基于PLC的自動化立體倉庫設計【優(yōu)秀設計文檔】

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濱州學院專科畢業(yè)設計（論文） 畢業(yè)設計（論文） 題 目 基于 立體倉庫設計 系 （院） 自動化系 專 業(yè) 電氣自動化技術 班 級 2010級 5班 學生姓名 學 號 指導教師 職 稱 助教 二 〇 一 三 年六月 十 日 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） i 基于 自動化立體倉庫設計 摘 要 隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展 ,自動化立體倉庫會在各行各業(yè)中得到越來越廣泛的應用。自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，是一種多層存放貨物的高架倉庫系統(tǒng)，由自動控制、管理系統(tǒng)、高位貨架、巷道堆垛機、自動入 庫、自動出庫、計算機管理控制系統(tǒng)以及其他輔助設備組成。本倉庫模型控制系統(tǒng)是根據(jù)自動化立體倉庫運行的基本原理而設計的。在整個控制系統(tǒng)中以三菱 列 為核心控制元件，專用鍵盤作為人機接口部件，控制步進電機來驅(qū)動一個有三自由度的倉庫模型在高強度導軌上做三維運動。以步進電機每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)為基礎，通過鍵盤對每個倉位予以地址編碼，通過 命令鍵盤進行掃描并得到相應的倉位號，當 收到來自鍵盤的輸入命令后，便輸出對應倉位的脈沖數(shù)，經(jīng)過驅(qū)動器驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一定的角度，進而控制傳動部件絲杠旋轉(zhuǎn)進行準確的定位，以完成貨物的存取功能。另外，為了保證整個控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，我們還采用了限位開關對其進行限位保護。 本文首先對該課題的可行性及課題實現(xiàn)的現(xiàn)實意義和價值進行了介紹；其次對該系統(tǒng)的硬件組成、結(jié)構、原理進行了闡述和分析；再次對本控制系統(tǒng)的核心軟件進行了編寫，論文中既有梯形圖又有相應的語句表；最后對設計本課題所學到的知識和結(jié)論進行歸納和總結(jié)，并對本論文有待完善的地方進行扼要的說明。 關鍵字： 立體倉庫，可編程控制器（ 步進電機，物流管理 濱州學院專科畢業(yè)設計（論文） LC of in is an of a of of of is to of In in LC as a as to a of of in of of of - is a at of of to be a 州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） I 目 錄 引言 ...................................................................................................................................... 3 第一章 緒論 ........................................................................................................................ 2 課題設計的背景 ............................................................................................................................ 2 課題設計的內(nèi)容 ............................................................................................................................ 3 課題設計的目的和意義 .............................................................................................................. 3 第二章 系統(tǒng)控制方案的確定 ............................................................................................ 5 動化立體倉庫的概述 ................................................................................................ 5 用 制立體倉庫的優(yōu)點 ................................................................................... 6 統(tǒng)設計的基本步驟 .................................................................................................... 6 統(tǒng)控制方案 ................................................................................................................ 6 體倉庫技術參數(shù)的確定 ............................................................................................ 8 第三章 系統(tǒng)硬件設計 ........................................................................................................ 