基于plc立體倉庫機械控制系統(tǒng)設(shè)計論文

基于plc立體倉庫機械控制系統(tǒng)設(shè)計摘要：隨著物流行業(yè)的迅速發(fā)展，立體倉庫因其高效的空間利用率和自動化程度而受到廣泛關(guān)注。實現(xiàn)自動化貨物存取的重要手段是PLC控制技術(shù)在立體倉庫機械控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。該設(shè)計旨在開發(fā)一套立體倉庫機械控制系統(tǒng)，具有高效、穩(wěn)定和易于維護的特點。該系統(tǒng)采用先進的PLC作為核心控制單元，結(jié)合人機界面（HMI）進行操作監(jiān)控，通過精確的邏輯編程實現(xiàn)貨物的自動入庫和出庫功能。系統(tǒng)設(shè)計考慮了多種傳感器如光電傳感器、位置傳感器等的集成，以確保精準(zhǔn)定位和安全操作。同時，利用變頻器對電機進行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同貨物尺寸和重量的要求。關(guān)鍵詞：立體倉庫；PLC；自動化控制；機械系統(tǒng)設(shè)計；物流Designofmechanicalcontrolsystemofthree-dimensionalwarehousebasedonplcMajor:MechatronicEngineeringStudent:ChenLunInstructor:LiuYingAbstract:Withtherapiddevelopmentofthelogisticsindustry,thethree-dimensionalwarehousehasattractedextensiveattentionbecauseofitsefficientspaceutilizationandautomation.AnimportantmeanstorealizeautomaticgoodsstorageandretrievalistheapplicationofPLCcontroltechnologyinthemechanicalcontrolsystemofthree-dimensionalwarehouse.Thedesignaimstodevelopathree-dimensionalwarehousemachinerycontrolsystem,whichisefficient,stableandeasytomaintain.ThesystemusesadvancedPLCasthecorecontrolunit,combinedwithhuman-machineinterface(HMI)foroperationmonitoring,andrealizestheautomaticwarehousingandoutboundfunctionsofgoodsthroughpreciselogicprogramming.Thesystemdesigntakesintoaccounttheintegrationofmultiplesensorssuchasphotoelectricsensors,positionsensors,etc.,toensureprecisepositioningandsafeoperation.Atthesametime,themotorisadjustedbyusingtheinvertertoadapttotherequirementsofdifferentcargosizesandweights.Keywords:three-dimensionalwarehouse,PLC,automaticcontrol,mechanicalsystemdesign,logistics

目錄1.緒論 11.1課題設(shè)計的背景 11.2課題設(shè)計的內(nèi)容 21.3課題設(shè)計的目的和意義 32.系統(tǒng)控制方案的確定 32.1自動化立體倉庫的概述 32.2采用PLC控制立體倉庫的優(yōu)點 42.3系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 52.4系統(tǒng)控制方案 62.5立體倉庫技術(shù)參數(shù)的確定 83.系統(tǒng)硬件設(shè)計 93.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 93.2可編程控制器(PLC)的選型 103.2.1PLC概述 103.2.2PLC的選型 103.3步進電機的選擇 123.3.1步進電機的原理 123.3.2步進電機的選擇 133.4步進電機驅(qū)動器的選擇 163.5傳感器的選擇 183.6微動開關(guān)的選擇 203.7PLC輸入輸出分配表 203.8電氣原理圖的設(shè)計 224系統(tǒng)控制軟件設(shè)計 234.1PLC梯形圖概述 234.2三菱編程軟件的特點 244.3系統(tǒng)流程圖 254.4梯形圖的設(shè)計 265.系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)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(jié)論 28參考文獻 291.緒論1.1課題設(shè)計的背景常見的立體倉庫是指以相應(yīng)的設(shè)備進行貨物入庫和出庫的操作，可通過多層貨架達到幾層、十幾層甚至更高的高度。通常被形象地稱為“立體倉庫”。這種倉庫可以大大的增加空間的利用率，找到貨物更加便捷，更加節(jié)約時間。立體倉庫的發(fā)展和興起，是生產(chǎn)和技術(shù)在第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的產(chǎn)物。垂直倉庫的橋吊是美國在1850年代初開始引進的。由操作員操作的垂直式倉庫巷道式堆垛起重機在1850年代后期至1850年代初期逐漸興起。1963年，美國在架空倉庫中首次引進了電腦控制技術(shù)，建立了第一個立體倉庫，由電腦控制。隨后自動化立體倉庫的趨勢也在美歐迅速興起。日本在1960年代中期開始建造立體倉庫，目前已成為世界上自動立體倉庫最多的國家之一，隨著其發(fā)展速度的加快。我國第一臺橋式堆垛起重機(北京起重運輸機械研究所)是1963年我國自主研制成功的，我國立體倉庫和物料搬運設(shè)備的研制起步并不晚。1973年，我國開始研制第一個自動化立體倉庫，由機械部負責(zé)吊裝，高達15米，采用電腦控制系統(tǒng)；1980年，該庫正式啟用。目前已完成自動化立體倉庫全國統(tǒng)計數(shù)據(jù)200余個。立體倉庫成為空間利用率高、出入庫能力強、管理計算機化的企業(yè)物流和生產(chǎn)管理中必不可少的倉儲技術(shù)。企業(yè)對此越來越重視。自動化倉庫在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，使用的行業(yè)幾乎是無所不包。