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[摘 要]本文透过PLC-变频器在巷道式堆垛机的各种应用层面探讨，其控制系统及功能、控制系统硬件设计、控制系统软件设计，探讨PLC-变频器的应用技术细项，以便于了解巷道式堆垛机的整体运作流程。
[关键词]PLC变频；巷道堆垛机；提升系统；应用技术
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0255-01
电力电子半导体技术在现代社会正快速发展，这使得PLC-变频器等控制系统，在电力拖动领域，获得了广泛的应用机会，故而，大型提升设备上采用PLC-变频器调速控制等电力机械提升行业也得到了推广和普及的相应效果。而堆垛机是自动化立体仓库中的主要设备， 仓库内所有货物的入库、出库等作业程序都需要透过堆垛机实际进行，完成流程，应用行业普及于机场码头、轮胎制造、制药、啤酒厂、造纸、设备维修。整体而言，堆垛机具备三大机构： 运行机构、起升机构、伸叉机构。
一、控制系统及其操作功能
PLC在堆垛机的应用，包括：由PLC、变频调速器的组成部分。关于巷道堆垛机，其使用历史已久，最早是以桥式启动机为基础，其原理是在大梁上悬挂门架，利用上下、旋转运动的方式来搬运物品。 1960年开始，美国发明了无大梁式巷道式堆垛机，而利用地面导轨进行移动，借着上部导轨防止倾倒。中国是在1970年代采用巷道式堆垛机的技术获得注目，其具体应用于立体仓库，自动化立体仓库是自动化生产流程的重要组成方面，包括：高层货架、巷道堆垛机、出入库系统，主要用来存储配件、半成品、产品、工具、夹具和模具等，其运作技术实现于搬运机械化、控制自动化、管理微机化、信息网络化等系统功能特征。
而堆垛机的控制系统，包含堆垛机、贲叉、升降台、下导轨的结构型态，主要由水平行走机械、起升机械、货叉机械、载货台、电气设备、机架等器材组合构成，其控制方式，则有联机自动控制（上位机控制）、自动控制（本机自动）、半自动控制及手动控制等类型，具备不一样的运作流程。至于有轨巷道堆垛机，主要依据支承方式、用途、控制方式、结构、运行轨迹等因素分类。而立体仓库使用的堆垛机类型，共有双立柱堆垛机、单立柱堆垛机两种，分别配备两根立柱和上下横梁、一根立柱和下横梁，运行轨迹普遍沿着水平方向移动，还划分为直线运行、曲线运行的种类。而在立体仓库使用巷道式推垛机的技术方面，主要依据下列一些技术参数进行整合操作，包括：速度参数、尺寸参数、货叉下挠度、堆垛机噪音指数等，速度参数有水平运行、起升、货叉伸缩类型，尺寸参数有起升高度、机器全长、下降深度、最低货位限制高度。实际而言，堆垛机速度控制的困难之处在于其运行起止位置的不确定性及离散性， 不同的距离对应不同的加、减速曲线。
变频器，是为巷道堆垛机的供电应用线路设置。作为电机驱动的电源变换装置，输入电源则为工频电源，运作原理是从横压横频转换为变频变压来输出。而变频器的结构原理，是由主电路和控制电路一起构成，包括整流电路、逆变电路，控制电路实现对于主电路的控制运作，将直流电与交流电互相变换。
二、控制系统的硬件应用
