传统条件下的库房管理作业，主要依据人工装卸，特别是对于一些大型物资，不仅工作效率低，浪费大量的人力、物力，存在较大的安全隐患，同时还占据大量的库房面积。立体仓库的投入使用，彻底解决了这一难题。立体仓库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理又利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。

1。2 国内外发展现状

    自上世纪60年代以来，美日欧等国家和地区设计和投入使用的立体仓库越来越多，立体仓储技术已成为一门新兴的学科。据不完全统计，美国有各种类型的自动化立体仓库20000多座，日本有38000多座，德国有10000多座，英国有4000多座，前苏联有1500多座。堆跺机是自动化立体仓库的主要作业机械，担负着出库、进库、盘库等任务，是自动化立体仓库的核心部件，自动化立体仓库的发展就是以堆跺机的发展为主要标志的，目前巷道式堆跺机为主要发展方向。

    我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963年研制成第一台桥式堆垛起重机，1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库(高15米，机械部起重所负责)，该库1980年投入运行，由北京机械工业自动化研究所等单位研制建成我国第一座自动化立体仓库，并在北京汽车制造厂投产。从此以后，立体仓库在我国得到了迅速的发展。据不完全统计，目前我国己建成的立体仓库近300个，其中全自动化的立体仓库有30多个。1995年建成的仪征化纤工业联合公司涤纶长丝自动化立体仓库，是目前我国独立设计和制造的综合自动化程度最高的立体仓库。近些年我国自动化仓库技术发展很快，己实现了与其它信息决策系统的集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。尽管如此，至今在我国已建成的集成化仓储系统还不多，我国的自动化立体仓库与国外发达国家相比，无论是从数量上还是从建设水平上都有着比较大的差距[2]。

1。3 研究内容与安排 

    本文的研究目标是设计安全可靠，具有经济性能和操作性能良好的立体仓库控制系统。本文用西门子S7-200系列的控制器作为控制核心，实现一个十二仓位的立体仓库的入库出库功能。立体仓库主体有底盘、四层十二仓位库体、运动机械及电气控制等四部分组成。电气控制部分由西门子生产的S7-200型的可编程控制器、步进电机及其驱动器、传感器和一些低压电器元件组成。S7-200型可编程控制器作为控制核心，采集输入端口信号后完成各种逻辑控制和数据的运算，然后通过输出端口完成电机的运动和各种信号的实现。该系统要能够实现手动和自动两种工作模式。

2 立体仓库控制系统总体方案设计

2。1 立体仓库控制系统的控制要求

本文设计了一个四层三列12个仓位的小型立体仓库，仓位编号如图2-1所示。其中0号为出入库口，1到12号分别为每个仓位。

图2-1  立体仓库模型图

    本文设计的立体仓库控制系统满足以下功能：文献综述

（1）堆垛机有三个自由度，即：前进、后退；上升、下降；左移、右移；

    （2）堆垛机的运动由步进电机驱动；M1电机控制前进、后退运动，M2电机控制上升、下降运动，M3电机控制送进、取出运动。             

（3）堆垛机前进、后退运动和上升、下降运动时设有限位保护；

（4）每个仓位设有检测装置（微动开关），当操作有误时发出错误报警信号；