中國自動化倉儲應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋機械電子、冶金、化工、航空航天、醫(yī)藥食品、煙草、印刷、集散中心、機場港口等多個行業(yè)，是我國自動化倉儲應(yīng)用領(lǐng)域中的美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)于1969年開發(fā)出全球首款可編程控制器，并在美國(GE)的生產(chǎn)線上成功應(yīng)用。但當(dāng)時的可編程邏輯控制器(PLC)只具有基本的邏輯運算功能，所以簡稱為PLC。20世紀(jì)70年代后期，PLC開始演變?yōu)檎嬲饬x上的電子計算機工業(yè)控制裝置，微電子技術(shù)和計算機發(fā)展迅速。由開關(guān)量邏輯控制向數(shù)字化控制、生產(chǎn)工藝控制等領(lǐng)域拓展。所以叫可編程控制器。簡稱為PLC(ProgrammableLogicController)。因PC易與PC混淆，故改稱PLC。所以，人們還是習(xí)慣于把PLC簡稱為可編程邏輯控制器。PLC的定義是：1985年國際電工委員會(IEC)。工業(yè)環(huán)境中的電子系統(tǒng)通常被設(shè)計為可編程控制器(ProgrammingController)。它使用了用于工業(yè)控制的可編程存儲器。該指令用于內(nèi)部存儲執(zhí)行各種機械生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，如邏輯操作、順序控制、時間、計數(shù)、算術(shù)操作等，輸入、輸出等均通過數(shù)字或仿真進行控制。PLC是一種先進的控制技術(shù)，是在電氣邏輯控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以在數(shù)學(xué)操作和順序控制上有一定的優(yōu)越性。繼電器在控制系統(tǒng)中的作用主要有兩種操作：(1)進行邏輯操作；2、做到以弱制強，以弱制強。新型工控裝置PLC，集自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)于一體，成為工業(yè)自動化領(lǐng)域的重要支柱之一。PLC是ProgrammableLogicController(可編程邏輯控制器)的縮寫。是一種新型的基于集成電路和計算機技術(shù)的工控設(shè)備。它具有設(shè)計簡單，安裝維修方便，功能強大，通用性廣，開發(fā)成功率快，可靠性高，抗干擾能力強等優(yōu)點，同時也是一款可靠性高，通用性高的產(chǎn)品，具有小巧輕巧，低功耗的特點?，F(xiàn)已在各種自動化控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為工業(yè)生產(chǎn)自動化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。相對于繼電接觸器系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)的可靠性更高，占用空間也更小。具有與繼電器相媲美的價格競爭力和接觸器控制系統(tǒng)；支持現(xiàn)場手續(xù)變更，易操作、易維護；可以直接控制電磁閥、觸頭等執(zhí)行機構(gòu)；可以與中控系統(tǒng)相銜接。可以將數(shù)據(jù)直接傳送到中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。因此，在經(jīng)濟和理論研究上具有一定價值、能夠推動機械手行業(yè)發(fā)展、擴大自動控制領(lǐng)域應(yīng)用的三維倉庫設(shè)計PLC控制系統(tǒng)。1.2課題設(shè)計的目的和意義在傳統(tǒng)的庫房管理中，裝卸作業(yè)主要依靠人工，效率低下，浪費人力物力，特別是一些大型物資，安全隱患也比較嚴(yán)重。與此同時，大量庫房空地也被占用。3D立體金庫的啟用，解決了這一棘手難題。自動化立體倉庫帶來的社會和經(jīng)濟上的收益是巨大的。它采用了高置物架收納，使收納面積向上擴大，空間利用率也得到了提高。通過層疊存放、微機管理等方式，自動化立體庫房輕松做到超前，有效防止了自然老化、變質(zhì)、破壞物品的發(fā)生。物流作業(yè)和處理效率加快，勞動生產(chǎn)率提高，通過自動存取系統(tǒng)(AS/RS)減輕作業(yè)人員的工作負擔(dān)。即使在黑暗、低溫、污染、有毒、易爆等特殊環(huán)境下使用自動化技術(shù)后，物品的儲存需求也能得到有效滿足。電腦控制能始終對各種信息進行準(zhǔn)確的存儲和管理，減少了搬運貨物時的差錯，減少了搬運資料時的差錯。通過微機管理，使倉容得到有效利用，便于清點盤庫，庫存得到合理降低，資金周轉(zhuǎn)速度加快，流動資金得到節(jié)約，倉容管理水平得到提升。自動化倉庫的信息系統(tǒng)可以無縫整合企業(yè)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化的企業(yè)信息化管理。自動化庫房的引進，對企業(yè)實現(xiàn)管理科學(xué)化，減少浪費，保證生產(chǎn)平衡，促進經(jīng)營管理人員和管理人員素質(zhì)的提高都有很大的幫助。1.3課題設(shè)計的內(nèi)容任務(wù)的核心是三維立體倉庫控制系統(tǒng)的設(shè)計，基于三菱FX2N系列PLC。頭寸主體骨架為12個庫位，另設(shè)物品進站口和出站口各1個。另外，探測開關(guān)也設(shè)置在各庫位底部，以便探測庫房內(nèi)是否有物品進入。有對象的，按相對應(yīng)的方式進行開合探測；無物則放出相應(yīng)的偵測開關(guān)，使之?dāng)嗔选?/p>

