立體倉(cāng)庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要I完成時(shí)間： 2013-06-053用誡/ F疣1 enan University of Urban Cinstruction畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題 目：立體倉(cāng)庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué) 院：電氣與信息工程學(xué)院專 業(yè)：自動(dòng)化姓 名：指導(dǎo)老師：任琦梅摘要本文主要設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)化的立體倉(cāng)庫系統(tǒng)，首先對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行討論，確 定了系統(tǒng)的模塊組成、功能以及各模塊之間的聯(lián)系，并對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行 討論，提出解決方案。其次對(duì)于立體倉(cāng)庫的控制系統(tǒng)也進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要采用可 編程控制器件來對(duì)其進(jìn)行控制，通過 PLC編程軟件對(duì)立體倉(cāng)庫的整個(gè)運(yùn)作進(jìn)行了 PLC程序的設(shè)計(jì)，主要以手動(dòng)和自動(dòng)兩種不

2、同的方式控制， 并對(duì)意外情況的發(fā)生也 作了意外處理程序的設(shè)計(jì)。為了更好的驗(yàn)證此立體倉(cāng)庫的設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)思想制作了一個(gè)12倉(cāng)位的立體倉(cāng)庫模型，該模型系統(tǒng)采用了先進(jìn)的 PLC控制器控制，通過內(nèi)部PLC程序的設(shè)計(jì), 能根據(jù)控制要求靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，并能通過步進(jìn)電機(jī)、運(yùn)動(dòng)機(jī)械裝置等 組成的自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)貨物進(jìn)行準(zhǔn)確的送取。最后通過該系統(tǒng)的模擬運(yùn)行，驗(yàn)證了此立體倉(cāng)庫運(yùn)行平穩(wěn)，送取貨物定位準(zhǔn) 確，安全可靠。關(guān)鍵詞：立體倉(cāng)庫，電氣控制，PLC，仿真河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要AbstractThe title mai nly talk about the automatic tridime

3、nsio nal warehouse system.Firstly it focuses on design of systems modules, functions, and the linkages between the various modules, and then makes some proposed solutions for expected problems. Secon dly, the tridime nsio nal warehouse con trol systems has bee n desig ned primarily to use programmab

4、le con trol device to con trol, through the PLC program ming software for the entire tridimensional warehouse operation of the PLC program design, developed manual and automatic two way control, and the design of unexpected accide nts treatme nt program is also con ducted.In order to verify the desi

5、gn of tridimensional warehouse better, according to design innovations, I built a 12 storage rooms tridimensional warehouse model, the model system adopts adva need PLC con troller, the internal PLC program desig n control requireme nts for a flexible and convenient way of system con figurati on, th

6、e automatic con trol systems made up with stepper motors and other mecha ni cal devices en sures an accurate delivery of goods.Fin ally, the whole system has bee n verified as a safe, reliable, accurate, and stable operati onal tridime nsio nal warehouse through virtual test.Keywords:tridime nsio na

7、l warehouse ,electrical con trol, plc, simulatio n河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 摘要 I HYPERLINK l bookmark6 o Current Document Abstract n HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1引言1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.1立體倉(cāng)庫的概述 1 HYPERLINK l boo

8、kmark14 o Current Document 1.1.1立體倉(cāng)庫的發(fā)展歷史 1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.1.2立體倉(cāng)庫的組成 1 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.2立體倉(cāng)庫的優(yōu)點(diǎn)2 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1.3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀2 HYPERLINK l bookmark24 o Current Doc

9、ument 1.3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀2 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 1.4立體倉(cāng)庫設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求及主要思路 3 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 2立體倉(cāng)庫設(shè)計(jì)方案 4 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2.1立體倉(cāng)庫系統(tǒng)的構(gòu)成 4 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 2.1.1系統(tǒng)模塊組成 4 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 2.1.2系統(tǒng)模

10、塊的功能4 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 2.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能及實(shí)現(xiàn)過程 5 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 2.2.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能5 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 2.2.2功能實(shí)現(xiàn)過程 5 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 3立體倉(cāng)庫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 7 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 3.1立體倉(cāng)庫硬件系統(tǒng)構(gòu)成 7 HYPERLI

11、NK l bookmark50 o Current Document 3.2立體倉(cāng)庫的設(shè)備選型 8 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 3.2.1步進(jìn)電機(jī)原理及選型 83.2.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊 9 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 3.2.3電源模塊原理及其選型 11 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 3.2.4微動(dòng)開關(guān)的工作原理及型號(hào)選擇 12 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 3.2.4

12、PLC 的選擇13 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 3.2.5立體倉(cāng)庫控制系統(tǒng)的硬件連接圖 14 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 4立體倉(cāng)庫系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 15 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 10地址分配表15 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document PLC的編程軟件16 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 4.3立體倉(cāng)庫控制程序的設(shè)計(jì) 16 HY

13、PERLINK l bookmark70 o Current Document 4.3.1立體倉(cāng)庫的程序流程圖 16 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 4.3.2 PLC主要功能程序設(shè)計(jì) 17 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 5程序的仿真與調(diào)試 20 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 5.1仿真軟件的概述20 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 5.2程序的仿真過程與調(diào)試 20 HYPERLINK

14、 l bookmark80 o Current Document 結(jié)論22 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 參考文獻(xiàn)23 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 致謝24 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 附錄立體倉(cāng)庫控制系統(tǒng)的 PLC程序 25河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1引言 1引言自動(dòng)化立體倉(cāng)庫，也叫自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)，物流倉(cāng)儲(chǔ)中出現(xiàn)的新概念，利用立 體倉(cāng)庫設(shè)備可實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫高層合理化，存取自動(dòng)化，操作簡(jiǎn)便化：自動(dòng)化立體倉(cāng)庫， 是當(dāng)前技術(shù)水平較高的

15、形式。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫的主體由貨架，巷道式堆垛起重機(jī)、 入（出）庫工作臺(tái)和自動(dòng)運(yùn)進(jìn)（出）及操作控制系統(tǒng)組成。貨架是鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物或結(jié)構(gòu)體，貨架內(nèi)是標(biāo)準(zhǔn)尺寸的貨位空間，巷道堆垛起重機(jī) 穿行于貨架之間的巷道中，完成存、取貨的工作，由于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫的作業(yè)效 率及自動(dòng)化的技術(shù)水平可以使得企業(yè)物流效率大幅提升，立體庫的基本技術(shù)也日 益成熟，因此越來越多的企業(yè)開始采用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫。很多企業(yè)不僅建設(shè)中大 型的立體庫，也根據(jù)需要建設(shè)了很多中小型自動(dòng)化立體庫。因此，隨著經(jīng)濟(jì)的不 斷發(fā)展，立體倉(cāng)庫的應(yīng)用更為廣泛。1.1立體倉(cāng)庫的概述1.1.1立體倉(cāng)庫的發(fā)展歷史立體倉(cāng)庫一詞起源于“高層貨架”，一

