仓储物流定位半自动物料搬运起重机电气方案

一，概述

近年来，随着我国制造业的崛起，物流业也得到了迅猛的发展，随着计算机技术的发展，**合理的仓储可以帮助厂商加快物资流动的速度，降低成本，保障生产的顺利进行，并可以实现对资源有效控制和管理。采用的立体仓库充分利用空间， 自动化立体仓库是现代化仓储的一个重要组成部分，采用多层存放货物的高架仓库系统，高度可以达到30米以上，根据需要可以设置不同的高架类型：高层（大于12米）、中层（5-12米）、低层（5米以下）。这与平库相比可以节约将近70%的占地面积。实现机械化、自动化，从而提高仓库的管理水平 自动化立体仓库系统由起重机完成 卸车，整理入库，出库和发运，装车。

一台**节能的搬运设备显得尤为重要。起重机械运输在物流和供应链中扮演者重要角色。

二，使用条件：

1  起重机的电源为三相交流，三相五线制，频率50Hz，电压380V。

2  起重机安装地点的海拔高度不超过2000m。 

3  工作环境温度－10～+50℃，平均相对湿度： ≥85%

4  电气设备设计标准GB3811-2008、GB/T14405-2011、GB/T4315、IEC

三，系统架构示意：

四，控制原理：

1， 由操作员站给定PLC所工作信息执行工作。

2， 平移机构运行定位，实时位置信息由读码器反馈给PLC做实时数据运算。

3， 起升机构提升定位，实时位置信息由编码器反馈给PLC做实时数据运算。

4， 判断货物前提起吊条件有超载传感器辅助PLC系统运算做实时信息反馈及运算。

5， 夹具挂钩信息由PLC在相应时间输出工作信号，再有夹具上面的传感器反馈夹放到位信号给PLC。

6， 上料区由人工起吊到位进入自动区然后由系统执行以下的存放工作。

7， 若起重机执行完工作信息以后，没有在接受到工作信息命令将自动回到待命区等待操作员给出工作命令信息。

8， 起重机速度设置，可以由操作员在上位机上面更改设定，可以更好的满足对现场运行速度的调节。

9， 所有信息都实时在上位机上面直观的显示，操作员可以更好的了解观察起重机的工作状态。

10， 中控台上面配有操作手柄，操作员也可以在手动区在中控台上面操作起重机。

五，起重机安全：

1， 各个机构的控制机构的传动号，编码器信号，读码器信号，吊具传感器信号，安全限位信号，制动器及风机信号都反馈到PLC，若有哪个点反馈过来故障信号，PLC会在**时间执行保护，同时输出制动器保护命令防止吊钩溜钩造成安全及财产损失事故。

2， 中控台上位机机作为起重机与驾驶员人机交互接口进行数据交互，提供人机交互所需的数据信息。所有故障信息都会储存到上位机里面，可以随时查阅或者报表打印。

3， 故障自诊断： 

系统运行过程中，根据系统各组成模块的状态进行系统状态自诊断。当系统发生故障时，会激活故障蜂鸣器发出声光报警，进出卸料口蜂鸣器响一声，作为料口信号提示。

1）故障报警：起重机运行过程中，变频器自动检测制动器是否打开、过载、等故障出现时并报警停机。

2）故障复位：起升变频器故障 、小车变频器故障 、大车变频器故障。按故障复位变频器轻故障可进行复位，硬件故障不可复位。

六，控制系统

1．控制系统产品S7-1500

控制系统使用S7-1500，自动化系统采用模块化设计。所具有的模板的扩展和配置功能使其能够按照每个不同的需求灵活组合。该系统完成后,可根据工艺要求实现自动控制、手动控制等控制方式响应工艺提出的各种需求。一个系统包括：

l 电源模板：将SIMATIC S7-1500连接到24V DC电源上。

l 处理单元（CPU）：一个控制器可包括多个CPU，以加强其性能。

l 各种信号模板（SM）：用于数字量输入和输出以及模拟量的输入和输出。

l 通讯模板（CP）:用于总线连接和点到点的连接。

2：S7-1500的CPU

l 功能强大的底板总线和通讯接口可以直接与CPU连接，允许大量通讯线路的高性能运行。

l 直接整合到CPU中的接口允许配置功能强大的通讯环境。该通讯环境使用标准的总线技术， 以实现诸如HMI和编程功能。大量的HMI设备都具有充分的互连互通性。路由选择功能能够将编程设备连接到网络中的任何位置，并可访问所有的网络节点。

l CPU自带以太网口，可用于链接HMI及I/O从站，或上位监控画面。内置2口交换机功能。

l 为了实现更大的分布式结构的经济配置，SIMATIC S7-1500连接到开放式的PROFIBUS DP现场总线中。

l 通讯接口模板可以选择性的运用于S7-1500 CPU中，以便后者能够适应各自应用中的要求。

l 新的版本TIA V14允许将任何数据存储到CPU中，即如果用户正在维护或升级系统，技术人员仍然能够访问运行的程序和整个项目，包括所有的注解和符号，如果用户使用高级语言或图形工程工具，则可以立刻得到原始形式或图形格式的程序代码。