2.系統(tǒng)控制方案的確定2.1自動化立體倉庫的概述立體自動倉庫是指以立體置物架系統(tǒng)為主要依托，利用完備的搬運設(shè)備，自動實現(xiàn)物品的收納和取出，無需人工干預(yù)。它是由PLC集成自動控制、通信和機電的高效大容量存儲機構(gòu)。自動化立體庫房的引入，標(biāo)志著庫房功能從傳統(tǒng)的以保管為主向全面流通為主的轉(zhuǎn)變，立體庫房的功能得到了全面的提升。自動化立體倉庫，采用PLC控制，倉儲技術(shù)全面自動化。主要有以下幾個板塊的PLC自動化立體倉庫：高層貨架：鋼結(jié)構(gòu)，用來收納物品。目前主要有兩種基本形態(tài)：焊接架和組合架。托盤(貨箱)：載貨用的器具，也叫工位器具。堆垛機是一種智能機械設(shè)備，實現(xiàn)貨物自動存取。可按構(gòu)造形式分為單柱、雙柱兩種基本型式，也可按服務(wù)型式分為三種基本型式：直路、彎道、轉(zhuǎn)車。傳送機系統(tǒng)是立體庫的主要外圍設(shè)備，其作用是將貨物運至堆頭，或者將貨物移出堆頭，從而將貨物從堆頭上轉(zhuǎn)移出去，從而將貨物從堆頭上轉(zhuǎn)移到堆頭輸送設(shè)備的種類很多，常見的有滾筒輸送機，鏈條輸送機，舉升臺，清理車，抬升機，皮帶機等。AGV系統(tǒng)：即小型車的自動導(dǎo)向。按其導(dǎo)向方式分為兩種，一種是感應(yīng)式導(dǎo)向的小車，一種是LASER導(dǎo)向的小車。自動控制系統(tǒng)(AutomaticControlSystem)是一種驅(qū)動自動化立體庫系統(tǒng)各設(shè)備運行的系統(tǒng)，目前主要以現(xiàn)場總線方式作為控制方式。股票信息管理系統(tǒng)：也叫中央電腦管理系統(tǒng)。是全自動化立體庫系統(tǒng)(Full-AutomaticSystem)的核心。目前典型的自動化立體庫系統(tǒng)都是采用大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來構(gòu)建典型的客戶端/服務(wù)器系統(tǒng)(如ORACLE、SYBASE等)，這些系統(tǒng)可以與其他系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)或整合(如ERP系統(tǒng)等)。2.2采用PLC控制立體倉庫的優(yōu)點1、在利用電力線路上網(wǎng)方面，由于可以實現(xiàn)低成本的網(wǎng)絡(luò)連接，最大的好處就是費用低廉。利用電力線路上網(wǎng)，利用現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)進行通信，從而降低基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的投資成本，而不需要額外鋪設(shè)電話線或光纜線。2、電源線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、無處不在是該技術(shù)的優(yōu)勢。作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的電源線，其龐大的體量是任何一家其它網(wǎng)絡(luò)都望塵莫及的。戶戶通上電源線，讓運營商可以方便地滲透到家家戶戶的網(wǎng)絡(luò)中去。這一技術(shù)一旦商用，肯定會對電信市場的變化起到引領(lǐng)作用。提供了一個很大的機會，讓互聯(lián)網(wǎng)得到普及。3、可以提供高速傳輸?shù)碾娫淳€高速利用電源線上網(wǎng)。德國最大的電力設(shè)備生產(chǎn)商RWE公司承諾，將以超過ISDN拔號上網(wǎng)30倍的速度，比美國電力公司(ADSL)使用其電力線路上網(wǎng)技術(shù)的速度更快！支持各種app在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上就夠了。更便捷的PLC產(chǎn)品也在持續(xù)開發(fā)中。4、PLC帶來便捷網(wǎng)絡(luò)，無論您身處家中哪個角落，只要連接室內(nèi)任意電源插口，即刻擁有！5、永久在線PLC無需繁瑣的撥號步驟，只需接上電源，就能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動連接，擁有「即插即用」的特性！6.利用結(jié)構(gòu)靈活的PLC技術(shù)，可以靈活的增加接入端口的數(shù)量，這樣就可以實現(xiàn)上網(wǎng)，然后就能夠保持資源的高利用率。220V電源變壓器用戶端仍需安裝電源線通信設(shè)備，目前還沒有攻克電力線路信號通過變壓器傳輸?shù)募夹g(shù)難題。7、家庭數(shù)字化PLC技術(shù)可以將家中所有的電器設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)通過電源線連接，實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間信息的自由互通，在室內(nèi)建有局域網(wǎng)絡(luò)(LAND)，人們可以遠程控制家中的電器設(shè)備。2.3系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟立體倉庫系統(tǒng)主要設(shè)計調(diào)試步驟按圖2-1介紹。設(shè)計時主要考慮以下幾點：立體倉控系統(tǒng)1、對立體倉庫的流程條件、管控要求等進行詳細的了解和分析。根據(jù)立體倉控系統(tǒng)的功能需求，選擇合適的輸入輸出設(shè)備加以確定。3.根據(jù)I/O點數(shù)選擇合適的PLC類型。分配I/O點，規(guī)劃PLC輸入輸出點，制作輸出表接線圖或輸入端接線表，使PLC輸入輸出表接線圖根據(jù)工作要求精心調(diào)配的、在整個立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計過程中起到至關(guān)重要核心作用的、周密完整的立體倉庫系統(tǒng)梯形圖程序已經(jīng)設(shè)計完成。這也是在設(shè)計三維立體倉庫體系的整個流程中，重中之重的工作。6.為進一步完善系統(tǒng)程序，在PLC中加載程序進行軟件測試，發(fā)現(xiàn)錯誤并糾正。7、立體倉庫整體調(diào)試整個系統(tǒng)可以進行聯(lián)機調(diào)試，逐一排除調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，直至PLC軟硬件設(shè)計完畢，現(xiàn)場施工完畢，再進行調(diào)試。立體倉控系統(tǒng)圖2-SEQ圖2-\*ARABIC1設(shè)計步驟

2.4系統(tǒng)控制方案需建立體倉庫12個倉庫位置，包括貨物進出和出口。各部位均可自檢，動作示意圖請以圖(2)為準(zhǔn)。如下圖2-2所示的立體建倉結(jié)構(gòu)示意圖。自動堆垛機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(fù)位功能伸叉升降行走線位聯(lián)動自動堆垛機動作指示燈堆垛機控制PLC:Fx-2n-80mr反射式傳感器圖2-2立體倉庫結(jié)構(gòu)示意圖本專題設(shè)計的立體倉庫根據(jù)某物流公司對立體倉庫的特定要求，具有如下作用：1、堆高機(機械手)的自由度要有三個，分別是：向前走，向后走；漲跌互現(xiàn)；向左走，向右走；2、堆垛機的運動由步進電機驅(qū)動；3、堆高車可同時作前進(或后退)、升高(或下落)的動作，可采用堆高車或堆高車同時4、堆高車必須有一個超限位保護，在前進后的后退和上下移動過程中；在每個位置上都必須安裝諸如微動開關(guān)等偵測裝置，以便在錯誤操作時發(fā)出錯誤的警報訊號。6、按倉位號后，可在注銷操作時按銷號操作，不進不出均可。7、緊急停車按鈕一定要設(shè)置在整個電氣控制系統(tǒng)中，以防不測。2.5立體倉庫技術(shù)參數(shù)的確定三維倉表二維一維倉具體參數(shù)出/入貨柜臺最重物品20Kg每個倉位的高度4．5CM倉位的上下距離0．5CM倉位的平行距0．5CM倉位的體積4M3可編程控制器（PLC）電源24VDC堆垛機電源220VAC,50Hz

