TVT9C立體倉庫模型

10TVT－99C一.試驗?zāi)康腜LCPLC把握步進電機的工作原理,把握步進電機驅(qū)動器的使用方法。把握通過傳感器信號采集，PLC編程，實現(xiàn)對步進電機及直流電機進展較簡單的位置掌握準時序規(guī)律掌握等功能控方面，可以學(xué)習(xí)多臺模型優(yōu)化掌握運行，與實際監(jiān)控現(xiàn)場的掌握規(guī)模相像，是一種涵蓋PLC二.試驗設(shè)備立體倉庫模型 1臺計算機 1臺編程電纜 1根三.試驗原理與步驟(一)立體倉庫的根本構(gòu)造立體倉庫主體由底盤、四層十二倉位庫體、運動機械及電氣掌握等四局部組成。作為拖動元件。(PLC)、步進電機驅(qū)動電源模塊、開關(guān)電源、位置傳感器等器件組成。圖1掌握面板上的開關(guān)及按鈕功能 圖2掌握面板上的倉位號掌握面板上的開關(guān)及按鈕功能及倉位號〔見圖1、2〕按鍵號功能選擇定義自動按鍵號功能選擇定義自動11手動機構(gòu)水平向左移動自動22手動機構(gòu)垂直向下移動自動33手動機構(gòu)水平向右移動自動44手動機構(gòu)水平向后移動自動55手動機構(gòu)垂直向上移動自動66手動機構(gòu)水平向前移動自動77手動無意義自動88手動無意義自動99手動無意義自動1010手動無意義自動1111手動無意義自動1212手動無意義(二)立體倉庫硬件原理(1)步進電機的工作原理步進電機是數(shù)字掌握系統(tǒng)中的執(zhí)行電動機，當系統(tǒng)將一個電脈沖信號加到步進電機定子繞組時，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當電脈沖按某一相序加到電動機時，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動的步轉(zhuǎn)變輸入脈沖的通電相序，就能掌握步進電動機轉(zhuǎn)子機械位移的方向，實現(xiàn)位置的掌握。當電脈沖按某一相序連續(xù)加到步進電動機時，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，轉(zhuǎn)變電脈沖的頻率大小和通電相序，就能掌握步進電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)寬廣范圍內(nèi)速度的無級平滑掌握。步進電動機的這種掌握功能，是其它電動機無法替代三相、四相、五相、六相和八相等多種。增加相數(shù)能提高步進電動機的性能，但電動機的構(gòu)造和驅(qū)動電源就會簡單，本錢就會增加，應(yīng)按需要合理選用。步進電動機的特點②步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比③步距值不簡潔由于電氣、負載、環(huán)境條件的變化而轉(zhuǎn)變,使用開環(huán)掌握(或半閉環(huán)掌握)就能進展良好的定位掌握。④起制動、正反轉(zhuǎn)、變速等掌握便利。⑤價格廉價,牢靠性高。⑥步進電動機的主要缺點是效率較低,并且需要配上適當?shù)尿?qū)動電源。⑦步進電動機帶負載慣性的力量不強,在使用時既要留意負載轉(zhuǎn)矩的大小,又要留意負載轉(zhuǎn)動慣量的大小,只有當兩者選取在適宜的范圍時,電機才能獲的滿足的運行性能。步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的根本組成與交直流電動機不同，僅僅接上供電電源，步進電機不會運行的。為了驅(qū)動步進電動機，必需由一個打算電動機速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器〔在該立體倉庫掌握系統(tǒng)中承受PLC、一個使電動機繞組電流按規(guī)定次序通斷的脈沖安排器、一個保證電動機正常運行的功率放大器，以及一個直流功率電源等組成一個驅(qū)動系統(tǒng)，如3步進電動機的選擇計算在該立體倉庫掌握系統(tǒng)中要求步進電動機電壓低、電流小、有定位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機構(gòu)的28時，要綜合考慮速比i、軸向力F、負載轉(zhuǎn)矩Tl

、額定轉(zhuǎn)矩TN

和運行頻率f

，以確定步進y電機的具體規(guī)格和掌握裝置。3移動局部總重M=25kg外力 Fa=4kg磨擦系數(shù) =0.04螺栓機構(gòu)的效率=O.9螺栓軸徑 DB

