立體倉(cāng)庫(kù)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、天 津 理 工 大 學(xué)自動(dòng)化學(xué)院專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告題目：立體倉(cāng)庫(kù)plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 * 學(xué)號(hào) * 屆 2010屆 班級(jí) 電氣2班 指導(dǎo)教師 黃孫偉 專(zhuān)業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化 說(shuō) 明1. 專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)文本材料包括設(shè)計(jì)報(bào)告、任務(wù)書(shū)、指導(dǎo)書(shū)三部分，其中任務(wù)書(shū)、指導(dǎo)書(shū)由教師完成。按設(shè)計(jì)報(bào)告、任務(wù)書(shū)、指導(dǎo)書(shū)順序裝訂成冊(cè)。2. 學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師下達(dá)的任務(wù)書(shū)、指導(dǎo)書(shū)完成專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)工作，合作完成的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，要在設(shè)計(jì)報(bào)告概述中明確說(shuō)明分工。3. 設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容建議主要包括：設(shè)計(jì)概述、設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方案分析、軟硬件具體設(shè)計(jì)、調(diào)試分析、總結(jié)以及參考資料等內(nèi)容，不同類(lèi)型的設(shè)計(jì)可有所區(qū)別。4. 設(shè)計(jì)報(bào)告字?jǐn)?shù)應(yīng)在3000-400

2、0字，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)應(yīng)采用電子繪圖、且符合相應(yīng)符合國(guó)標(biāo)，文字規(guī)范借鑒參考畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。5.專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)由平時(shí)表現(xiàn)（50%）、設(shè)計(jì)報(bào)告（30%）和答辯成績(jī)（20%）組成。專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)給出適當(dāng)?shù)脑u(píng)語(yǔ)。專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)及成績(jī)匯總表成績(jī)平時(shí)成績(jī)報(bào)告成績(jī)答辯成績(jī)總評(píng)成績(jī)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)目 錄一、立體倉(cāng)庫(kù)plc控制系統(tǒng)1、前言2、立體倉(cāng)庫(kù)plc控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀以及趨勢(shì) (1)、現(xiàn)狀 (2)、趨勢(shì)3、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的功能4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟5、元器件計(jì)算選型(1)、plc 機(jī)型的選擇(2)、步進(jìn)電機(jī)的選擇(3)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇(4)、傳感器的選擇(5)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇(6)、并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源6、plc輸入輸出分

3、配表二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1、電氣原理圖的設(shè)計(jì)2、主電路圖的設(shè)計(jì)三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)流程圖2、plc軟件梯形圖一、立體倉(cāng)庫(kù)plc控制系統(tǒng)1、前言隨著企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，經(jīng)濟(jì)全球化步伐也迅速，我國(guó)的工業(yè)也出現(xiàn)了翻天覆地的變化，一方面高科技的加工工藝越來(lái)越得到推廣，加工效率也得到了大大的提高。與此同時(shí)原有的物流和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)已不能滿(mǎn)足新形勢(shì)的要求,建立一個(gè)集物流、信息流和資金流于一身的自動(dòng)化物流管理中心,從而降低企業(yè)綜合物流成本,提高企業(yè)綜合效益便成為目前亟待解決的問(wèn)題。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是指在不直接進(jìn)行人工處理的情況下, 自動(dòng)地完成物品倉(cāng)儲(chǔ)和取出的系統(tǒng), 它以高層立體貨架為主體, 以成套搬運(yùn)設(shè)備為基礎(chǔ),

4、是集自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)、機(jī)電技術(shù)于一體的高效率、大容量存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)。plc作為一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī), 具有模塊化結(jié)構(gòu)、配置靈活、高速的處理速度、精確的數(shù)據(jù)處理能力、多種控制功能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和優(yōu)越的性?xún)r(jià)比等性能, 是目前廣泛應(yīng)用的控制裝置之一。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn), 實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)庫(kù)功能從單純保管型向綜合流通型的轉(zhuǎn)變，而且自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流與倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的重要組成部分，具有貨物存取效率高和自動(dòng)化程度高、很強(qiáng)的入出庫(kù)能力等優(yōu)點(diǎn)。而plc功能強(qiáng)大，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，維修方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。完全滿(mǎn)足立體倉(cāng)庫(kù)工作環(huán)境和控制系統(tǒng)的要求。2、立體倉(cāng)庫(kù)plc控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀以及趨勢(shì)（1）、現(xiàn)狀立體倉(cāng)庫(kù)的產(chǎn)