3.系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計這一設(shè)計通過PLC控制系統(tǒng)來實現(xiàn)對立體倉庫移動的控制，從而對輸入的信號進行快速反應(yīng)，從而達到修復(fù)的目的。圖3-1見控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。手動/自動鍵鍵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PLC圖3-1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.2可編程控制器(PLC)的選型3.2.1PLC概述在本專題中，我們將使用ProgrammableController的英文全稱PLC作為可編程控制器的縮寫?？筛臑椋褐饕獞?yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場、在繼電器控制技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展演變的電子控制器的主流應(yīng)用PLC，采用電子計算機技術(shù)。它是通過執(zhí)行存儲在內(nèi)存中的程序，通過輸出電路的物理過程，控制負載，通過輸出電路的物理過程，將輸入電路傳輸?shù)奈锢硇盘栟D(zhuǎn)換為所需的輸出信息，從而實現(xiàn)的。可以改為：雖然PLC是以電子電腦為基礎(chǔ)的，但是和一般的電腦不完全一樣。一般電腦在做信息輸入和輸出的時候，一般只把注意力放在信息本身上，而對物理過程的信息輸入和輸出考慮得不是很多。PLC需要考慮的問題包括信息的可信度、應(yīng)用場景的實時性與實用性等方面。PLC控制系統(tǒng)在設(shè)計時，需要特別考慮包括易安裝、易維護、抗干擾等因素在內(nèi)的適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的能力。同時要充分考慮信息的輸入和輸出，以及物理上的可靠實現(xiàn)，這可以說是PLC控制實現(xiàn)的兩大要素，而PLC控制正是PLC控制實現(xiàn)的關(guān)鍵所在。PLC可以通過它的外設(shè)和通信接口與外界進行信息傳輸。其作用比繼電裝置的作用要大得多。PLC具有豐富的指令系統(tǒng)，包含多樣的I/O介面、通訊介面、超大容量記憶體以及可靠的自控系統(tǒng)，以達到下列基本功能：邏輯處理功能；數(shù)據(jù)運算功能；準(zhǔn)確定時功能；高速計數(shù)功能；中斷處理（可以實現(xiàn)各種內(nèi)外中斷）功能；程序與數(shù)據(jù)存儲功能；聯(lián)網(wǎng)通信功能；自檢測、自診斷功能?？梢哉f，PLC幾乎也可以實現(xiàn)所有普通小型機可以實現(xiàn)的功能。PLC的功能非常豐富，其他控制器都不具備，這比傳統(tǒng)繼電控制電路的容量要大得多。豐富的功能使PLC應(yīng)用范圍廣泛，支持遠程化、信息化、智能化的自動化門行業(yè)。3.2.2PLC的選型在進行PLC整體系統(tǒng)設(shè)計時，在進行PLC工程設(shè)計選擇前，首先要確定它的控制方案。工藝過程的特點和應(yīng)用需求是確定設(shè)計方案時的主要考慮因素。因此，在進行工程設(shè)計選型與估算時，需要對工藝過程的特點與控制要求進行認(rèn)真分析，并根據(jù)需要明確控制任務(wù)與控制范圍、確定作業(yè)與動作并進行相應(yīng)調(diào)整。對輸入輸出點數(shù)進行評估，對內(nèi)存容量的需求進行評估，確定PLC的功能和外接裝置的特性，再對性能價格相對較高的PLC進行選擇，并對相應(yīng)的控制系統(tǒng)進行設(shè)計。1．輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算輸入/輸出點的評估要留有余地，要慎重考慮。通常會根據(jù)數(shù)據(jù)輸入輸出點的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，將可伸縮性提高10%~20%進行估算。在訂貨時，輸入和輸出點需要根據(jù)廠家PLC的產(chǎn)品特性做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。本題的投檔分預(yù)計為40分，本題的投檔分預(yù)計為21分。2．存儲器容量的估算內(nèi)存容量(MemoryController)是一個可編程控制器本身所能提供的硬件存儲單元尺寸，而程序容量則是用戶應(yīng)用項目在內(nèi)存中實際占用的在設(shè)計階段，程式容量必須在程式完成調(diào)試后才能確定，在設(shè)計階段并不為人所知，因為尚未編寫用戶應(yīng)用程式。在進行選型設(shè)計時，為了對程序容量有一定的估計，通常采用內(nèi)存容量估算為替代估計記憶體的記憶體容量并不是固定的數(shù)學(xué)，而且許多文獻提供了各種不同的差值，以10~15倍計算的大進I/O點數(shù)。將模擬I/O的點數(shù)乘以100，就可以得到這個數(shù)值，這個數(shù)值就是內(nèi)存的全部字?jǐn)?shù)了。另外再考慮25%的數(shù)值作為保管余量。因此，在今后的更新?lián)Q代過程中，選擇一款可存儲5000個梯形圖的PLC內(nèi)存容量是很有必要的，這樣才能保證有充足的可用空間。3．控制功能的選擇此選項涵蓋了操作功能的選擇，控制功能的選擇，通訊功能的選擇，編程功能的選擇，診斷功能的選擇，處理速度的選擇。下面這幾個功能的選擇主要是討論Automatic車門禁閉系統(tǒng)的設(shè)計需求。（1）控制功能順序邏輯控制的實現(xiàn)一般都采用PLC，所以很多時候我們處理模擬量控制都會選擇單回路或者多回路控制器。有時為了實現(xiàn)所需的控制功能，還會采用專門的智能輸入輸出單元。對PLC的處理速度進行了優(yōu)化，存儲空間得到節(jié)省。（2）編程功能離線編程方式是指在編程器處于編程模式的情況下，在不控制現(xiàn)場裝置的情況下，PLC與專門為編程器提供服務(wù)的編程器共用一臺CPU。編程器編程完成后，會切換到運行方式，這時就不能再編程了，CPU開始控制現(xiàn)場設(shè)備。雖然離線編程對系統(tǒng)成本的降低有一定的幫助，但在使用和調(diào)試上卻會增加一定的不便。