3，S7-1500的数字输入量模块

l 规格型号：6ES7 5211-1BL00-0AB0

l 产品类型标识: DI 32x24 V DC HF

l 工程组态方式:STEP 7 (TIA Portal)

l 电源电压:直流额定电压 24 V

l 直流电压下限: 20.4 V

l 直流电压上限: 28.8 V

l 反极性保护: √

l 输入电流:*大电流损耗 40 mA；24 V DC 电压时，每组 20 mA

l 功能：用于连接标准开关和2线制接近开关（BERO）

l 背板总线上的功耗: 1.1 W

l 典型功耗: 4.2 W

4，S7-1500的数字输出模块

l 规格型号： 6ES7 5225-1BL00-0BA0

l 数据：32通道晶体管输出，通道和背板总线之间光电偶合。负载电压DC24V。

l 工程组态方式:TIA Portal

l 电源电压

电源电压类型 DC

直流额定电压 24 V

直流电压下限 20.4 V

直流电压上限 28.8 V

l 输入电流

*大电流损耗 60 mA

l 功率

背板总线上的功耗 1.1 W

l 功耗

典型功耗 3.5 W

5，S7-1500的模拟输入模块

l 规格型号：6ES7 531-7KF10-0AB0

l 工程组态方式

TIA Portal

电源电压

电源电压类型 DC

直流额定电压 24 V

直流电压下限 20.4 V

直流电压上限 28.8 V

l 反极性保护 

l 输入电流

*大电流损耗 240 mA；（使用 24 V DC 电源时）

l 短路保护 √

l *大输出电流 53 mA

l 功率

背板总线上的功耗 0.7 W

l 功耗

典型功耗 2.7 W

l 模拟量输入

模拟量输入的数量 8

带电流测量的模拟量输入的数量 8

带电压测量的模拟量输入的数量 8

l 电压输入所允许的*大输入电压（损坏极限）

28.8 V

l 电流输入所允许的*大输入电流（损坏极限）

40 mA

l 电压输入范围（额定值）

1 V 到 5 V √

输入电阻（1 V 到 5 V） 100 kΩ

-1 到 +1 V √

输入电阻（-1 到 +1 V） 10 MΩ

-10 V 到 +10 V √

输入电阻（-10 V 到 +10 V） 100 kΩ

-2.5 V 到 +2.5 V √

输入电阻（-2.5 到 +2.5 V） 10 MΩ

-250 到 +250 mV √

输入电阻（-250 到 +250 mV） 10 MΩ

-5 V 到 +5 V √

输入电阻（-5 V 到 +5 V） 100 kΩ

-50 mV 到 +50 mV √

输入电阻（-50 mV 到 +50 mV） 10 MΩ

-500 mV 到 +500 mV √

输入电阻（-500 mV 到 +500 mV） 10 MΩ

-80 mV 到 +80 mV √

输入电阻（-80 mV 到 +80 mV） 10 MΩ

l 电流输入范围（额定值）

0 mA 到 20 mA √

输入电阻（0 mA 到 20 mA） 25 Ω；（外加 PTC 的过压保护电阻，约

42 Ω）

-20 mA 到 +20 mA √

输入电阻（-20 mA 到 +20 mA） 25 Ω；（外加 PTC 的过压保护电阻，约

42 Ω）

4 mA 到 20 mA √

输入电阻（4 mA 到 20 mA） 25 Ω；（外加 PTC 的过压保护电阻，约

42 Ω）

6，S7-1500的模拟输出模块

l 规格型号：6ES7 532-5HF00-0AB0

l 数据：8通道模拟量输出

l 常规信息

硬件版本 E01

固件版本 V2.0.0

l 工程组态方式

TIA Portal

l 电源电压

电源电压类型 直流

直流额定电压 24 V

直流电压下限 20.4 V

直流电压上限 28.8 V

l 反极性保护 √

输入电流

*大电流损耗 260 mA；（使用 24 V DC 电源时）

l 功率

背板总线上的功耗 1.15 W

l 功耗

典型功耗 7 W

l 模拟量输出

模拟量输出的数量 8

电压输出，短路保护 √

电压输出，短路电流*大值 45 mA

电流输出，开路电压*大值 20 V

*短周期时间（所有通道） 125 μs；（与激活的通道数无关）

l 电压输出范围

0 V 到 10 V √

1 V 到 5 V √

-10 V 到 +10 V √

l 电流输出范围

0 mA 到 20 mA √

-20 mA 到 +20 mA √

4 mA 到 20 mA √

l 执行器的连接

电压输出，2 线制连接 √

电压输出，4 线制连接 √

电流输出，2 线制连接 √