16、般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高 的貨架儲(chǔ)存單元貨物，隨著科技的發(fā)展，人們逐漸采用起重、裝卸、運(yùn)輸機(jī)械設(shè) 備等相應(yīng)的物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉(cāng)庫。由于這類倉(cāng)庫能充分 利用空間儲(chǔ)存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉(cāng)庫”。倉(cāng)庫的產(chǎn)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；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；1963年美國(guó)率先在高架倉(cāng)庫中采用計(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。此后，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫在美國(guó)和歐洲 得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學(xué)科。60年代中期，日本開始興建立體倉(cāng)庫，并 且

17、發(fā)展速度越來越快，成為當(dāng)今世界上擁有自動(dòng)化立體倉(cāng)庫最多的國(guó)家之一。立體倉(cāng)庫由于具有很高的空間利用率、很強(qiáng)的入出庫能力、采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行 控制管理又利于企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化管理等特點(diǎn)，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺 少的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，越來越受到企業(yè)的重視。1.1.2立體倉(cāng)庫的組成立體倉(cāng)庫一般由高層貨架、倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備、建筑物及控制和管理設(shè)施等部分 組成，貨架形式有很多，材料一般用鋼材或鋼筋混凝土制作。鋼貨架的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu) 件尺寸小，倉(cāng)庫空間利用率高，制作方便，安裝建設(shè)周期短。而且隨著高度的增 加，鋼貨架比混凝土貨架的優(yōu)越性更加明顯。為了提高貨物裝卸、存取效率，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫一般使用貨箱或托盤盛放貨物。貨箱與托盤的

18、基本功能是盛放小件 物料，同時(shí)還應(yīng)便于運(yùn)輸車和堆跺機(jī)的插取和存放。搬運(yùn)設(shè)備是自動(dòng)化倉(cāng)庫中的 重要設(shè)備，它們一般由電力驅(qū)動(dòng)，通過手動(dòng)或自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)把貨物從一處搬運(yùn) 到另一處。輸送系統(tǒng)必須具有高度的可靠性。在立體倉(cāng)庫內(nèi)，一般只有一套輸送 系統(tǒng)，一旦發(fā)生故障，就會(huì)使整個(gè)倉(cāng)庫工作受到影響。所以，要求輸送系統(tǒng)的各 個(gè)環(huán)節(jié)上的設(shè)備可靠、耐用、維修方便。對(duì)輸送系統(tǒng)設(shè)置手動(dòng)控制做后備。1.2立體倉(cāng)庫的優(yōu)點(diǎn)使用自動(dòng)化倉(cāng)庫可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，主要來自以下幾個(gè)方面：1）高層貨架儲(chǔ)存。由于使用高層貨架儲(chǔ)存貨物，存儲(chǔ)區(qū)可以大幅度的向高空發(fā) 展,充分利用倉(cāng)庫地面和其空間，因此節(jié)省了庫存占地面積，提高了空間

19、利用率。2）自動(dòng)存取。使用機(jī)械和自動(dòng)化設(shè)備，運(yùn)行和處理速度快，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率， 減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度同時(shí)能方便的納入企業(yè)的物流系統(tǒng)，使企業(yè)物流更趨合 理化。3）計(jì)算機(jī)控制。計(jì)算機(jī)能準(zhǔn)確無誤的對(duì)各種信息進(jìn)行儲(chǔ)存和管理，因此能減少 貨單處理和信息處理過程中的差錯(cuò)。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀60年代中期，日本開始興建立體倉(cāng)庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當(dāng)今世 界上擁有自動(dòng)化立體倉(cāng)庫最多的國(guó)家之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)有各種類型的自 動(dòng)化立體倉(cāng)庫20000多座，日本有38000多座，德國(guó)有10000多座，英國(guó)有4000 多座，前蘇聯(lián)有1500多座。堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫的主要作業(yè)機(jī)械

20、，擔(dān)負(fù)著出 庫、進(jìn)庫、盤庫等任務(wù)，是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫的核心部件，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫的發(fā)展 就是以堆跺機(jī)的發(fā)展為主要標(biāo)志的，目前巷道式堆跺機(jī)為主要發(fā)展方向。1.3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀對(duì)立體倉(cāng)庫及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開始并不晚，1963年研制成第一臺(tái)橋式堆垛起重機(jī)，1973年開始研制我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫（高 15 米，機(jī)械部起重所負(fù)責(zé)），該庫1980年投入運(yùn)行。到2003年為止，我國(guó)自動(dòng)化立 體倉(cāng)庫數(shù)量已超過200座。立體倉(cāng)庫由于具有很高的空間利用率、很強(qiáng)的入出庫 能力、采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理而利于企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化管理等特點(diǎn)，已成為企業(yè) 物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，越來越受到企業(yè)的重視

21、。盡管如此，至今 在我國(guó)已建成的集成化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)還不多，我國(guó)的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家 相比，無論是從數(shù)量上還是從建設(shè)水平上都有著比較大的差距。1.4立體倉(cāng)庫設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求及主要思路小型立體倉(cāng)庫的電氣控制系統(tǒng)由 PLC來實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)分手動(dòng)和自動(dòng)兩種方 式。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能主要有：取（由零位出發(fā)到指定倉(cāng)位號(hào)取貨并送到入貨臺(tái)）； 入（到零位取貨并送入指定倉(cāng)位號(hào)）等功能，在執(zhí)行完任務(wù)后自動(dòng)返回到零位等 待下一指令。1、堆垛機(jī)前進(jìn)（或后退）運(yùn)動(dòng)和上（或下）運(yùn)動(dòng)可同時(shí)進(jìn)行2、堆垛機(jī)前進(jìn)、后退和上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)必須有超限位保護(hù)3、每個(gè)倉(cāng)位必須有檢測(cè)裝置（微動(dòng)開關(guān)），當(dāng)操作有誤時(shí)發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)警信號(hào)4、倉(cāng)位共有