在網(wǎng)上編程方式中，主機CPU與編程器各有一款自主研發(fā)的CPU。每個掃描期內(nèi)的現(xiàn)場控制工作由主機CPU負責(zé)，數(shù)據(jù)與編程器進行交換。編程器向主機發(fā)送在線編輯的程序或數(shù)據(jù)，根據(jù)接收到的新程序，在下一個掃描期內(nèi)由主機運行。這種方式成本較高，但在大中型PLC中經(jīng)常采用的一種方式，系統(tǒng)調(diào)試和運行起來卻更為簡便。5種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：3種圖形化語言和語句表(IL)，結(jié)構(gòu)文本(ST)，即順序函數(shù)圖(SFC)，梯形圖(LD)，函數(shù)模塊圖(FBD)。應(yīng)選用符合IEC6113123標(biāo)準(zhǔn)的編程語言，并應(yīng)支持滿足特殊控制場合控制需求的C、BASIC等多種編程形式。（3）診斷功能PLC的診斷功能涵蓋了兩大塊，一是硬件，二是軟件。硬件故障定位通過邏輯判斷，軟件故障排查分為兩種，一種是內(nèi)部故障排查，一種是外部故障排查。用軟件對PLC進行內(nèi)部性能診斷和功能診斷稱為內(nèi)部診斷，而用軟件對PLC進行信息交換的部分稱為外部診斷，如CPU診斷和外部輸入輸出等。直接影響運維人員技術(shù)水平要求的PLC診斷功能優(yōu)劣，對平均維護時間也會產(chǎn)生影響。4．機型的選擇(1)PLC的類型除提供多種輸入輸出擴展單元選擇外，F(xiàn)X2系列可編程控制器主機可輕松實現(xiàn)無需更換設(shè)備的I/O點數(shù)增加?？晒┻x擇的車型有16款、24款、32款、64款、80款和128款。經(jīng)濟成本可以通過模塊擴展的方式來實現(xiàn)。這座擁有40路輸入信號、21路輸出信號的立體倉庫的控制系統(tǒng)設(shè)計。外接通訊介面輸入元件包括：偵測元件，扣子，接取貨物，送貨，緊急停止按鈕，限位開關(guān)，限位保護等。展示步進馬達的狀態(tài)，運動指示以及故障提示等資訊。按照配置要求，選擇的I/O點不能低于61：00，實際情況考慮，選擇的I/O點應(yīng)該是80個點。所以我選擇的車型是FX2N-80MR。（2）經(jīng)濟性的考慮在選擇PLC時，性能與售價的比值需要綜合考慮。在考慮經(jīng)濟性的同時，綜合多個方面的因素進行比較和綜合考慮，最終選出符合需求的滿意產(chǎn)品，比如應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等。點數(shù)的進出，對價格的影響是直接的。當(dāng)點數(shù)增加到某一數(shù)值時，就會造成內(nèi)存容量的增加，進而影響CPU的選擇，影響內(nèi)存容量，也影響到對功能范圍的控制。在估算和選擇時，為保證整個控制系統(tǒng)在性價比上更合理，應(yīng)給予充分考慮。項目設(shè)計的小型控制系統(tǒng)立體倉庫，考慮到經(jīng)濟方面的考慮，選用了整體型的PLC。按照我們團隊設(shè)計的40個出庫點、21個輸出功率的立體倉庫來看，為此我們選擇了三菱FX2N-80MR。3.3步進電機的選擇3.3.1步進電機的原理此轉(zhuǎn)子以數(shù)位控制系統(tǒng)中執(zhí)行馬達的一種步距為單位旋轉(zhuǎn)，當(dāng)系統(tǒng)通過電脈沖訊號作用于步進馬達的定子繞組時。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的次數(shù)等于接收到的電脈沖數(shù)量，當(dāng)電脈沖按特定相序作用于電動機時，這種電脈沖就會發(fā)生作用。因此，可以通過修改輸入脈沖的數(shù)量來控制步進電動機轉(zhuǎn)子的機械位移大小；通過對輸入脈沖的通電順序進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對位置的控制，從而對進入電動機轉(zhuǎn)子的機械位移方向進行控制。當(dāng)步進電動機連續(xù)施加特定順序的電脈沖力時，旋翼會沿著與電脈沖頻率成正比的特定方向旋轉(zhuǎn)。因此，可在廣泛的范圍內(nèi)，通過控制步進電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，進而改變電脈沖頻率和通電相序，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的連續(xù)平滑調(diào)整。這一控制功能對于步進電機來說是其他電機所不能替代的。步進電機可以分為磁阻式、永磁式、混合式，而其相數(shù)又有單相、雙相、三相、四相、五相、六相、八相等不同類型，在這些類型中又有不同相數(shù)的增加，可以提高步進電機的性能，但同時也會增加電機的復(fù)雜度和成本，所以在選擇的時候還是要根據(jù)實際需要，慎重考慮，在選擇的時候一定要考慮好步進電機選擇時必須結(jié)合實際，選擇時必須重視3.3.2步進電機的選擇（1）、步進電動機的特點步進馬達(StepMotor)是用來控制運動的特殊馬達，以固定角度(稱為“步距角”)循序漸進地旋轉(zhuǎn)，不會累積誤差，精確度可達百分之百。因此在各種開環(huán)控制系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。②隨著脈沖信號頻率的升高，步進馬達的轉(zhuǎn)速也隨之升高。③、良好的定位控制采用開環(huán)控制(或半閉環(huán)控制)，由于電器的變化，負載的變化，環(huán)境條件的改變，步距值不容易改變。④便于對起剎、正反方向、變速等進行控制。⑤、價格便宜,可靠性高。在需要匹配合適的驅(qū)動電源時，目前步進馬達的主要缺點就是效率低下。這兩種都要選擇在合適的范圍內(nèi)才能派上用場，當(dāng)帶負載慣性的步進電動機需要注意負載力矩的大小和轉(zhuǎn)動慣量的大小時時，這兩種情況都是必須出現(xiàn)的。馬達一定要達到令人滿意的操作表現(xiàn)。由于步進馬達容易失步，容易產(chǎn)生共振，由于工作狀態(tài)的不同，它的加減速方式也會變得復(fù)雜多樣。（2）、步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成與交流或直流電動機不同的是，步進電動機在輸入外部控制信號時，不會自動運轉(zhuǎn)而只啟動步進電動機。控制電動機繞組電流開關(guān)狀態(tài)需要另一臺脈沖發(fā)生器按規(guī)定順序進行的同時，還必須使用控制電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器(位置控制采用PLC作為這個三維倉庫控制系統(tǒng)的脈沖發(fā)生器)。功放及沖分器，確保電動機運轉(zhuǎn)正常。