基于PLC的立體倉庫控制系統(tǒng)的設計畢業(yè)論文.doc

摘要隨著國民經濟的飛速發(fā)展,自動化立體倉庫必然會在各行各業(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)，由自動控制與管理系統(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FX2N系列PLC作為核心控制元件，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。以步進電機每轉輸出的脈沖數為基礎，通過鍵盤對每個倉位予以地址編碼，通過PLC對命令鍵盤進行掃描并得到相應的倉位號，當PLC接收到來自鍵盤的輸入命令后，便輸出對應倉位的脈沖數，經過驅動器驅動步進電機按設定的方向轉動一定的角度，進而控制傳動部件絲杠旋轉進行準確的定位，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，論文中即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論進行歸納和總結，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（PLC）步進電機物流管理第1頁共41頁目錄1.緒論.21.1本課題設計的背景.21.2本課題設計的內容.31.3本課題設計的目的和意義.42.系統(tǒng)控制方案的確定.42.1自動化立體倉庫的概述.42.2采用PLC控制立體倉庫的優(yōu)點.52.3系統(tǒng)設計的基本步驟.52.4系統(tǒng)控制方案.72.5立體倉庫技術參數的確定.93.系統(tǒng)硬件設計.93.1控制系統(tǒng)結構設計.93.2可編程控制器(PLC)的選型.103.2.1PLC概述.103.2.2PLC的選型.113.3步進電機的選擇.133.3.1步進電機的原理.133.3.2步進電機的選擇.133.4步進電機驅動器的選擇.163.5傳感器的選擇.183.6微動開關的選擇.203.7PLC輸入輸出分配表.203.8電氣原理圖的設計.214系統(tǒng)控制軟件設計.224.1PLC梯形圖概述.224.2三菱編程軟件的特點.234.3系統(tǒng)流程圖.244.4梯形圖的設計.265.系統(tǒng)調試及結論.265.1梯形圖程序的下載（傳送）.265.2程序運行過程記錄.275.3結論.28附錄IPLC設計的梯形圖.29參考文獻.39第2頁共41頁引言可編程控制器(ProgrammableLogicController)，簡稱PLC。它是20世紀70年代以來，在集成電路、計算機技術基礎上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設備。由于它具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，國外已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)生產自動化的支柱產品。近年來，國內在PLC技術與產品開發(fā)應用方面發(fā)展很快，除有許多從國外引進的設備、自動化生產線外，國產的機床設備已越來越多地采用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制系統(tǒng)。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)小；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、接觸器與于之相當的執(zhí)行機構；能向中央執(zhí)行機構；能向中央數據處理系統(tǒng)直接傳輸數據等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。與傳統(tǒng)繼電器接觸裝置相比，PLC具有體積小、抗干擾能力強和可靠性高等優(yōu)點。現(xiàn)代意義上的立體倉庫，是物流機械和計算機技術地完美結合，倉庫作業(yè)全部實現(xiàn)自動化.1.緒論1.1本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”。立體倉庫的產生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產和技術發(fā)展的結果。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（機械部北京起重運輸機械研究所），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（高15米，機械部起重所負責），該庫1980年投入運行。到目前為止，我國自動化立體倉庫數量已超過200座。立體倉庫由于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)物流和生產管第3頁共41頁理不可缺少的倉儲技術，越來越受到企業(yè)的重視。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年美國數字設備公司（DEC）研制書世界第一臺可編程控制器，并成功地應用在美國（GM）的生產線上。但當時只能進行邏輯運算，故稱為可編程邏輯控制期，簡稱PLC（programmablelogiccontroller）。70年代后期，隨著微電子技術和計算機的迅猛發(fā)展，使PLC從開關量的邏輯控制擴展到數字控制及生產過程控制域，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱PC（programmablecontroller）.但由于PC容易與個人計算機（programmablecomputer）相混淆，故人們仍習慣地用PLC作為可編程器的縮寫。1985年國際電工委員會（IEC）對PLC的定義如下：可編程控制器是一種進行數字運算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設計的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產過程。PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數學處理、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。PLC是集自動控制技術，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（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位?？删幊炭刂破鳎喎QPLC。它在集成電路、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4.功能強、通用性好5.開發(fā)周期短，成功率高6.體積小，重量輕、功耗底等特點。已經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)生產自動化的支柱產品。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、觸器與于之相當的執(zhí)行機構；能向中央執(zhí)行機構；能向中央數據處理系統(tǒng)直接傳輸數據等。因此，進行立體倉庫的PLC控制系統(tǒng)的設計，可以推動機械手行業(yè)的發(fā)展，擴大PLC在