22、12個(gè)，3行4列，在設(shè)置一個(gè)初始0倉(cāng)位5、當(dāng)按完倉(cāng)位號(hào)后，沒按入或取前，可以按取消鍵進(jìn)行取消該操作6整個(gè)電氣控制系統(tǒng)必須設(shè)置急停按鈕，以防發(fā)生意外本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要思路是：第一、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃，此階段主要進(jìn)行資 料搜集和閱讀工作；第二、對(duì)系統(tǒng)的硬件原理的理解和消化并對(duì)其進(jìn)行合理地選 擇；第三、對(duì)系統(tǒng)軟件的編寫并在模擬系統(tǒng)中進(jìn)行軟件的核對(duì)；第四、在時(shí)間允 許的情況下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試；最后、整理資料進(jìn)行論文撰寫工作。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2立體倉(cāng)庫設(shè)計(jì)方案 2立體倉(cāng)庫設(shè)計(jì)萬案2.1立體倉(cāng)庫系統(tǒng)的構(gòu)成2.1.1系統(tǒng)模塊組成本文所設(shè)計(jì)的立體倉(cāng)庫系統(tǒng)主要由人機(jī)接口界面、控制裝置、驅(qū)動(dòng)模塊、

23、電機(jī)制動(dòng)裝置、機(jī)械部件和倉(cāng)位模塊所構(gòu)成，它們之間的關(guān)系如圖2.1所示。人機(jī)接口界面控制裝置I二1驅(qū)動(dòng)模塊圖2.1立體倉(cāng)庫系統(tǒng)模塊電機(jī)制動(dòng)裝置操作人員通過人機(jī)接口界面，對(duì)立體倉(cāng)庫輸入命令，比如將貨物送到某一倉(cāng) 位，人機(jī)接口界面將這一命令傳送給控制裝置，控制裝置會(huì)根據(jù)這一命令作出簡(jiǎn) 單判斷，即執(zhí)行還是不執(zhí)行，比如該倉(cāng)位已滿，那么將不予執(zhí)行，所以控制裝置 會(huì)首先去接受來自倉(cāng)位模塊的反饋信息，如果該倉(cāng)位未被占據(jù)，則控制裝置接收 到這一信息后將會(huì)調(diào)用執(zhí)行該命令的相應(yīng)程序并執(zhí)行，以此來控制和它相連的驅(qū) 動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊的作用是去驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)裝置，通過電機(jī)制動(dòng)裝置的運(yùn)作會(huì)帶 動(dòng)相應(yīng)的機(jī)械部件，機(jī)械部件將會(huì)把

24、貨物運(yùn)送到合適的倉(cāng)位，或是從合適的倉(cāng)位 中取出貨物，以此來實(shí)現(xiàn)操作人員取送貨物的目的。2.1.2系統(tǒng)模塊的功能人機(jī)接口界面主要指的是由人來進(jìn)行機(jī)械或設(shè)備操作的平臺(tái)，在立體倉(cāng)庫中， 人機(jī)接口界面承擔(dān)了操作人員控制立體倉(cāng)庫正常運(yùn)行的作用。操作人員通過人機(jī) 接口界面可以向立體倉(cāng)庫發(fā)出操作命令，這其中包括：貨物的出入庫方式以及存 放的倉(cāng)庫位置編號(hào)。另外為了讓操作人員能更清楚地看到所選倉(cāng)位編號(hào)，在人機(jī) 界面上還可加入倉(cāng)位編號(hào)以及當(dāng)前狀態(tài)顯示。在對(duì)控制裝置的設(shè)計(jì)中，可以利用可編程控制器（ PLC,可以在PLC控制器 寫入用以控制立體倉(cāng)庫工作的程序，包括初始化程序、貨物出入庫程序、狀態(tài)顯 示程序等等。當(dāng)控制

25、器接收到來自人機(jī)接口界面的命令之后，就可以做出邏輯判 斷是否相應(yīng)，然后調(diào)用事先設(shè)定好的程序執(zhí)行。驅(qū)動(dòng)模塊的信號(hào)主要由控制模塊輸入，作用是驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)制動(dòng)裝置工作， 并起到電路保護(hù)的作用，即過壓、過流保護(hù)。電機(jī)制動(dòng)裝置主要用于帶動(dòng)后續(xù)的機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)，機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)目的就是 為了將貨物移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢?，而機(jī)械部件本身沒有動(dòng)力，因此需要依靠電機(jī)制 動(dòng)裝置來帶動(dòng)它的運(yùn)動(dòng)。要將貨物從起始位置運(yùn)送到倉(cāng)庫中或是從倉(cāng)庫中取出到 起始位置。倉(cāng)位模塊一般可以設(shè)計(jì)成框架結(jié)構(gòu)，在材料的選取上應(yīng)選用比較堅(jiān)固的材質(zhì)， 比如鋼質(zhì)或鐵質(zhì)材料，在外形的設(shè)計(jì)上最好是比較整齊的排列，比如最常用的是 陣列式結(jié)構(gòu)，如NX M型倉(cāng)位，

26、即橫向N排倉(cāng)位和縱向M列倉(cāng)位整齊排列，這樣比 較有利于對(duì)貨物移送定位的控制。在傳送平臺(tái)到達(dá)貨物倉(cāng)位后應(yīng)如何進(jìn)行貨物出 入庫作業(yè)在傳送平臺(tái)到達(dá)貨物倉(cāng)位后應(yīng)如何進(jìn)行貨物出入庫作業(yè)同時(shí)在每一個(gè)倉(cāng) 位的設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮到倉(cāng)位當(dāng)前狀態(tài)信息的傳遞，比如倉(cāng)位是否已經(jīng)存有貨物，否 則如果向已滿的倉(cāng)位再送入貨物會(huì)導(dǎo)致倉(cāng)庫的運(yùn)行發(fā)生錯(cuò)誤或損壞貨物以及倉(cāng)庫 的硬件設(shè)備。2.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能及實(shí)現(xiàn)過程2.2.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能立體倉(cāng)庫系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)貨物的出入庫操作，本文設(shè)計(jì)的立體倉(cāng)庫可 以實(shí)現(xiàn)下面一系列功能：1）將倉(cāng)位中的貨物送到指定位置2）將某一指定位置的貨物取出3）能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的自動(dòng)或手動(dòng)存取貨物4）將起始位置的