9 制系統(tǒng)結(jié)構設計 ........................................................................................................ 9 編程控制器 (選型 ........................................................................................ 10 述 ................................................................................................................... 10 選型 ............................................................................................................... 10 型的選擇 ............................................................................................................... 11 進電機 ...................................................................................................................... 11 進電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成 和工作原理 ........................................................... 11 感器 .......................................................................................................................... 12 動開關的選擇 .......................................................................................................... 13 入輸出分配表 .................................................................................................. 14 氣原理圖的設計 ...................................................................................................... 15 第四章 系統(tǒng)控制軟件設計 .............................................................................................. 16 形圖概述 ........................................................................................................... 16 統(tǒng)流程圖 .................................................................................................................. 17 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 形圖的設計 .............................................................................................................. 18 第五章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)論 .................................................................................................. 19 形圖程序的下 載 ...................................................................................................... 19 輸設置 ................................................................................................................... 19 形圖寫入 ...................................................................................................... 19 序運行過程記錄 ...................................................................................................... 20 論 .............................................................................................................................. 21 謝辭 ...................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 ............................................................................................................................ 23 附錄 計的梯形圖 ................................................................................................ 23 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 1 引 言 自動化立體倉庫也稱立庫，是在不直接進行人工參與的情況下自動地存儲和取出物料的系統(tǒng)。它是采用高層貨架存儲貨物，用專門的倉儲作業(yè)設備進行貨物出入庫作業(yè)的倉庫。立體倉庫是一種集信息、儲存、管理于一體的高技術機電一體化產(chǎn)品，隨著現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大和深化，它將為工業(yè)、企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。以往的自動化倉庫，大都采用 計算機或計算機加控制板卡的方式進行控制。計算機技術的飛速發(fā)展，計算機的性能以及穩(wěn)定性的大 幅度提高以及現(xiàn)場總線技術的日益成熟，一種新的控制方式 —— 軟 制方式正在逐漸形成并被應用于各種控制領域，其中就包括自動化立體倉庫。本文中 立體倉庫的控制系統(tǒng)是利用計算機控制調(diào)度、管理，完成了計算機與 間或 間的監(jiān)視和控制參數(shù)的傳遞，應用了用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等優(yōu)點，提高了立體倉庫的自動化管理水平。并且與繼電、接觸器系統(tǒng)相比更加可靠，占位空間比繼電、接觸器控制系統(tǒng)小。經(jīng)過實踐證明，這種管理和控制結(jié)構具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 2 第一章 緒論 課題設計的背景 立體倉庫一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲存單元貨物，用相應的物料搬運設備進行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫。由于這類倉庫能充分利用空間儲存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉庫”。 立體倉庫的產(chǎn)生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術發(fā)展的結(jié)果。 50 年代初，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機的立體倉庫； 50 年代末 60 年代初出現(xiàn)了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫； 1963 年美國率先在高架倉庫中采用計算機控制技術，建立了第一座計算機控制的立體倉庫。此后，自動化立體 倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學科。 60 年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。 我國對 立體倉庫 及其物料搬運設備的研制開始并不晚， 1963 年研制成第一臺橋式堆垛起重機， 1973 年開始研制我國第一座由計算機控制的自動化立體倉庫，該庫 1980 年投入運行。到目前為止，我國自動化立體倉庫數(shù)量已超過 200 座。由于其具有很高的空間利用率、很強的入出庫能力、采用計算機進行控制管理而利于企業(yè)實施現(xiàn)代化管理等特點，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的 倉儲技術，越來越受到企業(yè)的重視 。 青島海爾集團國際物流中心立體庫就是個很好的例子 ,目 前經(jīng)過第三次技術革新，躍升為技術水平世界領先的物流中心。該立體庫高 22 米，全部操作采用世界上最先進的激光導引無人運輸車系統(tǒng)，實現(xiàn)了物流的自動化和智能化，使海爾集團庫存資金占用從每年 15億元降至 6 億元，杜絕了呆滯物資的產(chǎn)生。 這是激光導引無人運輸車向自動巷道堆垛機運送產(chǎn)品。高度智能化使立體倉庫僅需要 28 名工人就能全部控制。 自動化倉庫應用范圍很廣，幾乎遍布所有行業(yè)。在我國，自動化倉庫應用的行業(yè)主要有機械、冶金、化工、航空航天、 電子、醫(yī)藥、食品加工、煙草、印刷、配送中心、機場、港口等。 1969 年美國數(shù)字設備公司（ 制書世界第一臺可編程控制器，并成功地應用在美國（ 生產(chǎn)線上。但當時只能進行邏輯運算，故稱為可編程邏輯控制器，簡稱 70 年代后期，隨著微電子技術和計算機的迅猛發(fā)展，使 開關量的邏輯控制擴展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制裝置，故稱為可編濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 3 程控制器，簡稱 。但由于 易與個人計算機（ 混淆，故人們?nèi)粤晳T地用 為可編程器的縮寫。 1985 年國際電工委員會（ 定義如下： 可編程控制器是一種進行數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設計，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過程。 繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數(shù)學處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢。繼電器在控制 系統(tǒng)中主要起兩種作用：（ 1）邏輯運算（ 2）弱電控制強電。 