5、生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。50年代初，美國(guó)出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的立體倉(cāng)庫(kù)；50年代末60年代初出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)；1963年美國(guó)率先在高架倉(cāng)庫(kù)中采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，建立了第一座計(jì)算機(jī)控制的立體倉(cāng)庫(kù)。此后，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在美國(guó)和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專(zhuān)門(mén)的學(xué)科。60年代中期，日本開(kāi)始興建立體倉(cāng)庫(kù)，并且發(fā)展速度越來(lái)越快，成為當(dāng)今世界上擁有自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)最多的國(guó)家之一。 我國(guó)對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開(kāi)始并不晚，1963研制成第一臺(tái)橋式堆垛起重機(jī)（機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所），1973開(kāi)始研制我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)（高15

6、米，機(jī)械部起重所負(fù)責(zé)），該庫(kù)1980年投入運(yùn)行。到2003年為止，我國(guó)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)數(shù)量已超過(guò)200座。現(xiàn)在，自動(dòng)化物流技術(shù)和成套設(shè)備的研發(fā)已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)。目前，國(guó)外自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)采用掃描技術(shù)， 提高信息的傳輸速度和準(zhǔn)確性：采用射頻數(shù)據(jù)通信技術(shù)，數(shù)據(jù)的采集、處理和交換能夠在搬運(yùn)工具與中央計(jì)算機(jī)之間快速進(jìn)行，使物品的存取和發(fā)送信息做到快速、實(shí)時(shí)、可靠和準(zhǔn)確。另外，近年來(lái)迅猛發(fā)展的多媒體技術(shù)也在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，普遍應(yīng)用于人員培訓(xùn)、操作指導(dǎo)、遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視、異地故障分析和診斷及防火防盜等方面。 但是國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)具有一定的局限性，主要以單機(jī)為主，系統(tǒng)整體的集

7、成能力和集成水平低；因?yàn)橘Y金不足，許多外圍設(shè)備如agv系統(tǒng)、碼垛和拆垛等無(wú)法應(yīng)用于物流系統(tǒng)，從根本上限制了這些設(shè)備的研制和發(fā)展；倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的計(jì)算機(jī)管理水平較低。因此不論從自動(dòng)化物流系統(tǒng)的設(shè)備品種及技術(shù)水平，還是在應(yīng)用的廣度和深度上與國(guó)際水平都還存在著相當(dāng)大的差距。 （2）、趨勢(shì)隨著自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)廣泛運(yùn)用，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：a) 倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)管理自動(dòng)化水平將會(huì)逐步提高b) 智能技術(shù)將會(huì)獲得應(yīng)用。 c) 倉(cāng)庫(kù)作業(yè)向柔性化方向發(fā)展d) 建設(shè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)方面更加注重實(shí)用性和安全性3、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的功能1) 堆垛機(jī)要有三個(gè)自由度，即：水平、垂直、前后2) 堆垛機(jī)的運(yùn)

8、動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)3) 堆垛機(jī)水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)可同時(shí)進(jìn)行4) 堆垛機(jī)前進(jìn)、后退和垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)必須有超限位保護(hù)5) 每個(gè)倉(cāng)位必須有檢測(cè)裝置（微動(dòng)開(kāi)關(guān)），當(dāng)操作有誤時(shí)發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)警信號(hào)6) 當(dāng)按完倉(cāng)位號(hào)后，沒(méi)按入或取前，可以按取消鍵進(jìn)行取消該操作。7) 整個(gè)電氣控制系統(tǒng)必須設(shè)置急停按鈕，以防發(fā)生意外。本課題設(shè)計(jì)的具體控制功能如下：（1）將選擇開(kāi)關(guān)置于自動(dòng)位置，通電狀態(tài)下，各機(jī)構(gòu)復(fù)位，即返回零位。立體倉(cāng)庫(kù)坐標(biāo)定位以零位開(kāi)始。 （2）當(dāng)送貨的時(shí)候，選擇欲送貨物的倉(cāng)位號(hào)，按動(dòng)倉(cāng)位號(hào)對(duì)應(yīng)的按鈕，再按送貨按鈕后，貨物自動(dòng)送入指定的倉(cāng)位號(hào)對(duì)應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)位里。若被指定的倉(cāng)位號(hào)里有貨物，則送貨命令不被執(zhí)行。送貨完成后，小