27、貨物送到任意位置5）從任意位置取回貨物放至起始位6）各倉(cāng)位狀態(tài)的掃描檢測(cè)2.2.2功能實(shí)現(xiàn)過程1）在傳送平臺(tái)到達(dá)貨物倉(cāng)位后應(yīng)如何進(jìn)行貨物出入庫作業(yè)傳送平臺(tái)在到達(dá)指定倉(cāng)位后，可通過平臺(tái)上的伸叉控制平臺(tái)的前后和上下移 動(dòng)來進(jìn)行出入庫作業(yè)。如果將水平桿和垂直桿的移動(dòng)方向設(shè)為X方向和丫方向,把出入庫的前后移動(dòng)設(shè)為 Z方向。取貨的時(shí)候，傳送平臺(tái)先向前伸入至貨物底部（Z方向），然后往上抬起貨物（丫方向），最后縮回（Z方向）。送貨的時(shí)候，傳送 平臺(tái)先向前伸入至倉(cāng)位中（Z方向），然后往下放下貨物（丫方向），最后縮回（Z 方向），以此來實(shí)現(xiàn)貨物的出入庫作業(yè)。2）在貨物的傳送過程中如何做到精確而快速定位可以把貨物

28、的移動(dòng)分解為水平（X軸）和垂直（丫軸）兩個(gè)方向，通過控制這 兩個(gè)方向上的位移多少，即可以將貨物送到準(zhǔn)確位置。因此在硬件設(shè)計(jì)的時(shí)候， 可以將傳送貨物的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)成水平桿和垂直桿，在動(dòng)力控制上可以采用兩個(gè) 電機(jī)，分別給水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)提供動(dòng)力，然后通過電機(jī)控制送貨平臺(tái)在水平 桿和垂直桿上的滑動(dòng)將平臺(tái)移到指定位置。為了提高送貨平臺(tái)移送的速度，縮短 其到達(dá)指定位置的時(shí)間，在控制時(shí)可將水平和垂直的移動(dòng)設(shè)定為同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)PLC發(fā)出一定脈沖，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定的角度，要想實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的精確控制，則需要對(duì)它的具體運(yùn)行步數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，步進(jìn)電機(jī)以10cm長(zhǎng)為單位長(zhǎng)度計(jì)算為例，即坐標(biāo)軸上的每個(gè)單位代表

29、現(xiàn)實(shí)中的10cm為了增大轉(zhuǎn)矩提高控制精度，本控制系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)（脈沖頻率、數(shù)量等）均是以步距角為0.9度為參考制定的。立體倉(cāng)庫模擬裝置絲杠上螺紋的螺距為 1.8mm也就是說電機(jī)每 接400個(gè)脈沖所運(yùn)行的距離為1.8mm要實(shí)現(xiàn)通過輸入不同數(shù)字使機(jī)械到達(dá)不同的 位置，需要作到的就是控制步進(jìn)電機(jī)走多少個(gè)單位長(zhǎng)度。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3立體倉(cāng)庫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 3立體倉(cāng)庫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1立體倉(cāng)庫硬件系統(tǒng)構(gòu)成立體倉(cāng)庫主體由底盤、四層十二倉(cāng)位庫體、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制等四部分組 成。電氣控制是由日本三菱公司生產(chǎn)的FX系列可編程序控制器（PLC）、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源模塊、開關(guān)電源、微動(dòng)開關(guān)等器件組成

30、。機(jī)械部分采用滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機(jī)械元件組成，采用步進(jìn)電機(jī)作 為拖動(dòng)元件。其主要組成部分堆垛機(jī)一般由升降機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、貨叉、伸縮機(jī) 構(gòu)、機(jī)架以及電氣部分等組成。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫中的堆垛機(jī)，要求能夠接收上位機(jī)的指令并對(duì)指令做出判斷（需要做出的判斷包括運(yùn)行的方式為手動(dòng)還是自動(dòng)，進(jìn)行的是出庫還是入庫，是從哪個(gè)方向等），然后再進(jìn)行動(dòng)作，完成動(dòng)作分為自動(dòng) 取貨和存貨。因此，堆垛機(jī)在動(dòng)作之前就要對(duì)上位機(jī)給出的位置和自身所處的位 置加以比較，然后做出判斷向哪個(gè)方向行走。堆垛機(jī)有水平行走，垂直運(yùn)行和貨叉 伸縮三種動(dòng)作。如圖3.1，其中1.升降電動(dòng)機(jī)2.貨叉3傳動(dòng)絲杠4.行走電動(dòng)機(jī)升降電動(dòng)機(jī)在垂直方向上

31、運(yùn)動(dòng)，負(fù)責(zé)把貨物送到指定的垂直坐標(biāo)位置，行走 電動(dòng)機(jī)在水平方向上運(yùn)動(dòng)，負(fù)責(zé)把貨物送到指定的水平坐標(biāo)位置，貨叉的主要任 務(wù)是把指定位置的貨物送到指定的倉(cāng)位或把指定倉(cāng)位的貨物取出送到貨臺(tái)，傳動(dòng) 絲桿的主要是負(fù)責(zé)垂直或水平運(yùn)動(dòng)的連接，是貨物穩(wěn)定的到達(dá)位置?？刂婆_(tái)位于底盤的右前側(cè)，上面設(shè)有按鈕功能表、功能選擇開關(guān)、倉(cāng)位號(hào)顯 示、狀態(tài)指示燈等，用戶可以通過控制臺(tái)來方便的控制貨物的存取地點(diǎn)以及貨物 的存取，如圖3.1所示。倉(cāng)位指示狀態(tài)指示圖3.1控制面板上的開關(guān)及按鈕功能鍵盤3.2立體倉(cāng)庫的設(shè)備選型3.2.1步進(jìn)電機(jī)原理及選型步進(jìn)電機(jī)作為一種常用的電氣執(zhí)行元件，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制領(lǐng)域。步進(jìn) 電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)需

32、要配備一個(gè)專門的驅(qū)動(dòng)電源，驅(qū)動(dòng)電源的輸出受外部的脈沖信號(hào)和 方向信號(hào)控制。每一個(gè)脈沖信號(hào)可使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度，這個(gè)角度稱 為步距角。脈沖的數(shù)量決定了旋轉(zhuǎn)的總角度，脈沖的頻率決定了旋轉(zhuǎn)的速度。方 向信號(hào)決定了旋轉(zhuǎn)的方向。就一個(gè)傳動(dòng)速比確定的具體設(shè)備而言，無需距離、速 度信號(hào)反饋環(huán)，只需控制脈沖的數(shù)量和頻率即可控制設(shè)備移動(dòng)部件的移動(dòng)距離和 速度；而方向信號(hào)可控制移動(dòng)的方向。因此，對(duì)于那些控制精度要求不是很高的 應(yīng)用場(chǎng)合，用開環(huán)方式控制是一種較為簡(jiǎn)單而又經(jīng)濟(jì)的電氣控制技術(shù)方案。另外，步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分運(yùn)轉(zhuǎn)方式非常實(shí)用，盡管其步距角受到機(jī)械制造的限 制，不能制作得很小，但可以通過電氣控制的方式使