如圖3-2所示，設(shè)置了一個驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動步進馬達和驅(qū)動步進馬達正常運轉(zhuǎn)的直流電源。圖3-2步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的組成（3）、步進電動機的選擇計算選擇階梯式電動機首先考慮的是種類，然后才是具體的種類。要求將電壓低、電流小的步進電動機用于這一立體倉庫控制系統(tǒng)中，并配有采用2相8拍混合式步進電動機的定位轉(zhuǎn)矩螺栓機構(gòu)定位裝置。具體的步進電機規(guī)格及控制裝置應(yīng)綜合考慮速比I、軸向力F、負載轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)矩及運行頻率等因素，并在選擇步進電機時予以綜合考量。由于我們使用螺栓機構(gòu)的定位裝置，已知條件和要求條件為：移動部分總重M=25kg外力Fa=4kg.cm磨擦系數(shù)=0.04螺栓機構(gòu)的效率=O.9螺栓軸徑=1.2cm螺栓長=42cm螺距P=3mm分辨率L=0.01mm移動距離=0.0075mm/步速度V=2m／min計算：設(shè)計采用HB型電動機，2相，1.8°步距角度。速比(設(shè)使用直接驅(qū)動方式)i=m×/(360×L)=2×1.8／(360×O.01)=1軸向力F=Fa+M=4+0.04×25=5kg.cm負載轉(zhuǎn)矩=F×P／(2)+(××)/2=5×0.3／(2×3.14×0.9)+(0.3×1.67×0.3)/(2×3.14)=0.289kg.cm螺栓的慣量=（×××）/32=（3.14×7.9××42×）/32=0.0675kg.移動體的慣量=M×=25×=0.0571kg.負載慣量為=+=0.0675+0.00571=0.1246kg.初步選定按以上計算，步進電動機慣量為0.03千克，空載起動頻率為3000小時。由要求的速度可求出運行的頻率：Thefrequency(f)iscalculatedasV/L=2000/(60×0.01)=3333Hz.可知需要加減速的驅(qū)動方式。齒輪比：G=360°/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(+F)/2=150×0.01×(0.289+5)/(6.28×0.9)=1.40kg.cm最初設(shè)計的裝置通常選擇余量為2至3倍的電動機，所以電動機的扭力為3t，即3×1.40=4.2kg。cm等于0.41牛頓。請多提供一些上下文或者是具體的內(nèi)容，以便我對大家有更好的幫助。根據(jù)上述測算結(jié)果設(shè)計的北京斯達特機電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的以體積小為主要特征的2相8拍混合式步進電機，應(yīng)用于此三維倉庫控制系統(tǒng)。起步和運轉(zhuǎn)頻率都比較高，而且還有諸如定位扭力之類的好處。42BYGHL01型號動力原理圖見圖3-3。插頭連接的時候要留意一下。紅色表示相位為A，藍色表示相位為B。若發(fā)現(xiàn)步進馬達轉(zhuǎn)向有誤，可試著在A或B兩個相位中任意兩條線進行交換。圖3-3步進電機的出線圈

表3-1步進電機的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)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42BYGH10121.8°1.7ADC24V0.44N·M0.24kg3.4步進電機驅(qū)動器的選擇(1)、步進電機驅(qū)動器的選擇需要借助將控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)換為步進電機角度位移的步進電機驅(qū)動器來驅(qū)動步進電機。在控制系統(tǒng)中，驅(qū)動器會將脈沖信號發(fā)送到馬達上，從而使馬達轉(zhuǎn)動的角度呈階梯狀。因此，Step-Mada的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。所有型號的驅(qū)動器都有相同的輸入訊號，包括步進脈沖訊號CP、方向電平訊號DIR、離線訊號FREE(LowPeaceEffect)三路訊號。馬達此時并未產(chǎn)生扭力。此功能會在輸入高電平或懸空狀態(tài)下失效，但馬達仍能運作正常。它們的接口電路在硬盤驅(qū)動器內(nèi)部都是相同的，具體可以看下面這張圖。OPTO端是在驅(qū)動器內(nèi)部以共陽方式連接三路輸入信號的公共端子，所以需要在外部系統(tǒng)的VCC上連接OPTO端。若VCC為+5V，則可直接連接使用。如果VCC不是+5V，則需要在外部加入限流電阻R，以保證將8-15mA的驅(qū)動電流提供給光耦內(nèi)部的驅(qū)動器，具體操作請看圖3-4和圖3-5。在這個立體倉庫中，外部需要增加一個1.8K的限流電阻R，因為FP0提供的電平是24V，而輸入部分的電平是5V。通過與外部限流電阻R連接，圖3-4的輸入信號接口電路構(gòu)成圖3-5所示電路。有兩種輸出信號：步進馬達驅(qū)動器。①、初信號：每次開機后，在固定的相位上，驅(qū)動器就會開始向馬達進發(fā)，馬達是第一個相位。初始相位訊號指的是此訊號在運行至初始相位的每一步中都會輸出較高的電平，反之則為較低的電平。這個訊號和控制系統(tǒng)互相配合，可以產(chǎn)生介面如圖3-6所示的相位記憶功能。圖3-6初相位信號接口電路2、各驅(qū)動器會產(chǎn)生報警信號輸出，具有多種保護功能，當(dāng)出現(xiàn)過壓、過流、過溫等問題時。當(dāng)保護功能被觸發(fā)時，驅(qū)動器會自動進入脫機狀態(tài)，從而切斷電動機的電源供應(yīng)，但此時控制系統(tǒng)可能尚未收到相應(yīng)的信息，此時就會出現(xiàn)控制系統(tǒng)失靈的情況。使用“警報輸出訊號”，需要通知系統(tǒng)。此訊號在兩個輸入接線端子中占據(jù)，而這兩個端子是在警報響起時，接線端子會立即關(guān)閉的繼電器一端的常開觸頭(常開觸頭)。觸點不變，處于正常駕駛狀態(tài)。觸點規(guī)格：DC24V/1A或AC11OV/O.3A。通常情況下，對于如圖3-7所示的兩相四線馬達，可以直接連接到Driver上。圖3-7電機與驅(qū)動器接線圖所以我用的是SH系列的SH-2H057步進電機驅(qū)動器。由POWERINPUT版塊，信號輸入版塊，輸出版塊組成。采用鑄鋁結(jié)構(gòu)的SH-2H057步進馬達驅(qū)動器適用于功率較小的驅(qū)動器。結(jié)構(gòu)是不需要額外風(fēng)扇的緊湊密閉設(shè)計，外殼本身就是暖氣片。所以使用時要用金屬板厚一點的或者機柜厚一點的那種，導(dǎo)熱的硅脂要涂在接觸面之間。加個風(fēng)扇在旁邊，散熱法也很管用哦！