集自動控制技術，計算機技術和通訊技術于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動化三大支柱（ 首位?？删幊炭刂破鳎喎Q 在集成電路、計算機技術的基礎上發(fā)展起來的一中新型工業(yè)控制設備。 具有：（ 1）可靠性高、抗干擾能力強（ 2）設計、安裝容易，維護工作量少（ 3）功能強、通用性（ 4）開發(fā)周期短，成功率高（ 5）體積小，重量輕、功耗底等特點。已經(jīng)廣泛應用于自動化控制的各個領域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱 產(chǎn)品。與繼電 — 接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電 — 接觸器控制系統(tǒng)??；價格上能與繼電 — 接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護、維修；能直接推動電磁閥、觸器與于之相當?shù)膱?zhí)行機構；能向中央執(zhí)行機構；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。 因此，進行立體倉庫的 制系統(tǒng)的設計，可以推動機械手行業(yè)的發(fā)展，擴大 有一定的經(jīng)濟和理論研究的價值。 課題設計的內(nèi)容 課題的主要任務是基于三菱 列 自動化立體倉庫控制系統(tǒng)的設計。倉位的主體框架除包括十二個 庫位外，還配有一個物品入口位和一個出口位，并在這十二個庫位的底部均設置有檢測開關，若庫內(nèi)有物品，則壓制相應的檢測開關使之閉合，若無物品，則相應的檢測開關斷開。 課題設計的目的和意義 傳統(tǒng)條件下的庫房管理作業(yè)，主要依據(jù)人工裝卸，特別是對于一些大型物資，不僅工作效率低，浪費大量的人力、物力，存在較大的安全隱患，同時還占據(jù)大量的庫房面積。立體庫的投入使用，徹底解決了這一難題。 濱州學院專科畢業(yè)設計（論文） 4 (1)由于能充分利用倉庫的垂直空間，其單位面積存儲量遠遠大于普通的單層倉庫（一般是單層倉庫的 4）。目前，世界上最高的立體倉庫 可達 40 多米，容量多達 30萬個貨位。 (2)倉庫作業(yè)全部實現(xiàn)機械化和自動化，一方面能大大節(jié)省人力，減少勞動力費用的支出，另一方面能大大提高作業(yè)效率。 (3)采用計算機進行倉儲管理，可以方便地做到 "先進先出 "，并可防止貨物自然老化、變質(zhì)、生銹，也能避免貨物的丟失。 (4)貨位集中，便于控制與管理，特別是使用電子計算機，不但能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)的自動控制，而且能夠進行信息處理。 (5)能更好地適應黑暗、低溫、有毒等特殊環(huán)境的要求。例如，膠片廠把膠片卷軸存放在自動化立體倉庫里，在完全黑暗的條件下，通過計算機控制可以實現(xiàn)膠 片卷軸的自動出入庫。 (6)采用托盤或貨箱存儲貨物，貨物的破損率顯著降低。 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 5 第二章 系統(tǒng)控制方案的確定 動化立體倉庫的概述 自動化立體倉庫是指在不直接進行人工處理的情況下 ,自動地完成物品倉儲和取出的系統(tǒng) ,它以高層立體貨架為主體 ,以成套搬運設備為基礎 ,是集自動控制技術、通信技術、機電技術于一體的高效率、大容量存儲機構。自動化立體倉庫的出現(xiàn) ,實現(xiàn)了倉庫功能從單純保管型向綜合流通型的轉(zhuǎn)變。用 制的自動化立體倉庫達到倉儲技術的全面自動化。自動化立體庫基本由以下部分組成 : （ 1） 土建及公用工程設施 ① 庫房。庫存容量和貨架規(guī)格是庫房設計的主要依據(jù)。 ② 消防系統(tǒng)。對于自動化立體倉庫而言，由于庫房規(guī)模大，存儲的貨物和設備較多且密度大，而倉庫的管理和操作人員較少，所以倉庫內(nèi)一般都采用自動消防系統(tǒng)。 ③ 照明系統(tǒng)。 ④ 動力系統(tǒng)。 ⑤ 通風及采暖系統(tǒng)。 ⑥ 其他設施。如排水設施、避雷接地設施和環(huán)境保護設施等。 （ 2） 機械設備 ① 貨架。 ② 貨箱與托盤。 ③ 巷道機。 ④ 周邊搬運設備。 （ 3） 電氣與電子設備 ① 檢測裝置。 ② 信息識別設備。 ③ 控制裝置。 ④ 監(jiān)控及調(diào)度設備。 ⑤ 計算機管理系 統(tǒng)。 ⑥ 數(shù)據(jù)通信設備。 ⑦ 大屏幕顯示器。 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 6 用 制立體倉庫的優(yōu)點 （ 1） 結(jié)構靈活， 使用方便。 （ 2） 傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定， （ 3） 范圍廣，無所不在的電力線網(wǎng)絡也是這種技術的優(yōu)勢。 （ 4）低成本 （ 5）適用面廣 （ 6）可靠性強 （ 7） 抗干擾能力強 統(tǒng)設計的基本步驟 立體倉庫系統(tǒng)設計與調(diào)試的主要步驟： （ 1） 收集、研究用戶的原始資料 （ 2） 確定自動化立體倉庫的主要形式及相關參數(shù) （ 3） 合理布置自動化立休倉庫的總體布局及物流圖 （ 4） 選擇機械設備類型及相關參數(shù) （ 5） 初步設計控制系統(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng)（ 各功能模塊 （ 6） 仿真模擬整套系統(tǒng) 統(tǒng)控制方案 立體倉庫的結(jié)構示意圖見下圖 2示 : 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 7 圖 2體倉庫結(jié)構示意 圖 本課題所設計的立體倉庫具有以下功能： （ 1）堆垛機（機械手）要有三個自由度，即：前進、后退；上、下；左、右； （ 2）堆垛機的運動由步進電機驅(qū)動； （ 3）堆垛機前進（或后退）運動和上（或下）運動可同時進行； （ 4）堆垛機前進、后退和上、下運動時必須有超限位保護； （ 5）每個倉位必須有檢測 裝置（微動開關），當操作有誤時發(fā)出錯誤報警信號； （ 6）當按完倉位號后，沒按入或取前，可以按取消鍵進行取消該操作 ; 9 8 7 6 5 4 3 2 1 自動堆垛機 堆垛機伸叉 稱重儀 供步進機驅(qū)動模塊 行走步進電機驅(qū)動模塊 升降步進電機驅(qū)動模塊 堆垛機電源 直流開頭電 源 直流開頭電源 四層三列立體庫 緊停按鈕 緊停 叉中 聯(lián)動 單動 手動 復位 功能 伸叉 升降 行走 線位 聯(lián)動 自動 11 10 12 堆垛機動 作指示燈 堆垛機控制 射式傳感器 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 8 (7)整個電氣控制系統(tǒng)必須設置急停按鈕，以防發(fā)生意外。 