立體倉庫說明書

1、綜合課程設(shè)計說明書課題：立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計組長：謝李寶生（2012100641）組員：張衛(wèi)民（2012100638） 蔡安旺（2012100639） 謝海平（2012100640） 謝祖斌（2012100642） 劉涵興（2012100643）專業(yè)：機械電子工程（1）班2015-12-30摘 要隨著國民經(jīng)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(yīng)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(shè)備組成。 本倉庫模型控制系統(tǒng)是根據(jù)自動化立體

2、倉庫運行的基本原理而設(shè)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(qū)動一個有兩個自由度的倉庫模型在高強度導(dǎo)軌上做二維運動。以步進電機每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)為基礎(chǔ)，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(yīng)的倉位號，當(dāng)PLC接收到來自鍵盤的輸入命令后，便輸出對應(yīng)倉位的脈沖數(shù)，經(jīng)過驅(qū)動器驅(qū)動步進電機按設(shè)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(zhǔn)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(guān)對其進行限位保護。  本文首先對該課題的可行

3、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(gòu)、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(yīng)的語句表；最后對設(shè)計本課題所學(xué)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。目錄第一章：目的及任務(wù)11課程設(shè)計的目的及任務(wù)11.1課程設(shè)計的目的11.2課程設(shè)計的任務(wù)12課程設(shè)計的內(nèi)容及要求12.1控制要求12.2課題要求32.3答辯基本問題43課程設(shè)計的方法及步驟43.1課題組信息表43.2進度安排表5第二章：課程設(shè)計正文61功能介紹62硬件接口電路及原理62.1 I/O分配表62.2接口說明73系統(tǒng)流程圖84倉庫位

4、置圖85 PLC程序梯形圖95.1手動控制程序95.2 PLC程序梯形圖96電氣原理圖156.1主控制部分156.2輸入模塊部分166.3輸出模塊部分16第三章：課程設(shè)計心得體會17第一章:目的及任務(wù)課程名稱：電氣控制與PLC技術(shù)英文名稱：Electrics Control and PLC Technology1課程設(shè)計的目的及任務(wù)1.1課程設(shè)計的目的本課程是一門實踐性較強的課，通過了講授常用低壓控制電器，接觸控制線路基本環(huán)節(jié)，典型生產(chǎn)機械的電氣控制線路及可編程控制器的原理及應(yīng)用，在學(xué)掌握了常用電器原結(jié)構(gòu)、使用方法、控制線路的控制線路能分析和設(shè)計、典型可編程控制器的工作原理、編程方法和硬件設(shè)計

5、方法的基礎(chǔ)上能進行工程應(yīng)用。根據(jù)專業(yè)教學(xué)計劃與教學(xué)大綱的規(guī)定，本課程應(yīng)用有兩周的課程設(shè)計。通過一定的課題，使學(xué)生鞏固本課程的基礎(chǔ)知識。提高運算、查閱資料、制圖的設(shè)計的獨立工作能力。1.2 課程設(shè)計的任務(wù) 本實踐環(huán)節(jié)主要將完成兩個任務(wù)，設(shè)計符合控制要求的電氣原理圖及接線圖，選擇合適的電氣元件并寫出課程設(shè)計報告書。2 課程設(shè)計的內(nèi)容及要求課題：立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計2.1控制要求系統(tǒng)圖工作過程：工作過程分為手動和自動控制過程，手動、自動控制互不影響。1、手動控制過程要求：1）開機后，“手動/自動”搖柄開關(guān)切換到手動位置。2)搖動“上升”搖柄開關(guān)，控制機構(gòu)的上升運動。3)搖動“下降”搖柄開關(guān)，控制機構(gòu)的下