9、車(chē)自動(dòng)返回原來(lái)的位置。 （3）當(dāng)取貨的時(shí)候，選擇欲取貨物的倉(cāng)位號(hào)后，按動(dòng)取貨按鈕后，堆垛機(jī)可以自動(dòng)將貨物取出。如果小車(chē)?yán)镉胸浳铮瑒t取貨命令不被執(zhí)行。（4）取貨和送貨指令完成后，機(jī)構(gòu)自動(dòng)返回原來(lái)位置。 （5） 整個(gè)電氣控制系統(tǒng)必須設(shè)置急停按鈕，以防發(fā)生意外。以6號(hào)倉(cāng)庫(kù)的送貨、取貨為例說(shuō)明：（1）、送貨狀態(tài)：當(dāng)啟動(dòng)電源選擇送貨時(shí)，按作用下6號(hào)倉(cāng)庫(kù)按鍵（i1.3），微動(dòng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)0號(hào)倉(cāng)庫(kù)有貨物時(shí)（i2.2），微動(dòng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)6號(hào)倉(cāng)庫(kù)無(wú)貨物時(shí)（i3.0），小車(chē)由提供水平方向動(dòng)力的步進(jìn)電機(jī)的作用下，和傳感器對(duì)小車(chē)的前進(jìn)限制（i3.7）作用下小車(chē)向右移動(dòng)2個(gè)貨位位置；再由提供垂直方向的動(dòng)力的步進(jìn)電機(jī)的作用下，和

10、傳感器對(duì)小車(chē)的向上限制（i4.2）作用下小車(chē)向上移動(dòng)1個(gè)貨位，移動(dòng)到6號(hào)倉(cāng)庫(kù)。最后由提供前后方向動(dòng)力的步進(jìn)電機(jī)的作用下，和傳感器對(duì)小車(chē)的送進(jìn)限制（i4.5）作用下小車(chē)將貨物送進(jìn)到6號(hào)貨倉(cāng)。小車(chē)從原路返回，與上述步驟相反，小車(chē)復(fù)位。（2）、取貨狀態(tài)：當(dāng)啟動(dòng)電源選擇取貨時(shí)，按作用下6號(hào)倉(cāng)庫(kù)按鍵（i1.3），微動(dòng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)0號(hào)倉(cāng)庫(kù)無(wú)貨物時(shí)（i2.2），微動(dòng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)6號(hào)倉(cāng)庫(kù)有貨物時(shí)（i1.3），小車(chē)由提供水平方向動(dòng)力的步進(jìn)電機(jī)的作用下，和傳感器對(duì)小車(chē)的前進(jìn)限制（i3.7）作用下小車(chē)向右移動(dòng)2個(gè)貨位位置；再由提供垂直方向的動(dòng)力的步進(jìn)電機(jī)的作用下，和傳感器對(duì)小車(chē)的向上限制（i4.2）作用下小車(chē)向上移動(dòng)1個(gè)貨

11、位，移動(dòng)到6號(hào)倉(cāng)庫(kù)。然后由提供前后方向動(dòng)力的步進(jìn)電機(jī)的作用下，和傳感器對(duì)小車(chē)的取出限制（i4.6）作用下小車(chē)將貨物從6號(hào)貨倉(cāng)取出。小車(chē)從原路返回，與上述步驟相反，小車(chē)復(fù)位。4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟在立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要要考慮以下幾點(diǎn)：（1）深入了解和分析立體倉(cāng)庫(kù)的工藝條件和控制要求。（2）確定i/o設(shè)備。根據(jù)立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶(hù)輸入、輸出設(shè)備。（3）根據(jù)i/o點(diǎn)數(shù)選擇合適的plc類(lèi)型。（4）分配i/o點(diǎn)，分配plc的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。（5）設(shè)計(jì)立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)出周密完整的梯形圖程序，這是整個(gè)立