33、步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)由原來的每 個(gè)整步分成m個(gè)小步來完成，以提高設(shè)備運(yùn)行的精度和平穩(wěn)性。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3立體倉(cāng)庫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3立體倉(cāng)庫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)主要為本設(shè)計(jì)執(zhí)行元件，之所以選擇步進(jìn)電機(jī)就是因?yàn)槠溥m用于開 環(huán)控制，而且其控制精度較高，能實(shí)現(xiàn)精確定位，在供電電源切斷時(shí)，混合式步 進(jìn)電機(jī)具有自定位轉(zhuǎn)矩，因此仍能保持原來的位置，同時(shí)也是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化 為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本系統(tǒng)所用步進(jìn)電機(jī)為二相八拍混合式步進(jìn)電機(jī)，型號(hào)為 42BYGH101此步進(jìn)電機(jī)的主要特點(diǎn)是體積小，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)。當(dāng)前主要應(yīng)用于監(jiān)控設(shè)備、

34、醫(yī)療儀器、工業(yè)自動(dòng)化化設(shè)備。其工表3.142BYGH101的技術(shù)數(shù)據(jù)表作環(huán)境溫度：-10+55C，絕緣電阻參數(shù)：500VDC100M? MIN,技術(shù)數(shù)據(jù)如表3.1 所示。型號(hào)電壓(V)電 流(A)電 阻(Q)電感(mH)最大靜轉(zhuǎn)矩(N. cm)定位轉(zhuǎn) 矩(N.cm)轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量cm2)重量(k g )引線規(guī) 格42BYGH1012. 4260血輸入-機(jī)殼絕緣AC1500V 1 分鐘，10mA DC500V 絕緣電阻 50血輸出-機(jī)冗絕緣AC1500V 1 分鐘，10mA DC500V 絕緣電阻 10血相對(duì)濕度Ta=25C 相對(duì)濕度=80%工作環(huán)境溫度-10C40C儲(chǔ)存溫度-2

35、0C55C尺寸/重量200X118X49mm長(zhǎng) X 寬 X 高）顏色黑色冷卻方式風(fēng)冷3.2.4微動(dòng)開關(guān)的工作原理及型號(hào)選擇1、微動(dòng)開關(guān)的工作原理微動(dòng)開關(guān)是具有微小接點(diǎn)間隔和快動(dòng)機(jī)構(gòu)，用規(guī)定的行程和規(guī)定的力進(jìn)行開 關(guān)動(dòng)動(dòng)作的接點(diǎn)機(jī)構(gòu)，用外殼覆蓋，其外部有驅(qū)動(dòng)桿的一種開關(guān)，因?yàn)槠溟_關(guān)的 觸點(diǎn)間距比較小，故名微動(dòng)開關(guān)。外機(jī)械力通過傳動(dòng)元件（按銷、按鈕、杠桿、 滾輪等）將力作用于動(dòng)作簧片上，當(dāng)動(dòng)作簧片位移到臨界點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)動(dòng)作，使 動(dòng)作簧片末端的動(dòng)觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)快速接通或斷開。當(dāng)傳動(dòng)元件上的作用力移去后, 動(dòng)作簧片產(chǎn)生反向動(dòng)作力，當(dāng)傳動(dòng)元件反向行程達(dá)到簧片的動(dòng)作臨界點(diǎn)后，瞬時(shí) 完成反向動(dòng)作。微動(dòng)開關(guān)的觸

36、點(diǎn)間距小、動(dòng)作行程短、按動(dòng)力小、通斷迅速。其 動(dòng)觸點(diǎn)的動(dòng)作速度與傳動(dòng)元件動(dòng)作速度無關(guān)。2、微動(dòng)開關(guān)的型號(hào)選擇根據(jù)系統(tǒng)要求和設(shè)計(jì)靈活性選擇產(chǎn)品型號(hào)KFC-V-08-2A,其性能指標(biāo)如表3.3表3.3 KFC-V-08-2A的性能指標(biāo)溫度范圍-40+-70額定電流、電壓DC30V 0.1A接觸電阻 100mQ抗電強(qiáng)度 500V AC/min動(dòng)作力0.20.5N產(chǎn)品壽命 5000 times在該立體倉(cāng)庫控制系統(tǒng)中共有13個(gè)倉(cāng)位（四層十二個(gè)倉(cāng)位加0號(hào)倉(cāng)位）分別 采用13只微動(dòng)開關(guān)作為貨物檢測(cè)，當(dāng)有貨物時(shí)相應(yīng)開關(guān)動(dòng)作，其信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC的輸入點(diǎn)是X22-X36;另外為保險(xiǎn)起見，在X軸的左、右限位和Y軸的上

37、、下限位處 和Z軸的前、后限位還分別加裝了 1只微動(dòng)開關(guān)作限位保護(hù)，以確保立體倉(cāng)庫在 程序出錯(cuò)時(shí)不損壞。3.2.4 PLC的選擇1、PLC I/O點(diǎn)的選擇根據(jù)控制要求，將個(gè)輸入設(shè)備和被控設(shè)備詳細(xì)列表，準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)出被控設(shè)備 對(duì)數(shù)需求量，然后在實(shí)際統(tǒng)計(jì)的I/O點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上增加15%-20%勺備用量，以便 以后調(diào)整和擴(kuò)充。同時(shí)要充分利用好輸入和輸出擴(kuò)展單元，提高主機(jī)的利用率， 例如FX2系列可編程控制器主機(jī)分為 16、24、32、64、80、128點(diǎn)六檔，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，可以通過擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)，降低了經(jīng)濟(jì)投入。在確定好I/O點(diǎn)數(shù)后，還要注意它的性質(zhì)，