馬達傳動電氣技術(shù)資料本步驟如下：表3-2步進馬達傳動電器技術(shù)資料驅(qū)動器型號相數(shù)類別細分?jǐn)?shù)通過撥位開關(guān)設(shè)定最大相電流開關(guān)設(shè)定工作電源SH-2H057二相或四相混合式二相八拍3.0A一組直流DC(24V-40V)圖3-8為跨入馬達行車接線示意圖。圖3-8圖示采用的是Step-Machine驅(qū)動接線方式。3.5傳感器的選擇在這個立體倉庫中，貨物檢測采用的是使用變頻光技術(shù)，能夠抵御周圍外來光源干擾的日本OMRON公司生產(chǎn)的E-SPY402凹槽反射式插口傳感器。采用變調(diào)光技術(shù)，受外界光線干擾的可能性相對于直流光而言要小得多；適用于供電電壓范圍較廣的DC5-24V；同時帶有方便調(diào)節(jié)的光軸標(biāo)識。圖3-9為進光式顯示燈，方便調(diào)節(jié)，并具有動作確認(rèn)功能；輸出回路地圖Timemap和反射傳感器。圖3-9為時間示意圖和輸出回路示意圖，反射式傳感器。裝備上為連裝紅色、藍色、黑色3枚。其中Power的正極接紅線，負極接黑線，而輸出訊號則使用藍線(BlueLine)。在裝置接近擋位時，輸出等級為較低等級；反之，就是水平高。一定要避免在使用感應(yīng)器時，過近距離安裝，以免對正常運轉(zhuǎn)造成影響；一定要用連接插頭的方式連接，千萬不要將接線端子焊死，不要將插頭與插頭連接在一起。此傳感器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為:表3-3傳感器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)型號EE-SPY402形狀立式檢測方式反射型檢測距離5mm(反射率90﹪15×15mm)應(yīng)差距離0.2mm(檢測距離3mm,橫方向)光源(發(fā)光波長)GaAs～紅外發(fā)光二級管(940nm)顯示燈入光時燈亮

(紅)電源電壓DC5～24V±10﹪脈動(p-p)5﹪以下消耗電流平均值15mA以上50mA以下控制輸出NPN電壓輸出負載電源電壓DC5～24V負載電流80mA以下殘留電壓1.0以下(負載電流80mA時

)殘留電壓0.4以下(負載電流10mA時

)應(yīng)答頻率100HZ使用環(huán)境照度受光面照度燈光照明、自然照明：各3，000x以下環(huán)境溫度運行溫度范圍為-10°C至+55°C，儲存溫度范圍為-25°C至+65°C(不凍)。環(huán)境濕度動作時：5~85rh保存時5~95rh(不結(jié)露)。耐久振動10～55HZ上下振幅1.5mmXYZ各方向2h耐久沖擊500m/X、Y、Z各方向三次保護構(gòu)造IEC規(guī)格IP50連接方式插接式(軟釬不能焊)質(zhì)量約2.6g外殼材質(zhì)聚碳酸酯(PC)3.6微動開關(guān)的選擇在這套立體的倉庫管理系統(tǒng)中，共有13個頭寸，其中4個等級，每個等級設(shè)12個頭寸，加上特殊的頭寸，編號為0。每個位置都設(shè)有貨物偵測的微動開關(guān)，對應(yīng)的微動開關(guān)會在有貨物時觸發(fā)動作。PLC的輸入點對應(yīng)的是X22-X36的這一信號。此外，為了提高安全性，確保在程序出錯時不會對立體倉庫造成破壞，微動開關(guān)分別安裝在X軸的左限位和Y軸的下限位上，作為限位保護。如下圖3-10所示的微動開關(guān)原理圖。圖3-10微動開關(guān)原理圖3.7PLC輸入輸出分配表PLC輸入輸出的分配是在PLC輸入輸出控制要求的基礎(chǔ)上進行的，其具體規(guī)定可參照表3-4。表3-4PLC輸入輸出I/O分配X0啟動X24檢驗2號倉庫Y0前進X1手動/自動X25檢驗3號倉庫Y1后退X2取出X26檢驗4號倉庫Y2向上X3送進X27檢驗5號倉庫Y3向下X4取消X30檢驗6號倉庫Y4送進X5急停X31檢驗7號倉庫Y5取出X61號倉庫的鍵X32檢驗8號倉庫Y6顯示取出X72號倉庫的鍵X33檢驗9號倉庫Y7顯示送進X103號倉庫的鍵X34檢驗10號倉庫Y10顯示操作錯誤X114號倉庫的鍵X35檢驗11號倉庫Y11顯示1號倉庫X125號倉庫的鍵X36檢驗12號倉庫Y12顯示2號倉庫X136號倉庫的鍵X37前進限制Y13顯示3號倉庫X147號倉庫的鍵X40后退限制Y14顯示4號倉庫X158號倉庫的鍵X41后退超過Y15顯示5號倉庫X169號倉庫的鍵X42向上限制Y16顯示6號倉庫X1710號倉庫的鍵X43向下限制Y17顯示7號倉庫X2011號倉庫的鍵X44向下超過Y20顯示8號倉庫X2112號倉庫的鍵X45前時限制Y21顯示9號倉庫X22檢驗0號倉庫X46取出限制Y22顯示10號倉庫X23檢驗1號倉庫X47取出超過Y23顯示11號倉庫Y24顯示12號倉庫

3.8電氣原理圖的設(shè)計下面這張圖3-11原理圖是根據(jù)題目的設(shè)計要求，按照立體倉庫分析設(shè)計出來的。指示燈D指示燈Dc24vCP步進脈沖DIR方向電平OPTO公共陽端PLCFX2N-80MRX0X5X.2X.3X4X37X40X41X42X43X44X45X46X47X6……X21X22……X36X1COMCOMY6Y7Y10Y11…………Y24Y0Y1Y2Y3Y4Y5SB1SB3SB2SB4SB5限制開關(guān)微動開關(guān)SB6SB21急停SB0啟動手動/自動 圖3-11電氣原理圖

4系統(tǒng)控制軟件設(shè)計4.1PLC梯形圖概述梯形圖被稱為PLC領(lǐng)域首選的編程語言，是圖形編程語言中最常用的一種。對于開關(guān)量邏輯控制特別合適的工廠電器人員來說，梯形圖很像電氣控制系統(tǒng)的電路圖，很容易理解，也很直觀，很容易上手。梯形圖一般是用來表示電路或程序的，畫梯形圖叫編程。雖然以繼電器命名，但實際上并非真正意義上的物理繼電器，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等都是編程元件，應(yīng)用于PLC的梯形圖。這些并不是實際的存儲單元，而是稱為軟繼電器的存儲單元，其中每一臺軟繼電器都對應(yīng)著一個映像寄存器存儲單元(plcmemorystorageUnit)，如果存儲單元的值為“1”，則說明軟繼電器對應(yīng)的線圈在梯形圖中是帶電的，此時常開的觸頭是閉合的，如果一個映像寄存器的存儲單元常閉的觸頭是打開的，我們把這種處于“1”或“on”狀態(tài)的狀態(tài)稱為軟繼電器。若儲存單位為「0」?fàn)顟B(tài)，則與前述相反之軟繼電器線圈及觸點對應(yīng)之狀態(tài)，此時稱為「0」或「閉」?fàn)顟B(tài)(閉)。這些“軟繼電器”在實際應(yīng)用中常被稱作編程元件。可根據(jù)電壓等級的不同區(qū)分開關(guān)量，包括220VAC、110VAC、24VDC等，也可按隔離方式，如繼電器隔離、晶體管隔離等。模擬量按其精確度的不同，可分為不同等級，如12位、14位、16位等。