng)化成為了今年來一項(xiàng)熱門的專業(yè)，并得到了國家的大力支持。基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)也成為自動(dòng)化工業(yè)中不可缺少的部分，在未來對(duì)其逐步完善和優(yōu)化使其符合生產(chǎn)所需，推動(dòng)工業(yè)發(fā)展發(fā)揮關(guān)鍵性作用。主要對(duì)機(jī)械手的控制原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，除了對(duì)機(jī)械手的控制電路的設(shè)計(jì)外，還考慮到I/O口分配，功能需求等。此次設(shè)計(jì)的主要成果是設(shè)計(jì)了一個(gè)智能倉儲(chǔ)控制和監(jiān)控系統(tǒng)，是利用PLC可編程控制功能的強(qiáng)大來實(shí)現(xiàn)對(duì)倉儲(chǔ)進(jìn)行控制，該控制有操作簡單、編程直觀、容易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)需要增添功能時(shí)，只需要對(duì)S7-1200的程序進(jìn)行更改和安裝被控器件就可以了。智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)能優(yōu)化貨物管理任務(wù)，將簡單繁瑣分揀任務(wù)迅速的完成，節(jié)約人工管理成本，使貨物不被長時(shí)間囤積。面對(duì)問題我使用了循序漸進(jìn)、逆向