38、類型和參數(shù)。例如是開關(guān)量還是模擬量，是交流還是直流以及電壓大小的等級(jí)，同時(shí)還 要注意輸出端的負(fù)載的特點(diǎn)，以此選擇和培植相應(yīng)機(jī)型和模塊。小型倉(cāng)庫電氣控制系統(tǒng)有輸入信號(hào) 41個(gè)，輸出信號(hào)22個(gè)。其中，外部輸入 元件包括：檢測(cè)元件、按鈕、取、送、急停、限位開關(guān)、超限位保護(hù)等等；輸出 有三個(gè)步進(jìn)電機(jī)的正反向、動(dòng)作動(dòng)作指示、報(bào)警顯示等等。按照上述配置，所選 I/O點(diǎn)不得低于63點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，所選I/O點(diǎn)為80點(diǎn)。2、PLC型號(hào)的選擇PLC選型的一般原則為：1、PLC機(jī)型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維 護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比的最優(yōu)化機(jī)型。2、在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較

39、好（維修量較?。┑膱?chǎng)合，建議選用整 體式結(jié)構(gòu)的PLC其它情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC3、對(duì)于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、 帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目中， 一般其控制速度無須考慮，因此，選用帶 A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳 送功能的低檔機(jī)就能滿足要求。4、而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項(xiàng)目中（如要實(shí)現(xiàn) PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來選用中檔或高檔機(jī)。其 中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等。本課題根據(jù)I/O的信號(hào)數(shù)量，類型及控制要求，同時(shí)考慮到維護(hù)和保養(yǎng)，改 造和經(jīng)濟(jì)等諸多因素，可編程控制器

40、擬選用三菱系列FX2N-80MR足以滿足要求。3.2.5立體倉(cāng)庫控制系統(tǒng)的硬件連接圖在對(duì)立體倉(cāng)庫進(jìn)行PLC軟件編程控制，必須首先設(shè)定 PLC各I/O 端口的作 用。圖3.4為PLC各I/O 端口的硬件框圖: 進(jìn)送- 出取P.-自動(dòng)手消取T 位復(fù) - 停急制限進(jìn)前 鍵位車檢 T鍵位當(dāng)檢 鍵位豐按 鍵位傘按一過超退后 -I制限退后T制限上向-制限進(jìn)送 一過超下向 制限下向超 出 取-3COMX0 X1 X2 X3 X4 X5 X50X5 . X21 X22X36C37FX2N-80MRY25 Y6 Y7 Y10Y11 -Y24Dp步進(jìn)電機(jī)涉進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器S涉進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器示 指出 取進(jìn) 送警報(bào)緒示示誤

41、就顯顯錯(cuò)A相B相圖3.4 PLC 各I/O 端口的硬件框圖4立體倉(cāng)庫系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 10地址分配表在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，首先要確定立體控制系統(tǒng)的輸入、 輸出，其分配表如表4.1表4.1 I0 地址分配表X0啟動(dòng)X24檢驗(yàn)2號(hào)倉(cāng)位Y0前進(jìn)X1手動(dòng)自動(dòng)X25檢驗(yàn)3號(hào)倉(cāng)位Y1后退X2取出X26檢驗(yàn)4號(hào)倉(cāng)位Y2向上X3送進(jìn)X27檢驗(yàn)5號(hào)倉(cāng)位Y3向下X4取消X30檢驗(yàn)6號(hào)倉(cāng)位Y4送進(jìn)X5急停X31檢驗(yàn)7號(hào)倉(cāng)位Y5取出X6按1倉(cāng)位鍵X32檢驗(yàn)8號(hào)倉(cāng)位Y6顯示取出X7按2倉(cāng)位鍵X33檢驗(yàn)9號(hào)倉(cāng)位Y7顯示送進(jìn)X10按3倉(cāng)位鍵X34檢驗(yàn)10號(hào)倉(cāng)位Y10錯(cuò)誤報(bào)警燈X11按4倉(cāng)位鍵X35檢驗(yàn)11號(hào)倉(cāng)位Y25就緒指

42、示燈X12按5倉(cāng)位鍵X36檢驗(yàn)12號(hào)倉(cāng)位Y11顯示1號(hào)倉(cāng)位X13按6倉(cāng)位鍵X37前進(jìn)限制Y12顯示2號(hào)倉(cāng)位X14按7倉(cāng)位鍵X40后退限制Y13顯示3號(hào)倉(cāng)位X15按8倉(cāng)位鍵X42向上限制Y14顯示4號(hào)倉(cāng)位X16按9倉(cāng)位鍵X43向下限制Y15顯示5號(hào)倉(cāng)位X17按10倉(cāng)位鍵X45送進(jìn)限制Y16顯示6號(hào)倉(cāng)位X20按11倉(cāng)位鍵X46取出限制Y17顯示7號(hào)倉(cāng)位X21按12倉(cāng)位鍵Y20顯示8號(hào)倉(cāng)位X22檢驗(yàn)0號(hào)倉(cāng)位Y21顯示9號(hào)倉(cāng)位X23檢驗(yàn)1號(hào)倉(cāng)位Y22顯示10號(hào)倉(cāng)位Y23顯示11號(hào)倉(cāng)位Y24顯示12號(hào)倉(cāng)位4.2 PLC的編程軟件對(duì)于PLC編程采用了三菱 PLC編程軟件 GX Developer，本軟件是

43、運(yùn)行在 Windows環(huán)境下的PLC編程工具軟件。用戶可以用它實(shí)現(xiàn)以下功能： 對(duì)PLC程序 和注釋的輸入及編輯；程序檢查；運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)的監(jiān)控及測(cè)試；系統(tǒng)寄存器和 PLC各種系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置；程序清單和監(jiān)控結(jié)果等文檔的打印；數(shù)據(jù)傳輸及文件管理等。該軟件具有以下功能：1、具備2種程序編輯模式2、注釋功能3、查找功能4、調(diào)試功能5、監(jiān)控功能6程序傳輸和在線編輯4.3立體倉(cāng)庫控制程序的設(shè)計(jì)立體倉(cāng)庫PLC程序的設(shè)計(jì)為軟件設(shè)計(jì)的主體部分，控制程序是整個(gè)系統(tǒng)工作 的核心，程序的處理方法決定了系統(tǒng)的工作方式和性能，因此程序的設(shè)計(jì)在此系 統(tǒng)中至關(guān)重要。立體倉(cāng)庫程序設(shè)計(jì)主要包括實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫手動(dòng)或自動(dòng)貨物 存