體倉庫技術參數(shù)的確定 表 2體倉庫具體參數(shù) 出 /入貨柜臺最重物品 20個倉位的高度 4． 5M 倉位的上下距離 1． 5M 倉位的平行距 1． 5M 倉位的體積 4編程控制器（ 源 24V 垛機電源 220V 0州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 9 第三章 系統(tǒng)硬件設計 制系統(tǒng)結(jié)構設計 本設計是運用 制系統(tǒng)來控制立體倉庫的運動的方式。能快速的對輸入信號做出反應控制立體倉庫，便于檢修?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構圖如圖 3示。 圖 3制系統(tǒng)結(jié)構圖 啟 動 手動 /自動 取 出 送 進 取 消 急 停 1號 倉 庫 鍵 12號倉 庫 鍵 檢 驗 0號 倉 庫 檢 驗 12號倉 庫 前進限制 后退限制 后退超過 向上限制 向下限制 向下超過 前時限制 取出限制 取出超過 前 進 后 退 向 上 向 下 送 進 取 出 顯 示 取 出 顯 示 送 進 顯 示 操 作 錯 誤 顯 示 1號倉 庫 顯 示 12 號倉 庫 P L C 濱州學院專科畢業(yè)設計（論文） 10 編程控制器 (選型 述 可編程控制器，英文稱 稱 一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)它源于繼電器控制技術。它通過運行存儲在其內(nèi)存中的 程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的控制。 豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的 I/O 接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本的功能： （ 1）邏輯處理功能； （ 2）數(shù)據(jù)運算功能； （ 3）準確定時功能； （ 4）高速計數(shù)功能； （ 5）中斷處理（可以實現(xiàn)各種內(nèi)外中斷）功能； （ 6）程序與數(shù)據(jù)存儲功能； （ 7）聯(lián)網(wǎng)通信功能； （ 8）自檢測、自診斷功能。 選型 在 統(tǒng)設計時，首先應確定控制 方案，下一步工作就是 程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定 功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 設計相應的控制系統(tǒng)。 （ 1）輸入輸出（ I/O）點數(shù)的估算 （ 2）存儲器容量的估算 （ 3）控制功能的選擇 該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 根據(jù)本課題所設 計的自動門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。 ①控制功能 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 11 ②編程功能 五種標準化編程語言：順序功能圖（ 梯形圖（ 功能模塊圖（ 種圖形化語言和語句表（ 結(jié)構文本（ 種文本語言。選用的編程語言應遵守其標準（ 同時，還應支持多種語言編程形式，如 C， ，以滿足特殊控制場合的控制要求。 ③診斷功能 診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術能力的要求，并影響平均維修時間。 型的選擇 結(jié)合實際情況，所選 I/O 點為 80 點。因此 我所選型號為 進電機 步進電機是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電機，當系統(tǒng)講一個電脈沖信號到步進電機定子繞組時，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當電脈沖安某一相序加到電動機時，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動的步數(shù)等于電脈沖光個數(shù)。因此，改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進電機轉(zhuǎn)子機械位移的大??；改變輸入脈沖的通電相序，就能控制步進電機轉(zhuǎn)子機械位移的方向，實現(xiàn)位置的控制，實現(xiàn)寬廣范圍內(nèi)速度的無極平滑控制。步進電機可分為磁阻式、永磁式和混合式，步進電機的相數(shù)可分為：單相、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多種。增加相數(shù)能提高步 進電機的性能，但電動機的結(jié)構和驅(qū)動電源就會復雜，成本就會增加，應按需要合理選用。本系統(tǒng)用步進電機為 42步進電機，其電氣技術數(shù)據(jù)為： 表 3步進電機電氣技術數(shù)據(jù) 進電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成和工作原理 為了驅(qū)動步進電機，必須由一個決定電動機速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器（在該立體倉庫控制系統(tǒng)中采用 脈沖發(fā)生器進行位置控制）、一個使電動機繞組電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器、一個保證電動機正常運行的功率放大器，以及一個直流功電機型號 相數(shù) 步距角 靜態(tài)相電流 驅(qū)動電 壓 額定轉(zhuǎn) 矩 重量0 . 