12、體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。（6）將程序輸入plc進(jìn)行軟件測(cè)試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。（7）立體倉(cāng)庫(kù)整體調(diào)試，在plc軟硬件設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要逐一排除，直至調(diào)試成功。立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖所示：5、元器件計(jì)算選型（1）、plc 機(jī)型的選擇plc的選型1，輸入輸出點(diǎn)數(shù)：所謂的輸入輸出點(diǎn)數(shù)指的是整個(gè)控制系統(tǒng)需要用到的 plc的輸入點(diǎn)個(gè)數(shù)和輸出點(diǎn)個(gè)數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)然是預(yù)先設(shè)計(jì)好整套系統(tǒng)方案， 然后算出所有的輸入輸出點(diǎn)個(gè)數(shù)，如果是第一次設(shè)計(jì)的方案，建議預(yù)留點(diǎn)數(shù)。經(jīng) 過(guò)估算本設(shè)計(jì)中需要輸入端口40個(gè)，輸出端口 9個(gè)。2，輸出觸點(diǎn)類(lèi)

13、型：是繼電器輸出類(lèi)型還是晶體管輸出類(lèi)型。根據(jù)所控制的 執(zhí)行機(jī)構(gòu)電源電壓及功率來(lái)決定輸出觸點(diǎn)類(lèi)型，如果系統(tǒng)里有需要用到高速脈沖 輸出控制步進(jìn)電機(jī)或伺服系統(tǒng)時(shí)，一定要選擇晶體管輸出類(lèi)型。本設(shè)計(jì)因?yàn)橛胁?進(jìn)電機(jī)的控制所以選擇晶體管輸出類(lèi)型。西門(mén)子s7系列plc體積小、速度快、 標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。s7 系列 plc 產(chǎn)品可分為微型 plc（如 s7-200），小規(guī)模性能要求的 plc（如 s7-300）和中、高性能要求的 plc（如 s7-400）等。s7系plc有專(zhuān)門(mén)的高速脈沖輸出端，可以方便的完成步進(jìn)電機(jī)的控制。根據(jù)控制功能要求選擇微型plc。微型plc s7-200

14、系列可編程控制器主機(jī)分為 10、14、24、40 點(diǎn)四檔，還有各種輸入和輸出擴(kuò)展單元，這樣在增加 i/o 點(diǎn)數(shù)時(shí)，不必改變機(jī)型，可以通過(guò)擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)，降低了經(jīng)濟(jì)投入。本課題設(shè)計(jì)的立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)有輸入信號(hào)40個(gè)，輸出信號(hào)9個(gè)。所選 i/o 點(diǎn)不得低于49點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠所選本系統(tǒng)所采用的plc是西門(mén)子s7-200 cpu226 dc24v，外加一個(gè)數(shù)字量擴(kuò)展模塊em223。（2）、步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)將一個(gè)電脈沖信號(hào)加到步進(jìn)電機(jī)定子繞組時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)等于電脈沖個(gè)數(shù)。因此，改變輸入脈

15、沖的數(shù)目就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的大??；改變輸入脈沖的通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的方向，實(shí)現(xiàn)位置的控制。當(dāng)電脈沖按某一相序連續(xù)加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子以正比于電脈沖頻率的轉(zhuǎn)速沿某一方向旋轉(zhuǎn)。因此，改變電脈沖的頻率大小和通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)寬廣范圍內(nèi)速度的無(wú)級(jí)平滑控制。在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)，它的主要特點(diǎn)：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。型號(hào)：42byghl01。 （3）、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行需要有電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這種裝置就是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