巷道式堆垛机的硬件，通过控制系统当中的编程控制器，作为控制核心，而采用德国西门子、日本富士等公司的产品部件，可以实际操作数值显示、数值输入、画面变换、按键操作等系统功能。 PLC的技术应用，其硬件是以微处理器为核心，集微电子、网络通讯、自动化控制技术为一体，而透过中央处理单位、店员单位、存储器、输入输出单位、接口单位、外部设备等组合成立。基于上述的控制系统硬件关键技术，主要可以透过PLC技术、硬件选型、交流电频调速技术、变频器选型、交流伺服控制技术、伺服放大器选型等层面，完成细节探讨。以上并设有控制系统实现的预期要求，这部分可以通过控制要求和系统配置、I/O口分配方案、硬件电路设计及实现等层面加以细论。整体而言，以上的硬件设计都需要经由对于堆垛机控制方式、系统控制功能分析，才能确定总体控制方案的合理性与可行性，而堆垛机运行半闭环是现在最广泛采用的控制方案，在此控制方案设计情形下，机器系统功能的运行模块则应该通过堆垛机运行机构、升降台、伸缩叉、系统功能模块等层面加以观察，进行探讨。另一方面，堆垛机运行半闭环控制原理作为一种常见的控制系统设计，其运行的技术类型：气压传动、直流拖动、交流變频调速、位置检测与定位控制、PLC 控制、计算机串行通信、现场总线都值得加以观察讨论。
PLC方面，由电源模块、CPU 、输入输出模块及SM338 功能模块等组成，主要透过实现升降机的工作需求，规划出合理的设计方案，使巷道式堆垛机正常运行，其四种工作状态控制狀态：上升高速、上升低速、下降高速、下降低速，依据操作过程需求而运作。其细部的硬件设计，包括：Profibus串行通讯现场总线系统、人机界面系统、变频调速系统。 Profibus 是一种开放式串行通讯标准，以实现数据在各类自动化元件间互相交换。而人机介面系统，透过TP277 触摸屏和PLC 间采用Profibus 总线进行系统数据的传输及交换。而变频器的控制模式，以GDP3402为例，总共有：简单方式、数字电位器方式、预置频率方式、转矩控制方式、PID控制方式几类型，实现巷道式堆垛机的电力电机操作。
三、控制系统的软件应用
巷道式堆垛机控制系统的软件设计，主要是根据堆垛机的运行特点， 采用各种模块化设计方案，这是基于立体车库的运行控制， 软件设计决定采取模块化结构， 由初始化程序、存取车及故障报警子程序等组合而成。关于控制系统的软件设计，目前主要有上位机通信、物料控制流程、高速计数单元定位控制等方面。其中，控制系统的软件设计可以从堆垛机组态设计、触摸屏监控系统、自动化立体仓库监控系统等设计层面探讨，而系统的应用主程序，主要包括：过载保护、限位保护、联锁、互锁等运作功能，子程序则有：报警、走行控制、升降控制、取货、卸货、移动、联机控制、自动控制、半自动控制、手动控制 、通信等运作功能，影响巷道式堆垛机的运作流程。
四、结语
关于物流控制系统，是一个值得着重探讨的层面，其包括：智能终端、通信单元、Profibus-DP 总线网络、串行通信等网际网络应用技术。关于应用信息软件方面，以应用deviceenet进行变频器通讯的应用技术为例，首先，应该了解现场总线的概念，这是一种低带宽的局域网、数字通讯协议，以及开放式、数字化、多点控制的基础控制网络系统，其最早出现于1960年代，为集散控制系统，后来微软发明了自动化分布式网络结构，简称为DNA，以控制层、信息层、设备层，实行网络功能运作。再者，基础应用层协议还有UCMM服务，值得深入分析探讨，其身为一种未连接报文管理器，提供动态建立显式报文连接，并支持其接收与处理，服务内容包括：打开显式报文连接、关闭连接服务代码等。第三，关于网络的I/O数据，其支持多样化的触发方式，例如：位选通、状态改变、轮询、循环等都可被应用物流网络工作系统接受。最后，预定义，有两种作用：预先成立、动态修改等，使得整体系统较好便捷使用。
参考文献
[1]李文灿. PLC-变频器在巷道堆垛机提升系统中的应用[J]. 机械，2009，05：57-59.
[2]张欣. 堆垛机智能控制系统的研究[D].机械科学研究院，2005.