36 54 N ? 4 5 9 ° / 1 . 8 °242 50 文） 12 率電源等組成一個驅(qū)動系統(tǒng)。 步進電機驅(qū)動器是把控制系 統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移，或者說： 控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號，通過驅(qū)動器就使步進電機旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。 所以設計中采用北京斯達特機電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 列步進電機驅(qū)動器， 要由電源輸入部分、信號輸入部分、輸出部分組成。 進電機驅(qū)動器采用鑄鋁結(jié)構，此種結(jié)構主要用于小功率驅(qū)動器，這種結(jié)構為封閉的超小型結(jié)構，本身不帶風機，其外殼即為散熱體，所以使用時要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導熱硅 脂，在棋盤邊加一個風機也是一種較好的散熱辦法。 此步進電機驅(qū)動器的電氣技術數(shù)據(jù)為： 表 3步進電機驅(qū)動器電氣技術數(shù)據(jù) 感器 在該立體倉庫中采用歐姆龍 射型接插件式傳感器作貨物檢測，它采用能抗周圍外來光干擾的變調(diào)光式；采用變調(diào)光式，與直流光式比，不易受外來光干擾的影響；電源電壓為 大量程電壓輸出型；帶有容易調(diào)整的光軸標識；帶有便于調(diào)整，動作確認入光顯示燈；反射式傳感器的時間圖和輸出回路圖如圖 3示。 圖 3射 式傳感器的時間圖和輸出回路圖 它有三根連接線 (紅、藍、黑 )，紅色接電源的正極、黑色接電源的負極、藍色為輸出信號，當與擋塊接近時輸出電平為低電平，否則為高電平。需要注意檢測距離不要離驅(qū)動器型號 相數(shù) 類別細分數(shù) （ 通過撥位開關設定 ）最大相電流開關設定 工作電源一組直流 24 V - 40 V )3 . 0 2 H 057濱州學院專科畢業(yè)設計（論文） 13 傳感器太近，否則傳感器不能動作；連接是采用接插件方式，千萬不要對端子 (讀出頭 )進行焊接。 動開關的選擇 在該立體倉庫控制系統(tǒng)中共有 13 個倉位（四層十二個倉位加 0 號倉位）分別采用13 只微動開關作為貨物檢測，當有貨物時相應開關動作，其信號對應 輸入點是外為保險起見，在 X 軸的左限位和 Y 軸的下限位處還分別加 裝了 1 只微動開關作限位保護，以確保立體倉庫在程序出錯時不損壞；微動開關原理圖如圖 3示。 圖 3微動開關原理圖 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 14 入輸出分配表 根據(jù)本課題 入輸出的控制要求，得出 入輸出 I/O 分配，如表 3示。 表 3入輸出 I/O 分配 動 驗 2 號倉庫 進 動 /自動 驗 3 號倉庫 退 出 驗 4 號倉庫 上 進 驗 5 號倉庫 下 消 驗 6 號倉庫 進 停 驗 7 號倉庫 出 號倉庫的鍵 驗 8 號倉庫 示取出 號倉庫的鍵 驗 9 號倉庫 示送進 號倉庫的鍵 驗 10 號倉庫 示操作錯誤 號倉庫的鍵 驗 11 號倉庫 示 1 號倉庫 號倉庫的鍵 驗 12 號倉庫 示 2 號倉庫 號倉庫的鍵 進限制 示 3 號倉庫 號倉庫的鍵 退限制 示 4 號倉庫 號倉庫的鍵 退超過 示 5 號倉庫 號倉庫的鍵 上限制 示 6 號倉庫 0 號倉庫的鍵 下限制 示 7 號倉庫 1 號倉庫的鍵 下超過 示 8 號倉庫 2 號倉庫的鍵 時限制 示 9 號倉庫 驗 0 號倉庫 出限制 示 10 號倉庫 驗 1 號倉庫 出超過 示 11 號倉庫 示 12 號倉庫 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 15 氣原理圖的設計 根據(jù)立體倉庫的課題設計要求，得出如下圖 3氣原理圖。 圖 3氣原理圖 指示燈 P 步 進 脈 沖 向 電 平 共 陽 端 0 4042 4446 7 ?? 制開關 微動開關 停 動 手動 /自動 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 16 第四章 系統(tǒng)控制軟件設計 形圖概述 梯形圖是通過連線把 令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達所使用的 令及其前后順序，它與電氣原理圖和相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。 開關量：按電壓水平分，有 22011024隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量：按其精度可分為 121416；按信號類型可分為電流型(4電壓型 (010。除了上述通用 I/O 外，還有特殊I/O 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線 (根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關系，求出與圖中各線圈對應的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進行的。 電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ I/O）完成的。 I/O 模塊集成了 ，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入 統(tǒng)，輸出模塊相反。 I/O 分為開關量輸入（ 開關量輸出（ 模擬量輸入（ 模擬量輸出（ 模塊。 