44、取和出入庫作業(yè)，定位準(zhǔn)確，能顯示貨物存放狀態(tài)。4.3.1立體倉(cāng)庫的程序流程圖在進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)之前，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)流程圖。根據(jù)要求按下啟動(dòng)按鈕后，系統(tǒng)就緒，按下自動(dòng)按鈕后，選擇倉(cāng)位號(hào)，并檢 測(cè)初始位置是否有貨。當(dāng)初始位置有貨時(shí)，檢驗(yàn)所選倉(cāng)位號(hào)是否有貨，若所選倉(cāng) 位號(hào)無貨，則按下送貨按鈕，把貨物送到指定的倉(cāng)位位置，送到后，輸送機(jī)自動(dòng) 返回初始位置，等待下一條指令。若初始位置無貨而選擇倉(cāng)位號(hào)有貨時(shí)，按下取 貨按鈕，堆垛機(jī)從初始位置出發(fā)，到指定取貨倉(cāng)位號(hào)取得貨物后自動(dòng)返回初始位 置，等待下一條指令，當(dāng)出現(xiàn)其他狀況時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。立體倉(cāng)庫控制系 統(tǒng)的總流程圖如圖4.2所示。圖4.2

45、PLC主程序控制流程圖4.3.2 PLC主要功能程序設(shè)計(jì)1、手動(dòng)自動(dòng)存取貨物功能方式的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)手動(dòng)運(yùn)行結(jié)束后 ，須斷開所有手 動(dòng)工作方式開關(guān)，并按下自動(dòng)運(yùn)行方式按鈕一次才能啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)運(yùn)行 狀態(tài)啟動(dòng)后，各個(gè)貨臺(tái)將根據(jù)車上貨物的具體情況運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行中，按下任何一個(gè)手動(dòng)方式開關(guān)，系統(tǒng)將停止所有的動(dòng)作，貨臺(tái)停止在當(dāng)前位置，等待手動(dòng)指 令的到來。當(dāng)系統(tǒng)需急停時(shí)，可以用手動(dòng)按鈕使系統(tǒng)恢復(fù)初始位置。手動(dòng)部分程 序如下所示，通過按鍵 X6, X7, X10, X11, X12, X13控制電動(dòng)機(jī)的前進(jìn)、后退、 向上、向下、送進(jìn)，取出，從而實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制的目的。iuzb xuui TOC o

46、1-5 h z _| |piCNOM200K006| 31K007| 32K010_| | 33K011| 34K012_| | 35K013_| | 36當(dāng)選擇手動(dòng)工作方式時(shí)，判斷動(dòng)作控制鍵是否被按下，若被按下，貨臺(tái)按控 制鍵方向運(yùn)動(dòng)并最終到達(dá)終點(diǎn)，其手動(dòng)流程圖如下圖4.3所示。2、系統(tǒng)出錯(cuò)報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)在自動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)，如果在存取貨物的過程中出現(xiàn)選錯(cuò)倉(cāng)位號(hào)，或者 存取貨物按鈕按錯(cuò)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警警告，告訴操作員出現(xiàn)錯(cuò)誤并檢查以確 保系統(tǒng)安全。系統(tǒng)出錯(cuò)報(bào)警程序如下所示。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5程序的仿真與調(diào)試 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)5程序的仿真與調(diào)試 5程序的仿真與調(diào)試

47、5.1仿真軟件的概述本文采用三菱 FX系列編程軟件相配套的仿真軟件GT Designer2和GTSimulator來實(shí)現(xiàn)對(duì)立體倉(cāng)庫控制系統(tǒng)的整體仿真安裝后就能夠?qū)崿F(xiàn)不在線時(shí)的 調(diào)試，不在線調(diào)試功能包括軟元件的監(jiān)視測(cè)試，外部機(jī)器的I/O的模擬操作等。如果使用GX Simulator就能夠在1臺(tái)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行順控程序的開發(fā)和調(diào)試，所以 能夠更有效的進(jìn)行順控程序修正后的確認(rèn)。其特點(diǎn)如下所述(1)能夠作為程序單體調(diào)試工具使用。依照從前的方法使用可編程控制器CPU進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候，除了可編程控制器CPU以外，必要時(shí)還需要另外準(zhǔn)備輸入輸出模塊，特殊功能模塊，外部機(jī)器等。現(xiàn)在在1臺(tái)計(jì)算機(jī)上就能夠?qū)嵭姓{(diào)試，另外由

48、于沒有連接實(shí)際的機(jī)器，所以萬一由于程序的制作錯(cuò)誤發(fā)生異常輸出時(shí)，也不 會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成損害。 能夠模擬外部機(jī)器運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)定功能。GX Simulator的I/O系統(tǒng)設(shè)定中使用位軟元件的ON/OFF仿真運(yùn)行后在程序中就能顯示相應(yīng)的軟元件的運(yùn)行狀態(tài)， 根據(jù)軟元件的指示燈的變化就能夠模擬來自外部的輸入，對(duì)應(yīng)于輸入的輸入也能 通過指示燈顯示出來，從而對(duì)程序的邏輯進(jìn)行檢查，可以發(fā)現(xiàn)程序中是否有錯(cuò)誤， 從而完成對(duì)程序的仿真。5.2程序的仿真過程與調(diào)試在GT Designer中設(shè)計(jì)好仿真圖形后，打開仿真軟件GX Simulator2開始仿真設(shè)計(jì)。按照倉(cāng)庫系統(tǒng)的運(yùn)行順序，選擇相應(yīng)的按鈕，觀察貨物的存放情況。不 斷

49、改變輸入變量，觀察結(jié)果變化，系統(tǒng)出錯(cuò)時(shí)，在線進(jìn)行修改，既可以及時(shí)改正 系統(tǒng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，又能及時(shí)仿真，觀察結(jié)果是否正確。它是在理想情況下的 仿真，只能對(duì)我們要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行演示，幫助我們發(fā)現(xiàn)程序中的一些錯(cuò)誤而不 能發(fā)現(xiàn)所有的錯(cuò)誤，只有在實(shí)際運(yùn)行中我們才能發(fā)現(xiàn)更多的錯(cuò)誤，但對(duì)于我們的 設(shè)計(jì)來說這已經(jīng)足夠了。通過對(duì)程序的仿真，發(fā)現(xiàn)一些程序中的問題，并通過修 改、調(diào)試能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的基本功能，這樣我們的目的就達(dá)到了。GT Designer2的設(shè)計(jì)圖與GX Simulator2仿真圖形5.1和5.2所示。-0004啟動(dòng)刊自取出瞄肖BMJ&W，急停取消按10按11按12按7按8按9披4按5按6按1拋按3