[3]吴伯刚. 堆垛机提升系统控制策略研究与应用[D].重庆大学，2003.
[关键词]PLC变频；巷道堆垛机；提升系统；应用技术
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0255-01
电力电子半导体技术在现代社会正快速发展，这使得PLC-变频器等控制系统，在电力拖动领域，获得了广泛的应用机会，故而，大型提升设备上采用PLC-变频器调速控制等电力机械提升行业也得到了推广和普及的相应效果。而堆垛机是自动化立体仓库中的主要设备， 仓库内所有货物的入库、出库等作业程序都需要透过堆垛机实际进行，完成流程，应用行业普及于机场码头、轮胎制造、制药、啤酒厂、造纸、设备维修。整体而言，堆垛机具备三大机构： 运行机构、起升机构、伸叉机构。
一、控制系统及其操作功能
PLC在堆垛机的应用，包括：由PLC、变频调速器的组成部分。关于巷道堆垛机，其使用历史已久，最早是以桥式启动机为基础，其原理是在大梁上悬挂门架，利用上下、旋转运动的方式来搬运物品。 1960年开始，美国发明了无大梁式巷道式堆垛机，而利用地面导轨进行移动，借着上部导轨防止倾倒。中国是在1970年代采用巷道式堆垛机的技术获得注目，其具体应用于立体仓库，自动化立体仓库是自动化生产流程的重要组成方面，包括：高层货架、巷道堆垛机、出入库系统，主要用来存储配件、半成品、产品、工具、夹具和模具等，其运作技术实现于搬运机械化、控制自动化、管理微机化、信息网络化等系统功能特征。
而堆垛机的控制系统，包含堆垛机、贲叉、升降台、下导轨的结构型态，主要由水平行走机械、起升机械、货叉机械、载货台、电气设备、机架等器材组合构成，其控制方式，则有联机自动控制（上位机控制）、自动控制（本机自动）、半自动控制及手动控制等类型，具备不一样的运作流程。至于有轨巷道堆垛机，主要依据支承方式、用途、控制方式、结构、运行轨迹等因素分类。而立体仓库使用的堆垛机类型，共有双立柱堆垛机、单立柱堆垛机两种，分别配备两根立柱和上下横梁、一根立柱和下横梁，运行轨迹普遍沿着水平方向移动，还划分为直线运行、曲线运行的种类。而在立体仓库使用巷道式推垛机的技术方面，主要依据下列一些技术参数进行整合操作，包括：速度参数、尺寸参数、货叉下挠度、堆垛机噪音指数等，速度参数有水平运行、起升、货叉伸缩类型，尺寸参数有起升高度、机器全长、下降深度、最低货位限制高度。实际而言，堆垛机速度控制的困难之处在于其运行起止位置的不确定性及离散性， 不同的距离对应不同的加、减速曲线。
变频器，是为巷道堆垛机的供电应用线路设置。作为电机驱动的电源变换装置，输入电源则为工频电源，运作原理是从横压横频转换为变频变压来输出。而变频器的结构原理，是由主电路和控制电路一起构成，包括整流电路、逆变电路，控制电路实现对于主电路的控制运作，将直流电与交流电互相变换。
二、控制系统的硬件应用
巷道式堆垛机的硬件，通过控制系统当中的编程控制器，作为控制核心，而采用德国西门子、日本富士等公司的产品部件，可以实际操作数值显示、数值输入、画面变换、按键操作等系统功能。 PLC的技术应用，其硬件是以微处理器为核心，集微电子、网络通讯、自动化控制技术为一体，而透过中央处理单位、店员单位、存储器、输入输出单位、接口单位、外部设备等组合成立。基于上述的控制系统硬件关键技术，主要可以透过PLC技术、硬件选型、交流电频调速技术、变频器选型、交流伺服控制技术、伺服放大器选型等层面，完成细节探讨。