=1.2cm螺栓長 LB

=42cm螺距 P=3mm區(qū)分率 L=0.01mm移動距離 =0.0075mm/步速度 V=2m／min計算：設(shè)擬選用2相、1.8°步距角的HB型電動機，速比(設(shè)使用直接驅(qū)動方式)i=m×b

/(360×L)=2×1.8／(360×O.01)=1軸向力 F=Fa+Μ=4+0.04×25=5kg負載轉(zhuǎn)矩 Tl

=F×P／(2)+( ×F0 0

×P)/2=5×0.3／(2×3.14×0.9)+(0.3×1.67×0.3)/(2×3.14)=0.289kg螺栓的慣量JB

=〔××LB

×D4〕/32=〔3.14×7.9×103×42×1.24〕/32B=0.0675kg2Jt=M×(P/2π)2=25(0.3/6.28)2=0.0571kg.cm2JL

=J +JB

=0.0675+0.00571=0.1246kg.cm2JM=3000H。由要求的速度可求出運行的頻率：f=V／L=2022/(60×0.01)=3333HZ可知需要加減速的驅(qū)動方式。

=0.03kg.cm2fs齒輪比：G=360°/b

L=0.0075×360°/(1.8°×0.01)=150換算到電機軸的負載轉(zhuǎn)矩為T=G×L(T +F)/2 =150×0.01×(0.289+5)/(6.28×0.9)=1.40kgl對首次設(shè)計的裝置來講，所選用的電動機通常留有2～3倍的余量，所以電機轉(zhuǎn)矩T =3T=3×1.40=4.2kg.cm=0.41N.MN依據(jù)以上的計算，我們在該立體倉庫掌握系統(tǒng)中的步進電動機承受北京斯達特機電科技進展生產(chǎn)的2相8拍混合式步進電機，它的主要特點：體積小，具有較高的起頭：紅色表示A相，藍色表示B相；假設(shè)覺察步進電機轉(zhuǎn)向不對時可以將A相或B相中的兩條線對調(diào)。電機型號相數(shù)步距角相電流驅(qū)動電壓電機型號相數(shù)步距角相電流驅(qū)動電壓額定轉(zhuǎn)矩重量42BYGH10142BYGH10121.8°1.7ADC24V0.44N M0.24kg(1)步進電機驅(qū)動器的選擇步進電機的運行要有一電子裝置進展驅(qū)動，這種裝置就是步進電機驅(qū)動器，它是把掌握系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移，或者說：掌握系統(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。全部型號驅(qū)動器的輸入信號都一樣，共有三路信號，它們是：步進脈沖信號CP、方向DIR、脫機信號FREE(此端為低電平有效，這時電機處于無力矩狀態(tài)；此端為高電平或懸空不接時，此功能無效，電機可正常運行)。它們在驅(qū)動器內(nèi)部的接口電路都一樣，OPTOOPTOVCC，假設(shè)VCC+5VVCC+5VR，8-15mA56。在該立體倉R。圖5輸入信號接口電路 圖6外接限流電阻R步進電機驅(qū)動器的輸出信號有兩種:相位。初相位信號是指步進電機每次運行到初相位期間，此信號就輸出為高電平，否則為7。。一般來說，對于兩相四根線電機，可以直接和驅(qū)動器相連，見圖8。7初相位信號接口電路8電機與驅(qū)動器接線圖SHSH-2H057SH-2H057機驅(qū)動器承受鑄鋁構(gòu)造，此種構(gòu)造主要用于小功率驅(qū)動器,這種構(gòu)造為封閉的超小型構(gòu)造，本身不帶風(fēng)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工作電源一組直流工作電源一組直流DC(24V-40V)驅(qū)動器型號相數(shù)類別細分數(shù)通過撥位開關(guān)設(shè)定最大相電流開關(guān)設(shè)定SH-2H057二相或四相混合式二相八拍3.0A步進電機驅(qū)動器接線示意圖見圖9。步進電機驅(qū)動器細分數(shù)和電機相電流的設(shè)定SH依據(jù)面板上的提示設(shè)定即可。