項目簡介

堆垛機是立體倉儲中的主要起重運輸設備，是隨立體倉庫發展起來的專用起重機械設備。堆垛機的主要用途是在立體倉庫的巷道間來回穿梭運行，將位于巷道口的貨物存入貨格，或將貨格中的貨物取出運送到巷道口。這種設備只能在倉庫內運行，還需要配備其他設備讓貨物出入庫。

系統框架

堆垛機機主要用到西門子以下產品：

CPU1515：一套。

KTP1200:精致觸摸屏一臺。

G120: 七臺變頻器，行走變頻15KW,貨叉電機4KW,起升電機22KW，小車11KW。

ET200SP:三個分站。

XC208:西門子交換機一個。

SEW電機：7臺。其中行走電機為11KW同步電機,其它為普通異步電動機。

系統視圖

控制系統介紹

1)堆垛機由小車、行走電機、起重電機、貨叉四大部分組成。堆垛機在進行自動入庫作業的時候，堆垛機載貨臺貨叉朝著貨物的方向伸叉，伸叉到位后，貨叉朝上抬起，之后將貨叉托著貨物放回原來的貨叉中位，貨叉停止作業，之后將貨物運送到指定的貨位中，檢查目標貨位中是否放置了貨物，如果沒有貨物，堆垛機就向入庫目標貨位伸叉，伸叉到位后，將貨叉向下降，之后再把貨叉放回貨叉中位，貨叉停止作業，堆垛機返回到原本的入庫口位置，等待新一輪的作業指令。出庫作業順序同入庫作業的工作順序大致相同。行走電機編碼器系統為雙編碼器結構，速度環使用的為SEW電機自帶的BANNER HTL增量編碼器，用于速度反饋，位置環使用勞易測激光測距做為信號反饋。使用CU250S-2的基本定位功能實現快速定位。小車變頻通過PROFINET與1515PLC通訊，使用352報文控制，用于物料的輸送。起重電機18.5KW通過 CU250S-2實現速度閉環控制，變頻器配制動電阻實現矢量控制。

2) 手動方式。利用堆垛機的轉換開關和按鈕可以控制堆垛機水平運動同時還可以控制貨叉的伸縮。在完成某些操作的時候必須要用手動來完成，出現故障的時候，警報系統就會發出警示的聲音。并第一時間解除保護控制的設置。在安裝、調試以及排除故障的時候通常會選擇手動的方式。單機自動。采用人機界面能夠有效地控制堆垛機，控制系統依照用戶輸入的參數，安排自動送貨上門。在使用界面操作的時候，必須要設置單送以及單取的功能。聯機自動。計算機管理系統通過現場總線發送作業命令給堆垛機，協調堆垛機運行，完成各項功能，實現現場作業完全自動化。

3)定位控制。為了能夠更加方便的進行貨物的存取工作，堆垛機一定要放在指定的位置，如果定位出現偏差也要控制在一定的范圍之內。速度控制。為了能夠用Zui短的時間做更多的工作，避免在工作過程中給堆垛機造成太大的沖擊影響，因此我們要盡可能的使每一個動作更加精準，每一次操作都要按照要求來完成。設置合適的行走速度以及升降速度，這兩項數據的設置是非常重要的。貨叉控制。為了讓貨物可以比較精準的放入貨位以及取出貨物，我們必須要準確的設置各種參數。貨叉的速度分為高速和低速兩個檔位。如果貨物比較輕而且不容易傾倒的時候，我們就可以選擇高速擋位。信息接收。計算機在發送指令之前，必須要清楚設備的各個部分是否處于正常狀態。因為堆垛機大部分時間都是高速運轉的狀態，在搬運物品的時候，一定要做好貨物監控工作，確保機械一直保持良好的工作狀態。測試傳感器和堆垛機是否保持工作狀態，信息接收系統是否可靠性，是計算機系統是否發揮出作用的重要評判指標。安全保護。巷道堆垛機在自動化立體倉庫中起到至關重要的作用。作業之前必須保證系統處于無故障狀態，作業過程中必須保證各器件處于正常的工況下，避免因過熱、過載而損壞。

G120變頻器

堆垛機的位置控制包括水平行走機構、垂直起升機構、貨叉伸縮機構，只有這三個機構有機結合才能完成存取貨的任務。因此設計的關鍵，在于可靠的認址和精準的定位。為了保證堆垛機安全高效運行，還要對這三個機構的運行速度進行控制。位置的控制由PLC、調速系統、編碼器、認址器、認址片組成，實現閉環控制。其中速度環手動設置參數如下圖所示：

速度及位置跟隨曲線如下圖所示：

堆垛機這種應用，一般機械慣量比都很大，幾十到100多慣量比，在實際調試過程中，要將位置環增益調小（默認為1，本例中設置0.08），本系統中Zui終速度預控慣量比Zui終設置75，預控百分比70%，關于位置環定位容差、和時間設置也需要調整。調試步驟為先進行快速調試，再對驅動器的速度環進行手動優化，使得速度跟隨性良好，Zui后再調整位置環比例以及前饋。具體可以參考西門子1847會員網站中搜索關鍵字“G120 EPOS基本定位功能關鍵點系列”。