通过PLC编程可对机械、车床进行控制，达到智能化，省时省力的效果。建材企业在生产建材过程中，因原料、零部件较多，成品堆放管理不便，故急需一种简单可行的方案来实现对建材货物的良好管理。基于PLC的建材生产自动化仓库利用PLC、组态软件等技术实现对货物的有序管理，可随时监控建材货物。当前设计建材货物仓库最常用的做法是利用PLC编程软件和组态软件制作较小的仓库模型，在建材货物仓库模型上模拟调试成功后，再将试验结果运用到实际建材货物仓库。

建材货物立体仓库模型对建材货物进行储存和分类。建材产品生产完成后送入仓库时，根据建材货物仓库存储情况及货物类型将建材货物送入仓库指定位置；当建材货物需要出库时，根据需求，从指定位置将建材货物取出。货物进出仓库通过传送带，传送带由皮带、直线导轨、直流电机构成，建材货物仓库存取装置的X、Y、Z轴位置控制由PLC编程实现。建材货物立体仓库模型如图1所示。

图1 台式建材货物立体仓库模型图   下载原图

1-水平运行电机；2-垂直升降电机；3-升降式货叉装置；4-水平运行装置；5-水平叉车运行装置；6-列定位片；7-层定位片；8-光电传感器；9-键盘；10-货架；11-手操盘；12-直流稳压电源；13-电器驱动板；14-空气开关；15-三菱FX1N-40MT

(1）建材货物仓库位。该建材货物自动化仓库模型共有10个存储货物位置，6个可随意送取货位置（这6个存储货物位置包含了各种仓库可定位的实际情况），3个模拟位，1个缓冲平台（可将暂时存取的货物放在该平台上）。

(2）直流减速电机。该直流减速电机与通常情况下机械设备上的电机有所区别，它在运行过程中可借助齿轮减速箱加装在直流电机上，从而使直流电机转速降低，获得较大的力矩。

(3）稳压电源。稳压电源是一种开关电源，它可使电压平稳无波动，对设备不会造成不良影响。在基于PLC的建材货物自动化仓库设计中，直流减速电机工作电源电压为DC 24V，并且根据设计的用电量、可靠性及规整性等，考虑选用稳压电源来统一供电。

PLC因编程简单、稳定可靠而被广泛应用在组合机床电气设备中。本文的建材货物自动化立体仓库就采用PLC控制。根据建材货物自动化立体仓库硬件及需求，设计的基于PLC的建材货物自动化立体仓库流程如图2所示。正常情况下，将A/M自动切换按钮设置为自动状态时，建材货物自动化立体仓库将运行在自动控制模式。在初始状态下，将任意一个仓库的“取”或“送”按钮按下，建材货物自动化立体仓库系统将按程序取送货物。当建材货物自动化立体仓库系统故障时，系统中的电机立即停运。

图2 基于PLC的自动化立体仓库流程图   下载原图

根据建材货物自动化立体仓库控制系统设计要求，选用三菱X1N-40MT系列PLC。该PLC输入/输出点数较多，可满足建材货物自动化立体仓库PLC输入点数、输出点数分别为24点和6点的要求，而供电及公共端则采用3点。具体的PLC I/O分配表见表1。

PLC程序编程主要借助梯形图来完成，编程软件采用三菱的GX Developer。该系统程序设计总体上由系统初始化、送货、取货及货位保护程序四部分组成。下面主要分析立体仓库的送货和取货程序。

送建材货物即利用叉车等工具将建材货物从缓冲平台取出后，系统再根据要求将需要的建材货物传送到指定位置。本文以4号仓库为例，介绍送建材货物流程：叉车从初始位置出发，系统水平前进电机转动，当列定位1到达时停下，建材货物到达缓冲平台时垂直上升电机被驱动，货物到达要求层位时驱动叉车的电机运行，叉车叉子向前伸出，到达内限位后，垂直上升电机再次被驱动，建材货物升起，驱动叉车电机将叉子收回，外限位到达后，水平电机运行，到达列定位，叉车叉子向前伸出，内限位到达后，垂直电机运行，叉车将向后收回叉子，这样建材货物成功地被放到指定的仓库位。然后继续执行初始化位置程序，重复以上动作。另外几个仓库送货程序与4号仓库大致相同，在进行PLC编程时仅改变相应的层、列定位脉冲数即可。

表1 建材货物仓库控制系统的PLC输入输出分配表     下载原表

取建材货物是当客户需要某种建材货物时叉车将需要的货物送到缓冲平台。本文以9号仓库为例，介绍取建材货物流程：叉车到达缓冲平台前方，水平前进电机开始转动，当列定位4到达时停下，此时到达9号建材货物仓库位置的水平位置，垂直上升电机转动，当层定位到达时停下，叉车叉子将被电机驱动向前伸出，当叉子伸到内限位后，垂直上升电机继续运行，检测层定位脉冲数为4时停止运行，建材货物升起，叉车将叉子收回，外限位到达后，垂直电机下降直到层定位脉冲数为2，水平电机转动后退到列定位1，叉车向前伸出，内限位到达后，垂直电机转动下降，检测层定位脉冲数为1时叉车收回叉子，这样建材货物成功地被放到指定的仓库位。然后继续执行初始化位置程序，重复以上动作。另外几个仓库送货程序与9号仓库大致相同，在进行PLC编程时仅改变相应的层、列定位脉冲数即可。

建材货物自动化立体仓库监控系统采用组态软件系统（MCGS），此组态软件能对建材货物自动化立体仓库进行实时监控、动画显示，实时采集建材货物自动化立体仓库数据，当有无关人员靠近货物或建材货物仓库发生故障时还可启动报警程序。在MCGS组态环境中建立的自动化立体仓库系统模型构架如图3所示。

图3 建材货物仓库控制系统监视窗口画面   下载原图

针对建材货物的存放或管理较麻烦情况，本文设计了一种基于PLC的自动化立体仓库，并结合组态王软件设计了相应的监控系统对货物进行实时监控。实际应用情况显示，该仓库建材货物的存放或管理更方便。