16、器?？刂葡到y(tǒng)每發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器就使得步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，也就是說(shuō)，它把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。所有型號(hào)驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)都相同，它們是步進(jìn)脈沖信號(hào)cp、方向電平信號(hào)dir、脫機(jī)信號(hào)free（此端為低電平有效時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于無(wú)轉(zhuǎn)矩狀態(tài)；此端為高電平或懸空不接時(shí)，此功能無(wú)效，電動(dòng)機(jī)可以正常運(yùn)行）。它們?cè)隍?qū)動(dòng)器內(nèi)部的接口電路都相同如圖3-10所示。該立體倉(cāng)庫(kù)中，由于提供的電平為24v，而輸入部分的電平為5v，所以需要外部另加1.8k的限流電阻。我們這里采用sh系列的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，它主要由電源輸入部分、信號(hào)輸入部分、

17、信號(hào)輸出部分組成。（4）、傳感器的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)中采用歐姆龍ee-spy402凹槽型、反射型接插件式傳感器作貨物檢測(cè)，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周?chē)鈦?lái)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(lái)光干擾的影響；電源電壓為dc5-24v的大量程電壓輸出型；帶有容易調(diào)整的光軸標(biāo)識(shí)；帶有便于調(diào)整，動(dòng)作確認(rèn)的入光顯示燈；反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖如圖所示。反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖它有三根連接線(紅、藍(lán)、黑)，紅色接電源的正極、黑色接電源的負(fù)極、藍(lán)色為輸出信號(hào)，當(dāng)與擋塊接近時(shí)輸出電平為低電平，否則為高電平。（5）、微動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中共有13個(gè)倉(cāng)位（四

18、層十二個(gè)倉(cāng)位加0號(hào)倉(cāng)位）分別采用13只微動(dòng)開(kāi)關(guān)作為貨物檢測(cè)，當(dāng)有貨物時(shí)相應(yīng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，其信號(hào)對(duì)應(yīng)plc的輸入點(diǎn)是i22-i36；另外為保險(xiǎn)起見(jiàn)，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(dòng)開(kāi)關(guān)作限位保護(hù)，以確保立體倉(cāng)庫(kù)在程序出錯(cuò)時(shí)不損壞；微動(dòng)開(kāi)關(guān)原理圖如圖所示。微動(dòng)開(kāi)關(guān)原理圖（6）、并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源并聯(lián)式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出功率大、體積小、重量輕、可靠性高、適應(yīng)變動(dòng)寬范圍的輸入電壓，具有完備的過(guò)電壓過(guò)電流保護(hù)功能，內(nèi)置輸入emi濾波器，具有較高的抗干擾能力。在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中，考慮到plc和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器都要求dc24v電源，綜合考慮系統(tǒng)的用電量、系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)整性，

19、我們選用并聯(lián)式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。6、 plc輸入輸出分配表根據(jù)系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)的i/o分配見(jiàn)下表所示plc輸入輸出分配表i0.0啟 動(dòng)i2.112號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i4.2小車(chē)向上限制i0.1手動(dòng)/自動(dòng)i2.2微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映0號(hào)倉(cāng)庫(kù)i4.3小車(chē)向下限制i0.2取 出i2.3微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映1號(hào)倉(cāng)庫(kù)i4.4小車(chē)向下超過(guò)i0.3送 進(jìn)i2.4微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映2號(hào)倉(cāng)庫(kù)i4.5小車(chē)送進(jìn)限制i0.4取 消i2.5微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映3號(hào)倉(cāng)庫(kù)i4.6小車(chē)取出限制i0.5急 停i2.6微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映4號(hào)倉(cāng)庫(kù)i4.7小車(chē)取出超過(guò)i0.61號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i2.7微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映5號(hào)倉(cāng)庫(kù)q0.0前 進(jìn)i0.72號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i3.0微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映6號(hào)倉(cāng)庫(kù)q0

20、.1后 退i1.03號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i3.1微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映7號(hào)倉(cāng)庫(kù)q0.2向 上i1.14號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i3.2微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映8號(hào)倉(cāng)庫(kù)q0.3向 下i1.25號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i3.3微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映9號(hào)倉(cāng)庫(kù)q0.4送 進(jìn)i1.36號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i3.4微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映10號(hào)倉(cāng)q0.5取 出i1.47號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i3.5微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映11號(hào)倉(cāng)q0.6顯示取出i1.58號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i3.6微動(dòng)開(kāi)關(guān)反映12號(hào)倉(cāng)q0.7顯示送進(jìn)i1.69號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i3.7小車(chē)前進(jìn)限制q1.0顯示操作錯(cuò)誤i1.710號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i4.0小車(chē)后退限制i2.011號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵i4.1小車(chē)后退超過(guò)二、 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1、 電氣原理圖的設(shè)計(jì)根據(jù)立體倉(cāng)庫(kù)的課題設(shè)計(jì)要求，得