在系統(tǒng)頻率允許的狀況下，盡量選用高細分數(shù)。400.9°/1.8°1.8÷40=0.045。可以940其步距角只為電機固有步距角的格外之一，也就是說：當驅(qū)動器工作在不細分的整步狀態(tài)驅(qū)動上例的電機時，掌握系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖，電機轉(zhuǎn)動1.8°；而用細分驅(qū)動器工作這就是細分的根本概念。細分功能完全是由驅(qū)動器靠準確掌握電機的相電流所產(chǎn)生的，與電機無關(guān)。驅(qū)動器細分后將對電機的運行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動器本身產(chǎn)生的，和電機及掌握系統(tǒng)無關(guān)。在使用時，唯一需要留意的一點是步進電機步距角的轉(zhuǎn)變,小，要求步進信號的頻率要相應(yīng)提高。驅(qū)動器細分后的主要優(yōu)點為：200Hz而細分是消退它的唯一途徑，假設(shè)您的步進電機有時要在共振區(qū)工作(如走圓弧)，選擇細分驅(qū)動器是唯一的選擇。提高了電機的輸出轉(zhuǎn)矩。尤其是對三相反響式電機，其力矩比不細分時提高約30—4096。率’是不言而喻的。以上這些優(yōu)點，尤其是在性能上的優(yōu)點，并不是一個量的變化，而是質(zhì)的飛躍。所以我們最好選用細分驅(qū)動器。在沒有細分驅(qū)動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求。但現(xiàn)在的狀況不同了，細分驅(qū)動器的消滅轉(zhuǎn)變了這種觀念，用戶將變得沒有意義②電機相電流的設(shè)定流設(shè)定表格進展設(shè)定。步進電機驅(qū)動器指示燈說明驅(qū)動器的指示燈共有兩種：電源指示燈(綠色或黃色)和保護指示燈(紅色)。當任一保護發(fā)生時，保護指示燈變亮。步進電機驅(qū)動器電源接口對于超小型驅(qū)動器(SH—2H057、SH—3F075、SH—2H057M、SH-3F075M)，承受一組直流供電DC(24-40V)，留意正負極不要接錯，此電源可以由一變壓器變壓后加整流濾波(無須穩(wěn)壓)組成;或者由一開關(guān)電源供給,參考以下圖。由于PLC需要承受開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電,10。10開關(guān)式穩(wěn)壓電源傳感器的選擇反射式傳感器的選擇它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，承受能抗四周外來光干擾的變調(diào)光式；承受變調(diào)光式，與直DC5-24V1111反射式傳感器構(gòu)造圖取得和物體移動信號相關(guān)的直流信號輸出電平。反射式傳感器的時間圖和輸出回路圖如圖12所示12反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。需要留意檢測距離不要離傳感器太近，否則傳感器不能動作；連接是承受接插件方式，千萬不要對端子(讀出頭)進展焊接。此傳感器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)如表2所示。2傳感器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)型號外形檢測方式檢測距離應(yīng)差距離光源(發(fā)光波長)顯示燈電源電壓消耗電流

EE-SPY402立式反射型5mm(90﹪15×15mm)0.2mm(3mm,橫方向)GaAs～紅外發(fā)光二級管(940nm)入光時燈亮(紅)DC5～24V±10﹪脈動(p-p)5﹪以下15mA50mA以下NPN電壓輸出負載電源電壓DC5～24V掌握輸出 負載電流80mA以下1.0以下(80mA)0.4以下(10mA)應(yīng)答頻率使用環(huán)境照度環(huán)境溫度環(huán)境濕度耐久振動耐久沖擊保護構(gòu)造連接方式質(zhì)量外殼材質(zhì)