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 17 統(tǒng)流程圖 根據(jù)系統(tǒng)工作過程的分析得出，示意圖 4示 圖 4統(tǒng)流程圖 堆垛機初始化 (復位 ) 詢問是否有要貨單 有貨單 發(fā)送貨單 (貨物倉位號 ) 堆垛機得到貨單 確定貨物倉位號開始執(zhí)行貨單 貨物送到頂 層 蹭層頂層 倉內(nèi)有無貨物 伸叉到取放貨物 完成貨單記錄序號 結(jié)束 Y Y Y 濱州學院專科畢業(yè)設計（論文） 18 形圖的設計 本系統(tǒng)運用 程軟件進行梯形圖順控程序編寫，在編寫梯形圖的過程中遵循以下編程規(guī)則： 個元件的觸點使用時沒有數(shù)量限制。 圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有觸點）。 了便于分析，假定在梯形圖中有“電流”流動，這個“電流”只能在梯形圖中單方向流動。 具體梯形圖見附錄。 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 19 第五章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)論 形圖程序的下載 輸設置 要將編制好的程序下載到 須先進行網(wǎng)絡傳輸設置。先將 計算機的串口互連，然后單擊 [在線 ]-[傳輸設置 ]，可以進入 [傳輸設置 ]對話框，進行 備與網(wǎng)絡傳輸參數(shù)設定，可以進行 計算機的串口通信口及通信方式的設定，可以進行其他網(wǎng)絡站點的設定，還可以實現(xiàn)通信測試。 形圖寫入 擊 [在線 ]-[入 ]，就可以打開“ 入”對話框，進行相關設置并執(zhí)行，就可將 已編好的程序?qū)懭?圖 示。 選中要下載到 擊 [執(zhí)行 ]就可以將寫好的梯形圖程序下載到 圖 5入 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 20 序運行過程 記錄 待程序全部寫入 后，首先運用 編程軟件進行模擬調(diào)試，模擬調(diào)試成功以后，接上外部接線進行現(xiàn)場調(diào)試，現(xiàn)場調(diào)試的具體情況如下表所示： 表 5序運行過程記錄 件 狀態(tài) 運行結(jié)果 N 啟 動 N 手動 /自動 N 取 出 N 送 進 N 取 消 N 急 停 N 1 號倉庫的鍵 N 2 號倉庫的鍵 N 3 號倉庫的鍵 N 4 號倉庫的鍵 N 5 號倉庫的鍵 N 6 號倉庫的鍵 N 7 號倉庫的鍵 N 8 號倉庫的鍵 N 9 號倉庫的鍵 N 10 號倉庫的鍵 N 11 號倉庫的鍵 N 12 號倉庫的鍵 N 檢驗 0 號倉庫 N 檢驗 1 號倉庫 N 檢驗 2 號倉庫 N 檢驗 3 號倉庫 N 檢驗 4 號倉庫 N 檢驗 5 號倉庫 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 21 N 檢驗 6 號倉庫 N 檢驗 7 號倉庫 N 檢驗 8 號倉庫 N 檢驗 9 號 倉庫 N 檢驗 10 號倉庫 N 檢驗 11 號倉庫 N 檢驗 12 號倉庫 N 前進限制 N 后退限制 N 后退超過 N 向上限制 N 向下限制 N 向下超過 N 前時限制 N 取出限制 N 取出超過 論 本系統(tǒng)主要以 核心，利用 強大的控制功能，實現(xiàn)了利用可編程控制器控制立體倉庫的功能，具有接線簡單、編程直觀、擴展容易等特點。當機械手的功能增加時，硬件 接線上只需增加行程開關輸入信號。通過本設計，我學習到了很多東西，在工作的細心上也得到了提高。并且，更了解了有關可編程控制器的功能。我選擇這個設計，也是為了彌補以前學習上的不足。這次設計，使我了解到老師的用心良苦，并且從老師、朋友那學到了很多寶貴的東西。 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 22 謝辭 通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文終于完成了，這意味著大學生活即將結(jié)束。在大學階段，我在學習上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學和朋友的關心、支持和鼓勵是分不開的。 在本論文的寫作過程中，我的導師 郝冠男 老師傾注了大量的心血 ，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學習期間給我極大關心和支持的各位老師以及關心我的同學和朋友。 寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學習的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學習生活的開始。我將銘記我曾是一名 蘇州工業(yè)職業(yè)技術學院 學子，在今后的工作中把 學院的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚光大。 感謝各位老師的批評指導。 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 23 參考文獻 [1]張萬忠主編 ,電器與 制技術 [M],化學工業(yè)出版社 ,2003 年 [2]胡學林主編 ,可編程控制器教程 [M],電子工業(yè)出版社 ,2004 年 [3]周美蘭主編 ,氣控制與組態(tài)設計 [M],北京 :科學出版社 ,2006 年 [4]曾慶波主編 ,監(jiān)控組態(tài)軟件及其應用技術 [M],哈爾濱工業(yè)出版社 ,2006 年 [5]龔中華 ,史建成 ,孫毅著 ,三菱 列 用技術 [M],北京 :人民郵電出版社 ,2006 [6]嚴盈高主編 ,西門子 門 [M],北京 :人民郵電出版社 ,2007 年 [7]張孝冰 ,沈曉紅 ,步進電機中的應用 [J],機電工程技術 ,1） ,104州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 24 附 錄 計的梯形圖 濱州學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 25 濱州學院專科畢業(yè)設計（論文） 26