50、啟動(dòng)手/自取岀送進(jìn)前限后限后超上限下限送限取限取超急停檢i檢3檢4檢5檢6檢7檢8檢9檢10檢11檢12檢0圖5.1 GT Designer2 的設(shè)計(jì)圖顯送運(yùn)行顯取顯1顯2顯;3顯4顯5顯6顯7顯8顯91011顯12前進(jìn)后退向上向下送進(jìn)取岀圖5.2 GX Simulator 系統(tǒng)仿真圖通過對(duì)設(shè)計(jì)制作的立體倉(cāng)庫模型系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行測(cè)試證明，本文所研究設(shè)計(jì)的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫系統(tǒng)可以達(dá)到預(yù)期的功能，通過PLC程序的控制能準(zhǔn)確的執(zhí)行貨物的出入庫作業(yè)。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)論 結(jié)論通過2個(gè)多月的立體倉(cāng)庫電氣控制系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，基本上在規(guī)定的時(shí)間內(nèi) 完成了指導(dǎo)老師和學(xué)校下達(dá)的任務(wù)。經(jīng)過本次設(shè)計(jì)，使

51、我更進(jìn)一步了解到可編程 控制器在現(xiàn)代工業(yè)以及其他行業(yè)中的應(yīng)用，以及它的優(yōu)點(diǎn)，如：成本底、使用范 圍廣、高速、便捷、永遠(yuǎn)在線、結(jié)構(gòu)靈活等等。PLC的應(yīng)用范圍已從傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)設(shè)備和機(jī)械的自動(dòng)控制，擴(kuò)展到以下應(yīng)用領(lǐng)域：中小型過程控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程維護(hù)服 務(wù)系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)視控制系統(tǒng)，以及與生活關(guān)連的機(jī)器、與環(huán)境關(guān)連的機(jī)器，而且 均有急速的上升趨勢(shì)。值得注意的是，隨著 PLC DCS相互滲透，二者的界線日趨 模糊的時(shí)候，PLC從傳統(tǒng)的應(yīng)用于離散的制造業(yè)向應(yīng)用到連續(xù)的流程工業(yè)擴(kuò)展。從方案的論證到最終的設(shè)計(jì)，涉及的領(lǐng)域包括：可編程控制器的原理及應(yīng)用、 電機(jī)電氣、我國(guó)物流設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)對(duì)措施等等；在設(shè)計(jì)的同時(shí)，我又

52、對(duì)以前 學(xué)過的基礎(chǔ)知識(shí)有了更深的了解，例如電機(jī)電器部分以及其應(yīng)用方向，應(yīng)用范圍 和經(jīng)常使用的電機(jī)電器設(shè)備等，還熟練掌握了CAD GTDesigner2、DTSimulator2以及GX Developer等軟件，學(xué)會(huì)了利用這些軟件對(duì)一些系統(tǒng)進(jìn)行仿真、模擬以及 調(diào)試等。此外，對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)的整體構(gòu)造以及需要考慮的問題有一個(gè)更深層次的 理解，熟練運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)分析整個(gè)系統(tǒng)的工作過程，包括輸入、輸出、控制器、 執(zhí)行器、以及檢測(cè)變送單元等，每一部分都是一個(gè)復(fù)雜的工程，這對(duì)于我們以后 對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一定的基礎(chǔ)。再通過大量資料的查找，使我不僅熟悉了立體倉(cāng)庫 的組成部分和運(yùn)動(dòng)過程，對(duì)其中的步進(jìn)電機(jī)，微動(dòng)開關(guān)，

53、PLC原理及設(shè)計(jì)程序等有關(guān)事項(xiàng)有了深刻地認(rèn)識(shí)與學(xué)習(xí)，并從方方面面深刻的體會(huì)到了立體倉(cāng)庫在現(xiàn)代自 動(dòng)化控制系統(tǒng)中的重要性和必要性。綜合整個(gè)立體倉(cāng)庫的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，但對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活 中的應(yīng)用，我們還需要在進(jìn)行完善，在實(shí)踐應(yīng)用中，我們要考慮到經(jīng)濟(jì)、安全、 效益、穩(wěn)定等因素，因此，要想完成一份完善的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我們必須要經(jīng)過大量 的實(shí)踐應(yīng)用，不斷總結(jié)，不斷改善，才能使整個(gè)系統(tǒng)最大化的被實(shí)際應(yīng)用，從而 達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)用性。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)吳嘵軍電氣控制與可編程控制器應(yīng)用M西安：西安建筑科技大學(xué)，2002Matthias Seitz .可編程序控制器應(yīng)用

54、教程M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009劉曙光.基于PLC的立體倉(cāng)庫運(yùn)行系統(tǒng)J.物流技術(shù)，2006(9)臺(tái)方主.可編程控制器應(yīng)用教程M北京：中國(guó)水利水電出版社，2001 宋德玉主.可編程控制器原理應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)M北京：冶金工業(yè)出版社2002Jeroe n van den Berg Con suit in g,Ja n SePPe nPlei n.An alytic ExPressi ons for the Optimal Dwell Point in an Automated Storage/Retrieval SystemJ.Produetion Eeo nomies.2002:13 25張

55、萬忠等.電氣與PLC空制技術(shù)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2003.王永華等.現(xiàn)代電氣及可編程序控制技術(shù)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002.程玉凱.基于PLC的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. PLC&FA，2011(06).陳曉軍.PLC控制技術(shù)在立體倉(cāng)庫堆垛機(jī)中的運(yùn)用J.科技資訊，2007 (34).錢昕基于PLC的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫設(shè)計(jì)與組態(tài)監(jiān)控D.蘇州大學(xué)，2009(10).河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）致謝 致謝四年的大學(xué)生活馬上就要在畢業(yè)答辯后結(jié)束了，在大學(xué)讓我學(xué)會(huì)了很多，認(rèn) 識(shí)了很多優(yōu)秀的老師，結(jié)識(shí)了很多知心的朋友，在與老師和朋友的接觸中讓我學(xué) 到了很多道理，擁有了許多終身難忘的人生經(jīng)歷。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我不僅重溫了以前學(xué)過的知識(shí)，也讓我接觸到了很多自 己沒有涉及到的東西。在設(shè)計(jì)中我遇到了很多的難題，雖然困難讓人喪氣，但早 老師和周圍同學(xué)的幫助下我也較為順利地解決了問題。老師們細(xì)心的講解，讓我 從無知到了解。同學(xué)們耐心的幫助，讓我從灰心到充滿信心。感謝任老