在当今的各类企业中自动化立体仓库已经成为了它们必不可少的设备,其中堆垛机是立体库的最重要的部分。企业中能够熟练操作、维修、调试它的技术人员少之又少。本课题以上海某科技公司实际项目为研究来源,设计了用于培训的堆垛机监控系统。本文根据设计目标设计了立体仓库的模型为6.65m×2.23m×3m,再由对于堆垛机的功能需求和设计依据,设计了本堆垛机系统的总体控制方案,分别从硬件和软件两部分展开设计的。首先根据功能需求设计了硬件部分,控制核心以S7-1200PLC+触摸屏为主,以变频器+减速电机作为系统的执行机构。为了能够达到堆垛机的控制精度选择以条形码定位系统为堆垛机的定位系统,增加了限位开关、光电传感器等作为堆垛机运行辅助元件,配置了堆垛机控制柜各个元器件。然后根据先前设计好的控制方案,依据规划的堆垛机工作流程图,在与S7-1200PLC相对应的博图V14软件中编写了主程序块OB1、入库台动作FC1、出库台动作FC2、故障程序FC3、X/Z货叉电机程序FC4、入库流程FB1、出库流程FB2减速模块FB5等程序块。根据手动、自动和监控功能的需求,开发了屏通触摸屏监控画面,实现了在触摸屏上就可以单机控制和监控堆垛机的运动状态。本研究分别在西门子S7-PLCSIMV14中仿真调试了编写的堆垛机PLC控制程序,在屏通仿真软件中调试了触摸屏画面,并根据实验室现有条件搭建了触摸屏实时监控PLC运行的实验,经过多次修改,所有程序和实验验证运行良好,能够满足最初的设计要求。最后根据本堆垛机的设计结构和控制系统,运用故障树分析方法的演绎法建立了堆垛机故障树,通过对建立堆垛机故障树的最小割集进行定性分析,总结了影响本堆垛机可靠性的可控因素。本文所设计的堆垛机监控系统和可靠性分析对建立成熟的立体库培训和开发设备有很大的借鉴意义。