21、出如下圖電氣原理圖。電氣原理圖2、 主電路圖的設(shè)計(jì) 主電路圖三、 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)流程圖根據(jù)系統(tǒng)工作過(guò)程的分析得出，示意圖所示。 系統(tǒng)軟件流程圖取操作：送操作：2、 plc的軟件設(shè)計(jì) -備注：軟件梯形圖以6號(hào)貨位的存取為例，簡(jiǎn)化軟件圖見(jiàn)附錄1 結(jié)論本系統(tǒng)通過(guò)最終調(diào)試表明本控制系統(tǒng)能夠較為準(zhǔn)確地完成對(duì)貨物的存取功能，而且運(yùn)行比較靈敏、可靠、。但同時(shí)也暴露出了一系列問(wèn)題，在具體應(yīng)用中可以采用半閉環(huán)控制，傳感器采用旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在傳動(dòng)絲杠軸端，既能判定速度，又能確定位置，比較精確可靠。驅(qū)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速可以提高，力矩也較大，靈敏度也高，更接近與實(shí)用。 另外在工作臺(tái)上安裝機(jī)械自

22、鎖，以提高安全。在智能化上可以提高，在工作臺(tái)上安裝接近傳感器，防止工作臺(tái)與倉(cāng)庫(kù)、存放貨物等相撞。增加記憶、邏輯判定、自動(dòng)存放、自動(dòng)提取、采用條形碼識(shí)別自動(dòng)執(zhí)行等方式。利用上位機(jī)編程組態(tài)軟件，來(lái)提高控制方式增加數(shù)據(jù)分析等工作能力。 附錄1：專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、指導(dǎo)書(shū)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)題目：立體倉(cāng)庫(kù)plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（學(xué)生姓名：陳帥，楊亞松，朱植建）一、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作量）1專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)基于s7-200立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)。進(jìn)行立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)研究和分析；進(jìn)行plc應(yīng)用研究和分析；進(jìn)行立體倉(cāng)庫(kù)plc系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，plc軟件編程設(shè)計(jì)，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。交流異步

23、電機(jī)參數(shù)：兩臺(tái)20kw電機(jī), 額定電壓為380v，額定電流為30a。另一臺(tái)10 kw電機(jī), 額定電壓為380v，額定電流為15a。2專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的要求立體倉(cāng)庫(kù)主體由庫(kù)體運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制等三部分組成。貨架為4列3層，共計(jì)12個(gè)貨位，堆垛機(jī)的主要工作過(guò)程如下：（1） 送貨：接受送貨到相應(yīng)貨位的命令，堆垛機(jī)進(jìn)入巷道，到相應(yīng)列，升降臺(tái)沿立柱作升降運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到目的貨位后，送料裝置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行送貨操作。執(zhí)行完送貨操作后，送料裝置回原位，升降臺(tái)回原位，堆垛機(jī)回原位，（2） 取貨：接受從相應(yīng)貨位取貨的命令，堆垛機(jī)進(jìn)入巷道，到相應(yīng)列，升降臺(tái)沿立柱作升降運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到目的貨位后，取貨裝置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行取貨操作。送料裝置回原位，升降臺(tái)回原位，堆垛機(jī)回原位，完成取貨操作?？刂品绞椒质謩?dòng)和自動(dòng)兩種。二、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)參考資料1 張佩勤、王連容等.自動(dòng)裝配與柔性裝配技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社,19982 龔炳錚等.機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例.機(jī)械工業(yè)出版社,19953 陳立定，吳玉香等.電氣控制與可編程控制器.華南理工大學(xué)出版社，20014 胡昌思.全新概念的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù).制造業(yè)自動(dòng)化,2002(7) 5 王霄、段智敏.自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì).沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2004 (2)6 張維君，索世文等. plc在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.