项目怎么来的
去年接了个物流仓库的自动化立体库项目，客户是做电商仓储的，原来的平库堆得乱七八糟，找货全靠人工翻。老板看了一圈展会后拍板：上自动化立体仓库。
这个项目我负责电气控制部分，主要包括：双立柱堆垛机2台、入出库输送线12段、RGV穿梭车1台，还有跟WMS系统的对接。控制系统用的是西门子S7-1500做主站，分布式IO通过PROFINET组网。
先说堆垛机
堆垛机是整个系统的核心，水平行走用SEW的伺服电机加编码器闭环控制，升降用变频器加旋转编码器测距。货叉用的是三相异步电机加机械限位加编码器。
说起来简单，调起来真要命。第一个坑就是水平定位精度。要求±3mm的目标，刚开始死活跑不到。
关键参数：堆垛机水平行程62米，最大速度180m/min，加减速时间设为3秒。SEW伺服驱动器用的速度模式，通过PLC发脉冲+方向控制。编码器分辨率是2500线×4倍频，等于10000脉冲/转。行走轮直径200mm，减速比25:1，算下来每毫米约397个脉冲。
第一版程序写完，上电一跑——定位偏差15mm。查了一天才发现，加减速的S曲线没处理好，减速点设得太迟了。S7-1500的工艺对象里有个MC_TorqueAdd指令可以用，但之前没用过，就走了弯路。
后来用了西门子的TO（Technology Object）定位功能，设置好加减速斜坡和Jerk限制，定位精度直接到了±1mm以内。
输送线的积放逻辑
12段输送线分成了三个区：入库区、缓存区、出库区。难点在积放控制——不能让货物追尾，也不能让输送线空跑。
我用了链式输送机，每段配一个0.75kW的SEW减速电机，变频器控制启停。每个工位装两个光电传感器：一个检测货物到位，一个检测货物通过。
控制逻辑是这样的：当本段传感器检测到货物到位，同时下一段空载且准备好接收，本段启动把货物送过去。如果下一段满了，本段就停。看起来简单，但实际调试中发现了两个问题。
第一个是货物过长时，两个传感器同时被遮挡，判断逻辑乱了。后来改成了货物长度的计算：传感器1信号上升沿开始计时，传感器2信号上升沿停止计时，结合输送线速度算出货物长度，再决定积放策略。
第二个问题是多段同时启停时的电流冲击。6台变频器同时启动瞬间总电流飙到了180A，配电柜的断路器直接跳了。后来改了交错启动逻辑，每段延时0.5秒依次启动，问题解决。
跟WMS的通讯
WMS系统跑在服务器上，PLC通过以太网跟WMS通讯。用的是WebService接口，PLC发送HTTP请求带JSON数据。
S7-1500本身不支持HTTP POST，我在1517-3 PN上用了个TCONNECT+TAG_SEND的方式，但调试太麻烦。后来加了个边缘网关，PLC通过PROFINET把数据发给网关，网关再转成HTTP请求发给WMS。
接口协议：
入库请求PLC→WMS：{“cmd”:”store”,”barcode”:”20240516001″,”location”:”A-01-02-03″}
出库请求WMS→PLC：{“cmd”:”retrieve”,”location”:”B-03-01-05″,”dest”:”OUT-02″}
返回ACK：{“status”:”ok”,”msg”:”task assigned”}
这个格式是跟客户IT来回扯了三天才定下来的。
RGV穿梭车
RGV是连接各条巷道的关键，在轨道上跑来跑去把货物送到指定输送口。用的是滑触线供电加通讯。
RGV的定位用的方式是RFID标签加条码读头。在轨道旁每隔1米贴一个RFID标签，RGV上的读头经过时读取标签ID，结合编码器进行精准定位。
调试时有个问题——RGV到站停车后，货叉伸出取货的高度总差了20mm。查了三天发现是RGV上的载货台在长期使用后有轻微变形，导致货叉零点跑偏。最后在程序里加了位置偏移补偿表，根据站台号自动修正货叉高度。
项目成果
整个项目从设计到调试完成花了4个月，正式上线后：
仓库库容从原来的2000个托盘位增加到了8000个，入出库效率从原来人工的30托/小时提升到了120托/小时。客户老板非常满意，说一年省了15个搬运工的人工费。
最后说两句
自动化立体仓库这个项目类型在工控圈不算新，但技术细节非常多。堆垛机定位、输送线积放、WMS对接、RGV调度，每一步都有坑。遇到问题别慌，一个一个拆解总能解决。
你们做过立体库项目吗？遇到过哪些坑？评论区交流交流。