6、降運動。4)搖動“左移”搖柄開關(guān)，控制機構(gòu)向左運動。5)搖動“右移”搖柄開關(guān)，控制機構(gòu)向右運動。6)搖動“伸/縮”搖柄開關(guān)，控制機械手的伸/縮運動。7)搖動“夾/放”搖柄開關(guān)，控制機械手的夾/放運動。2、自動控制控制要求如下：1）開機后，“手動/自動”搖柄開關(guān)切換到自動位置。2）按下啟動按鈕， 機構(gòu)的X軸，Y軸同時運動回到原點。3）若物料臺上檢測到?jīng)]有物料，則機構(gòu)停在原點；若檢測到物料臺上有物料，則機構(gòu)運動到物料臺夾取物料，并搬運到1號倉庫。4）把物料存儲到1號倉庫完成后，若物料臺上又檢測到有物料，則機構(gòu)回到物料臺繼續(xù)搬運物料，并搬運到2號倉庫；若物料臺上沒有檢測到有物料，則機構(gòu)回到原點，等待

7、，直到物料臺上檢測到有物料，然后繼續(xù)搬運。5）以此類推下去。6）當(dāng)倉庫存滿物料之后，機構(gòu)停止（即使檢測到物料臺上有物料也不搬運物料）。7）當(dāng)倉庫被清空之后，再次按啟動按鈕，重復(fù)以上動作。8）按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。2.2課題要求：1) 根據(jù)控制要求，進行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計，包括PLC硬件配置電路。2) 根據(jù)控制要求，編制PLC控制程序，有條件可以利用倉庫模型或模擬開關(guān)板調(diào)試程序，模擬運行。同時要求利用上位機組態(tài)王組態(tài)軟件完成控制對象的監(jiān)控。3) 編寫設(shè)計說明書，內(nèi)容包括： 設(shè)計過程和有關(guān)說明。 電氣控制電路圖、氣動原理圖。 PLC控制程序（梯形圖和指令表）。 電器元器件的選擇和有關(guān)計

8、算。 電氣設(shè)備明細(xì)表。 參考資料、參考書及參考手冊。 其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方法、對課程設(shè)計的認(rèn)識和建議等。2.3答辯基本問題：1、PLC基本工作原理及接線。2、闡明程序設(shè)計思想及工作流程。3 課程設(shè)計方法及步驟查閱有關(guān)的參考書、工具書、期刊、雜志等提出可能實現(xiàn)的方案，對其中的一、二種方案進行性能和經(jīng)濟指標(biāo)、使用的難易程度等做全面的衡量。3.1課題組信息表：課題名立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計組 長謝李寶生成員信息序 號名 字任 務(wù) 內(nèi) 容進度情況成 績1張衛(wèi)民資料查找按時完成2蔡安旺電氣原理圖繪制按時完成3謝海平組態(tài)監(jiān)控程序編寫及調(diào)試按時完成4謝李寶生PLC程

9、序編寫及調(diào)試按時完成5謝祖斌氣動原理圖繪制按時完成6劉涵興資料整理按時完成3.2進度安排表：時 間項目內(nèi)容一二三四五一二三四五負(fù)責(zé)人資料查找張衛(wèi)民電氣原理圖繪制蔡安旺PLC程序編寫及調(diào)試謝李寶生組態(tài)監(jiān)控程序編寫及調(diào)試謝海平氣動原理圖繪制謝祖斌資料整理劉涵興系統(tǒng)總調(diào)試全體答辯全體第二章:課程設(shè)計正文1 功能介紹本實驗通過對兩臺不同方向運轉(zhuǎn)的步進電機進行正反轉(zhuǎn)控制來實現(xiàn)機構(gòu)的上下、左右運動，以及機械手的伸縮，夾放運動。控制臺上有兩個按鈕，分別是：啟動、停止；有七個搖柄開關(guān)，分別是：手動/自動、上升、下降、左移、右移、伸/縮、夾/放。本次實驗要求設(shè)計實現(xiàn)手動和自動兩種控制，并且手動控制、自動控制互不

