SIEMENS来宾市西门子（授权）中国一级代理商-西门子华南区变频器总代理商

项目简介

堆垛机是立体仓储中的主要起重运输设备，是随立体仓库发展起来的专用起重机械设备。堆垛机的主要用途是在立体仓库的巷道间来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格，或将货格中的货物取出运送到巷道口。这种设备只能在仓库内运行，还需要配备其他设备让货物出入库。

系统框架

堆垛机机主要用到西门子以下产品：

CPU1515：一套。

KTP1200:精致触摸屏一台。

G120: 七台变频器，行走变频15KW,货叉电机4KW,起升电机22KW，小车11KW。

ET200SP:三个分站。

XC208:西门子交换机一个。

SEW电机：7台。其中行走电机为11KW同步电机,其它为普通异步电动机。

系统视图

控制系统介绍

1)堆垛机由小车、行走电机、起重电机、货叉四大部分组成。堆垛机在进行自动入库作业的时候，堆垛机载货台货叉朝着货物的方向伸叉，伸叉到位后，货叉朝上抬起，之后将货叉托着货物放回原来的货叉中位，货叉停止作业，之后将货物运送到指定的货位中，检查目标货位中是否放置了货物，如果没有货物，堆垛机就向入库目标货位伸叉，伸叉到位后，将货叉向下降，之后再把货叉放回货叉中位，货叉停止作业，堆垛机返回到原本的入库口位置，等待新一轮的作业指令。出库作业顺序同入库作业的工作顺序大致相同。行走电机编码器系统为双编码器结构，速度环使用的为SEW电机自带的BANNER HTL增量编码器，用于速度反馈，位置环使用劳易测激光测距做为信号反馈。使用CU250S-2的基本定位功能实现快速定位。小车变频通过PROFINET与1515PLC通讯，使用352报文控制，用于物料的输送。起重电机18.5KW通过 CU250S-2实现速度闭环控制，变频器配制动电阻实现矢量控制。

2) 手动方式。利用堆垛机的转换开关和按钮可以控制堆垛机水平运动同时还可以控制货叉的伸缩。在完成某些操作的时候必须要用手动来完成，出现故障的时候，警报系统就会发出警示的声音。并第一时间解除保护控制的设置。在安装、调试以及排除故障的时候通常会选择手动的方式。单机自动。采用人机界面能够有效地控制堆垛机，控制系统依照用户输入的参数，安排自动送货上门。在使用界面操作的时候，必须要设置单送以及单取的功能。联机自动。计算机管理系统通过现场总线发送作业命令给堆垛机，协调堆垛机运行，完成各项功能，实现现场作业完全自动化。

3)定位控制。为了能够更加方便的进行货物的存取工作，堆垛机一定要放在指定的位置，如果定位出现偏差也要控制在一定的范围之内。速度控制。为了能够用Zui短的时间做更多的工作，避免在工作过程中给堆垛机造成太大的冲击影响，因此我们要尽可能的使每一个动作更加精准，每一次操作都要按照要求来完成。设置合适的行走速度以及升降速度，这两项数据的设置是非常重要的。货叉控制。为了让货物可以比较精准的放入货位以及取出货物，我们必须要准确的设置各种参数。货叉的速度分为高速和低速两个档位。如果货物比较轻而且不容易倾倒的时候，我们就可以选择高速挡位。信息接收。计算机在发送指令之前，必须要清楚设备的各个部分是否处于正常状态。因为堆垛机大部分时间都是高速运转的状态，在搬运物品的时候，一定要做好货物监控工作，确保机械一直保持良好的工作状态。测试传感器和堆垛机是否保持工作状态，信息接收系统是否可靠性，是计算机系统是否发挥出作用的重要评判指标。安全保护。巷道堆垛机在自动化立体仓库中起到至关重要的作用。作业之前必须保证系统处于无故障状态，作业过程中必须保证各器件处于正常的工况下，避免因过热、过载而损坏。

G120变频器

堆垛机的位置控制包括水平行走机构、垂直起升机构、货叉伸缩机构，只有这三个机构有机结合才能完成存取货的任务。因此设计的关键，在于可靠的认址和精准的定位。为了保证堆垛机安全高效运行，还要对这三个机构的运行速度进行控制。位置的控制由PLC、调速系统、编码器、认址器、认址片组成，实现闭环控制。其中速度环手动设置参数如下图所示：

速度及位置跟随曲线如下图所示：

堆垛机这种应用，一般机械惯量比都很大，几十到100多惯量比，在实际调试过程中，要将位置环增益调小（默认为1，本例中设置0.08），本系统中Zui终速度预控惯量比Zui终设置75，预控百分比70%，关于位置环定位容差、和时间设置也需要调整。调试步骤为先进行快速调试，再对驱动器的速度环进行手动优化，使得速度跟随性良好，Zui后再调整位置环比例以及前馈。具体可以参考西门子1847会员网站中搜索关键字“G120 EPOS基本定位功能关键点系列”。