以上并设有控制系统实现的预期要求，这部分可以通过控制要求和系统配置、I/O口分配方案、硬件电路设计及实现等层面加以细论。整体而言，以上的硬件设计都需要经由对于堆垛机控制方式、系统控制功能分析，才能确定总体控制方案的合理性与可行性，而堆垛机运行半闭环是现在最广泛采用的控制方案，在此控制方案设计情形下，机器系统功能的运行模块则应该通过堆垛机运行机构、升降台、伸缩叉、系统功能模块等层面加以观察，进行探讨。另一方面，堆垛机运行半闭环控制原理作为一种常见的控制系统设计，其运行的技术类型：气压传动、直流拖动、交流變频调速、位置检测与定位控制、PLC 控制、计算机串行通信、现场总线都值得加以观察讨论。
PLC方面，由电源模块、CPU 、输入输出模块及SM338 功能模块等组成，主要透过实现升降机的工作需求，规划出合理的设计方案，使巷道式堆垛机正常运行，其四种工作状态控制狀态：上升高速、上升低速、下降高速、下降低速，依据操作过程需求而运作。其细部的硬件设计，包括：Profibus串行通讯现场总线系统、人机界面系统、变频调速系统。 Profibus 是一种开放式串行通讯标准，以实现数据在各类自动化元件间互相交换。而人机介面系统，透过TP277 触摸屏和PLC 间采用Profibus 总线进行系统数据的传输及交换。而变频器的控制模式，以GDP3402为例，总共有：简单方式、数字电位器方式、预置频率方式、转矩控制方式、PID控制方式几类型，实现巷道式堆垛机的电力电机操作。
三、控制系统的软件应用
巷道式堆垛机控制系统的软件设计，主要是根据堆垛机的运行特点， 采用各种模块化设计方案，这是基于立体车库的运行控制， 软件设计决定采取模块化结构， 由初始化程序、存取车及故障报警子程序等组合而成。关于控制系统的软件设计，目前主要有上位机通信、物料控制流程、高速计数单元定位控制等方面。其中，控制系统的软件设计可以从堆垛机组态设计、触摸屏监控系统、自动化立体仓库监控系统等设计层面探讨，而系统的应用主程序，主要包括：过载保护、限位保护、联锁、互锁等运作功能，子程序则有：报警、走行控制、升降控制、取货、卸货、移动、联机控制、自动控制、半自动控制、手动控制 、通信等运作功能，影响巷道式堆垛机的运作流程。
四、结语
关于物流控制系统，是一个值得着重探讨的层面，其包括：智能终端、通信单元、Profibus-DP 总线网络、串行通信等网际网络应用技术。关于应用信息软件方面，以应用deviceenet进行变频器通讯的应用技术为例，首先，应该了解现场总线的概念，这是一种低带宽的局域网、数字通讯协议，以及开放式、数字化、多点控制的基础控制网络系统，其最早出现于1960年代，为集散控制系统，后来微软发明了自动化分布式网络结构，简称为DNA，以控制层、信息层、设备层，实行网络功能运作。再者，基础应用层协议还有UCMM服务，值得深入分析探讨，其身为一种未连接报文管理器，提供动态建立显式报文连接，并支持其接收与处理，服务内容包括：打开显式报文连接、关闭连接服务代码等。第三，关于网络的I/O数据，其支持多样化的触发方式，例如：位选通、状态改变、轮询、循环等都可被应用物流网络工作系统接受。最后，预定义，有两种作用：预先成立、动态修改等，使得整体系统较好便捷使用。
参考文献
[1]李文灿. PLC-变频器在巷道堆垛机提升系统中的应用[J]. 机械，2009，05：57-59.
[2]张欣. 堆垛机智能控制系统的研究[D].机械科学研究院，2005.
[3]吴伯刚. 堆垛机提升系统控制策略研究与应用[D].重庆大学，2003.