傳感器可以根據(jù)不同的信號類型分為多種類別，如電流型(4MA-20MA、0MA-20MA)和電壓型(0V-10V、0V-5V、-10V-10V)。除常見的輸入/輸出方式外，還有熱電阻、熱電偶、脈沖模塊等特殊的輸入/輸出模塊。兩面垂直連接在梯形圖上的線叫母線。對梯形圖的邏輯關(guān)系進行分析，可以用左端為正極，右端為負極的直流電源電壓類比左母線和右母線，使繼電器電路圖的分析方法得到借鑒。此類比按左流到右流的電流。右邊主線不必勾畫。通過分析梯形圖中觸點的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，可以在相應(yīng)的線圈上推導(dǎo)出編程元件的狀態(tài)，這個過程就叫做邏輯解算梯形圖按照從左到右、從上到下的順序，在梯形圖中依次進行邏輯解法。解完了馬上用它的結(jié)果。邏輯解算不依賴外部輸入觸點的狀態(tài)或瞬時解算，而是基于輸入映像寄存器的值。輸入輸出模塊(I/O)與氣動回路連接。輸入信號的狀態(tài)由輸入暫存器記錄，輸出點顯示輸出鎖存器的狀態(tài)，I/O模塊對PLC的輸入/輸出電路進行了整合。輸入模組會將模擬訊號轉(zhuǎn)換成數(shù)位訊號，輸入到PLC系統(tǒng)中，而輸出模組則會進行相反的操作。輸入與輸出可分為不同的模塊，有數(shù)量型輸入(DI)，數(shù)量型輸出(DO)，模擬型輸入(AI)，模擬型輸出(AO)等?？蓪㈤_關(guān)量按電壓等級、隔離方式進行分類，其中電壓等級包括220VAC、110VAC、24VDC，而隔離方式分為繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量按其精確度的不同，可分為不同等級，如12位、14位、16位等。根據(jù)訊號種類的不同，可分為，電流訊號種類(4-20mA、0-20mA)和電壓訊號種類(0-10V、0-5V、-10-10V)等。除了常見的輸入/輸出介面之外，還有熱電阻、熱電偶、脈沖模塊等特殊的I/O模組。4.2三菱編程軟件的特點這一梯形圖設(shè)計采用的是GXDeveloper程序設(shè)計軟件，由三菱公司開發(fā)。1、制作程序2.可編程控制器CPU寫入/讀出監(jiān)視功能很重要，包括一邊監(jiān)視電路，一邊進行軟體著陸監(jiān)視。當(dāng)自動門控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障時，這些功能是必不可少的。為驗證程序是否能正常工作而進行模擬調(diào)試，在可編程控制器的CPU中模擬加載已編寫的可編程控制器程序。程序性檢查是完成自動門程序時很關(guān)鍵的一點。PC的診斷功能能夠迅速檢測出錯誤的狀態(tài)或故障的歷史，幫助使用者迅速恢復(fù)正常的運作。這是一個重要的功能，可以在自動門系統(tǒng)之后找到故障。GXDeveloper7.0軟件的特長：1、軟件的共通化GXDeveloper是一款適用于三菱Q系列、QNU系列QS系列、QNA系列、ANS系列、ANA系列、FX系列等全系列可編程控制器的三菱PLC編程軟件。支持梯形圖，指令表，SFC，ST和FB，Label等多種語言的程序設(shè)計，可轉(zhuǎn)換成GPPQ，GPPA格式的Data系列。此外，在選用FX系列后，其編程界面和幫助文檔都已漢化，占用空間小，文檔也可轉(zhuǎn)換為FXGP(DOS)和FXGP(WIN)格式。將Windows的優(yōu)勢發(fā)揮到極致，操作更加方便，可以方便的復(fù)制、粘貼各種文檔和數(shù)據(jù)的高效利用。3、程序的標(biāo)準(zhǔn)化(1)標(biāo)號編程若使用記號程式制作可編程控制器程式，只需依照記號制作標(biāo)準(zhǔn)程式即可，無須了解軟體元件的編號。可根據(jù)匯編使用標(biāo)號編程制作的程式，使之成為實際的程式。(2)功能塊FB是一種簡化順序程序開發(fā)流程，旨在提高開發(fā)效率的常用順序程序回路模塊化的功能。此外，零件化還能防止順序輸入錯誤被套用到其他程序中。(3)宏只需將宏定義名稱(宏登錄)加入任意回路模式，通過簡單命令，在登錄文檔后即可讀取已登錄的回路模式，從而更加靈活地進行軟元件操作。4、能夠簡單設(shè)定和其他站點的鏈接即使通過圖形界面實現(xiàn)了連接對象的指定，復(fù)雜的系統(tǒng)也能輕松設(shè)置。

4.3系統(tǒng)流程圖圖解四：1、分析系統(tǒng)工作過程。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC1系統(tǒng)流程圖

4.4梯形圖的設(shè)計本系統(tǒng)編寫梯形圖順控程序采用SWOPC-FXGP/Win-C編程軟件，遵循以下編程規(guī)則編寫。各繼電器線圈、觸點編號一致，不限次數(shù)使用元件觸點。梯形圖各線起于左側(cè)，線圈與右側(cè)相連，右側(cè)不允許再有接點。3.線圈不能直接接在左邊的母線上。節(jié)目中要避免重復(fù)使用會造成雙線圈輸出現(xiàn)象，容易造成操作失誤的同號線圈。在梯形圖中，為了便于分析plc的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，盡管實際上并沒有真正意義上的電流流動，但我們假的有“電流”在流動。梯形圖中只能單向流動這種“電流”——也就是只能從左流到右流，只能從上往下進行層次的變換。具體梯形圖見附錄I。

5.系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)論5.1梯形圖程序的下載（傳送）1．傳輸設(shè)置需要先配置網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)置，然后才能將已經(jīng)編寫好的程序從GXDeveloper下載到PLC。先將PLC與電腦串口連接，然后點擊Online-Transfer設(shè)置，就可以開啟傳輸設(shè)置對話框，將FX2NPLC設(shè)備設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)上?？梢栽谥С衷O(shè)定其他網(wǎng)絡(luò)站點的同時，設(shè)置PLC與計算機之間的串口通信，包括設(shè)置通信端口和通信方式，并進行通信測試。2．梯形圖寫入PLC點擊ONLINE-C寫入，開啟相關(guān)設(shè)置并執(zhí)行的“C寫入”對話框，將寫好的程序?qū)懭氲紾XDeveloper中。圖5.1首頁可以看到。選擇好要下載到PLC的內(nèi)容后，點擊執(zhí)行，就可以把寫好的梯形圖程序下載到PLC的CPU上了。圖5-1首頁5.2程序運行過程記錄將所有程序燒錄到PLC后，先進行模擬調(diào)試，通過PLC程序設(shè)計軟件完成。模擬調(diào)試成功后，再實地調(diào)試與外部連接線的連接?，F(xiàn)場調(diào)試的具體步驟見