100HZ受光面照度白熾燈太陽光：各3，000 x以下動作時：-10～+55°C保存時-25～+65°C(不結(jié)冰)動作時：5～85﹪RH保存時-5～95﹪RH(不結(jié)露)10～55HZ1.5mmXYZ2h500m/s2，X、Y、Z各方向三次IECIP50接插件式(不行進展軟釬焊)2.6g聚碳酸酯(PC)對射式傳感器的輸出狀態(tài)一般為NPN輸出，輸出晶體管的動作狀態(tài)可分為入光時ONON兩種。入光時為ON的對射式傳感器的構(gòu)造圖如圖13所示，當24V電壓加到LED2，LED2輸出為ONLED1LED2OFF。②對射式傳感器的選擇在該立體倉庫掌握系統(tǒng)中承受8個對射式傳感器作限位掌握，其中4只對射式光電傳感器分別作為X、Y軸的限位掌握，當入光時輸出晶體管ON；2只對射式光電傳感器分別作XYON，假設(shè)貨架未到達正確位置，ZPLC2ZON，其信號對應(yīng)PLCX4〔后限位〕和X5〔前限位。13對射式傳感器構(gòu)造圖微動開關(guān)的選擇13〔0〕分別承受13PLCX40-X4C；XY11414微動開關(guān)原理圖(1)并聯(lián)型開關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源是由開關(guān)晶體管V和二極管V 及儲能電感L濾波電容C組成的。D15VT，導(dǎo)通期的時間為t，截止期的時間為t，占空比on off為δ(δ＝ton

/T)。15并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖16并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出電路的電流、電壓波形其工作原理如下：當開關(guān)晶體管VUiL(這里我們無視了V的飽和壓降)，二極管VD因被反向偏置而截止。在此期間流過L的電流iLL管V截止時，儲能電感L兩端的電壓極性相反，此時二極管VD被正向偏置而導(dǎo)通。儲存在L中的能量通過二極管VDRL和濾波電容C中的泄放電流iL是VLL衡，才能給負載電阻RL供給一個穩(wěn)定的輸出電壓。(2)開關(guān)式穩(wěn)壓電源的選擇PLC24VDM150-24關(guān)電源。DM150系列開關(guān)電源輸出功率大，體積小，重量輕，高牢靠性，適應(yīng)寬范圍的EMI；依據(jù)UL4781500Vac／1式和立式兩種安裝方式。DM15033DM150型 號輸入電壓輸入頻率輸入浪涌電流輸出電壓輸出電流輸出功率輸出可調(diào)范圍過流保護過壓保護輸入-輸出絕緣輸入-機殼絕緣輸出-機殼絕緣相對濕度工作環(huán)境溫度儲存溫度尺寸／重量顏色冷卻方式(三)試驗步驟

DMl50-24ACl70V～264V50～60Hz60A(ACIN220V，Ta25℃，冷啟動)24V6.5A156W約±10％外部短路撤除，輸出自動恢復(fù)27±1VAC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻>60MΩAC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻>50MΩAC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻>10MΩTa=25℃相對濕度=80％-10℃～40℃-20℃～55℃200X118X49mmXX黑色風(fēng)冷已送入，則鏟叉向后縮回。整個系統(tǒng)需要三維的位置掌握。其試驗步驟如下：接通電源。將選擇開關(guān)置于手動位置〔此時1～6號有效〕←1、2↓、3→、4↙、5↑、6↗，觀看水平〔X、垂直〔Y、前后〔Z〕各絲杠運行狀況，運行應(yīng)平穩(wěn)，在接近極限位置時，應(yīng)執(zhí)行限位保護〔運行自動停頓。用計算機或手持編程器〔需另購〕編寫程序并下裝至PLC〔出廠前已裝演示程序，詳見光盤，以下描述為演示程序的運行狀況。將選擇開關(guān)置自動位置〔通電狀態(tài)下，各機構(gòu)復(fù)位，即返回零位。測開關(guān)已動作。執(zhí)行送指令選擇欲送倉位號，按動倉位號對應(yīng)按鈕，掌握面板上的數(shù)碼管顯示倉位號?！?。指令完成后，機械自動返回。零號倉位已無汽車，則下一個送指令〔誤操作〕將不被執(zhí)行。執(zhí)行取指令選擇欲取倉位號，按動倉位號對應(yīng)按鈕，掌握面板上的數(shù)碼管顯示倉位號?！病Ｖ噶钔瓿珊?，機構(gòu)自動復(fù)位。零號倉位已有汽車