10、影響。使用說明：.上電復(fù)位.選擇手動/自動操作模式.手動模式下：通過操作搖柄開關(guān)來實現(xiàn)手動控制.自動模式下：通過操作兩個按鈕來實現(xiàn)自動控制2 硬件接口電路及原理2.1 I/O接口分配表：輸入功能屬性說明X0啟動復(fù)歸型常開按鈕X1停止復(fù)歸型常開按鈕X2手動/自動搖柄開關(guān)ON手動，OFF自動X3有料檢測傳感器X4伸出限位傳感器X5縮回限位傳感器X6X軸原點傳感器X7Y軸原點傳感器X10上升搖柄開關(guān)ON上升，OFF停止X11下降搖柄開關(guān)ON下降，OFF停止X12左移搖柄開關(guān)ON左移，OFF停止X13右移搖柄開關(guān)ON右移，OFF停止X14伸/縮搖柄開關(guān)ON伸出，OFF縮回X15夾/放搖柄開關(guān)ON夾取，

11、OFF松放輸出功能屬性說明Y0X軸脈沖步進電機Y1Y軸脈沖步進電機Y2X軸方向步進電機ON右移，OFF左移Y3Y軸方向步進電機ON上升，OFF下降Y4伸/縮電磁閥ON伸出，OFF縮回Y5夾/放電磁閥ON夾取，OFF松放2.2 接口說明：啟動、停止、這兩個按鈕和七個搖柄開關(guān)為控制臺上可以直接操作的按鈕，可以用它們來控制系統(tǒng)的運行。但限位開關(guān)是安裝在運動導(dǎo)軌上的位置開關(guān)，在系統(tǒng)運動時觸碰到它們時起作用成為輸入信號并傳入PLC的輸入接口。輸出線圈直接由PLC的Y0到Y(jié)5分別傳給兩個不同的步進電機和兩個電磁閥，從而分別控制其步進電機的正反轉(zhuǎn)和機械手的伸/縮、夾/放。經(jīng)過這樣的I/O口分配以后，剩下的就

12、由軟件編程來處理其具體控制任務(wù)了。3 系統(tǒng)流程啟動停止下降左移右移伸/縮夾/放自動手動手動/自動選擇上電上升圖 回原點無有料檢測有無搬運物料存儲貨物有料檢測有4 倉庫位置圖5 PLC程序梯形圖5.1手動控制程序：5.2 PLC程序梯形圖6 電氣原理圖6.1主控制部分6.2輸入模塊部分6.3輸出模塊部分第三章:課程設(shè)計心得體會本課題所選設(shè)備為實驗室的立體倉儲控制單元系統(tǒng)。編程過程是最復(fù)雜與艱難的，是我們最大的挑戰(zhàn)。在編程與調(diào)試期間出現(xiàn)了很多意想不到的事情，讓我們哭笑不得，甚至有時失去了信心。不過后來，經(jīng)過老師的指點與我們組員的共同探討與努力，最終還是取得了成功。那一刻是成功的驚喜，是我們辛苦勞動

13、的最好回報。編程確實不是一件容易的事，開始我們想當(dāng)然地用三四個小時洋洋灑灑地編寫出來一堆指令代碼，當(dāng)時以為我們的程序能給我們帶來驚喜，或者哪怕一點點的成功，可是現(xiàn)實太殘酷了，我們的程序竟然像個植物人似的，運行后一點都不對，讓我們很郁悶，但看著那么大的程序，真不知道到底哪里出錯了，頓時手足無措。后來老師建議我們一小塊一小塊地編寫調(diào)試，不要眉毛胡子一把抓。后來我們一點一點地編寫，讓它執(zhí)行每個小步驟，還嘗試了順序控制的指令，但最終因為繁瑣而取消了，取而代之的是RS指令組合的步進控制方式。編程最重要的一點是思路清晰，其次是思維周到，要認(rèn)真分析系統(tǒng)運動的每一個細(xì)節(jié)，確定先后順序，還要考慮每一動作是否會跟其他輸出指令形成沖突?？紤]了這些以后，剩下的編程就有了一個基礎(chǔ)框架，也就可以有目的有步驟有選擇地進行了。不過在后來的調(diào)試之間我們還是發(fā)現(xiàn)了很多問題，還想到了一些改進方法，我們很為之高興。完善之后，我們的程序更加合理。編程確實是一件不容易的事，不止要考慮周