【正文】 時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。 PLC 輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的分配 根據(jù)以上對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求可以看出，其中輸入點(diǎn)數(shù)為 24 點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為 6 點(diǎn)，供電及公共端 3 點(diǎn)，參照 三菱公司 FX 系列 PLC 性能簡(jiǎn)介 即可得知本系統(tǒng)采用FX1N40MT 系列 PLC 即可滿(mǎn)足要求?？傻贸鼍唧w的可編程邏輯控制器 I/O 分配表，如表41 所示。 表 41 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控 制系統(tǒng)的可編程邏輯控制器 I/O分配表 X0 叉車(chē)左極限 X23 5號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有貨 X1 叉車(chē)右極限 X24 6號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有貨 X2 叉車(chē)下極限 X25 7號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有貨 X3 叉車(chē)上極限 X26 8號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有貨 X4 叉車(chē)內(nèi)極限 X27 9號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有貨 X5 叉車(chē)外極限 Y0 叉車(chē)后退 X6 列定位 Y1 叉車(chē)前進(jìn) X7 層定位 Y2 叉車(chē)上升 X20 A/M轉(zhuǎn)換 Y3 叉車(chē)下降 X21 緩沖臺(tái)是否有貨 Y4 進(jìn)叉 X22 4號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有貨 Y5 出叉 X11 X15 0號(hào)倉(cāng)庫(kù)位 置 X10 X17 6號(hào)倉(cāng)庫(kù)位置 X11 X14 1號(hào)倉(cāng)庫(kù)位置 X10 X16 7號(hào)倉(cāng)庫(kù)位置 X11 X17 2號(hào)倉(cāng)庫(kù)位置 X13 X15 8號(hào)倉(cāng)庫(kù)位置 X11 X16 3號(hào)倉(cāng)庫(kù)位置 X13 X14 9號(hào)倉(cāng)庫(kù)位置 X10 X15 4號(hào)倉(cāng)庫(kù)位置 X12 X15 入庫(kù) X10 X14 5號(hào)倉(cāng)庫(kù)位置 X12 X12 出庫(kù) PLC 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) PLC 的程序編輯工作是靠梯形圖完成的，梯形圖具有形象直觀，且便于分析記憶的特點(diǎn)。 GX Developer 是一款可以開(kāi)發(fā)三菱全系 列的編程軟件，使用十分方便，因此本設(shè)計(jì)采取 GX Developer 作為開(kāi)發(fā)環(huán)境。為了使得設(shè)計(jì)調(diào)試簡(jiǎn)單方便，依據(jù)功能分析知程序設(shè)計(jì)部分可分為系統(tǒng)初始化、送貨子程序、取貨子程序、貨位保護(hù)程序等部分。分別編程后再進(jìn)行程序匯總。 初始化復(fù)位程序設(shè)計(jì) 自動(dòng)控制系統(tǒng)工作的第一步，便是判斷叉車(chē)是否已經(jīng)準(zhǔn)備繼續(xù)，是否可以正常工作，若不在初始位，需要自動(dòng)回復(fù)到初始位。因此在初始化階段，本設(shè)計(jì)將叉車(chē)在下限位，左河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 限位，外極限設(shè)置為初始位置。根據(jù)叉車(chē)保護(hù)原則，叉車(chē)應(yīng)判斷是否叉車(chē)是否在外極限，若不在外極限，首先驅(qū)動(dòng)電機(jī) 向后收回叉子，到達(dá)外限位后進(jìn)行下一步；若此時(shí)叉車(chē)已經(jīng)在外極限，驅(qū)動(dòng)垂直電機(jī)下降，當(dāng)?shù)竭_(dá)下極限后，驅(qū)動(dòng)水平電機(jī)，后退到左極限，此時(shí)車(chē)車(chē)到達(dá)初始位置， PLC 控制程序如圖 42 梯形圖所示。 圖 42 初始位置復(fù)位程序 送貨子程序設(shè)計(jì) 送貨是指叉車(chē)從緩沖倉(cāng)庫(kù)位置取出貨物后送到指定倉(cāng)庫(kù)。 以 4 號(hào)庫(kù)為例，系統(tǒng)的運(yùn)行控制流程為：叉車(chē)從初始位置出發(fā)，驅(qū)動(dòng)水平前進(jìn)電機(jī)，當(dāng)?shù)竭_(dá)列定位 1 時(shí)停下，此時(shí)到達(dá)緩沖倉(cāng)庫(kù)位置的水平位置，驅(qū)動(dòng)垂直上升電機(jī)，當(dāng)?shù)竭_(dá)層定位脈沖數(shù)為 1 時(shí)停下，驅(qū)動(dòng)叉車(chē)電機(jī)向前伸出叉子，叉子 到達(dá)內(nèi)限位后繼續(xù)驅(qū)動(dòng)垂直上升電機(jī)，當(dāng)檢測(cè)層計(jì)數(shù)脈沖數(shù)為 2 停止，此時(shí)貨物已經(jīng)被抬起，驅(qū)動(dòng)叉車(chē)電機(jī)向后收回叉子，到達(dá)外限位后，驅(qū)動(dòng)水平電機(jī)繼續(xù)前進(jìn)直到列定位脈沖數(shù)為 2，驅(qū)動(dòng)叉車(chē)向前伸出，到達(dá)內(nèi)限位后，驅(qū)動(dòng)垂直電機(jī)下降，檢測(cè)層定位脈沖數(shù)為 1 時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)向后收回叉子，此時(shí)貨物被安全穩(wěn)妥的安放到了指定倉(cāng)庫(kù)位。此時(shí)繼續(xù)執(zhí)行初始化位置程序，將叉車(chē)退回到初始位置，等待下次命令的出現(xiàn)。 其他倉(cāng)庫(kù)位置的送貨程序與 4 號(hào)庫(kù)相似，只需改變相應(yīng)的層、列定位脈沖數(shù)，其中 5號(hào)位定位脈沖為列定位為 3，層定位為 2； 6 號(hào)位定位脈沖為列定位為 4，層定位為 2； 7 號(hào)位定位脈沖為列定位為 2，層定位為 4； 8 號(hào)位定位脈沖為列定位為 3，層定位為 4； 9 號(hào)位定位脈沖為列定位為 4，層定位為 4。 4 號(hào)庫(kù)送貨子程序如圖 43 所示。 河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 圖 43 4號(hào)庫(kù)送貨梯形圖 河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 取貨子程序設(shè)計(jì) 取貨是指叉車(chē)從指定倉(cāng)庫(kù)位置取出貨物后送到緩沖貨臺(tái)。 以 9 號(hào)庫(kù)為例，系統(tǒng)的運(yùn)行控制流程為：叉車(chē)從初始位置出發(fā)，驅(qū)動(dòng)水平前進(jìn)電機(jī)，當(dāng)?shù)竭_(dá)列定位 4 時(shí)停下，此時(shí)到 9 號(hào)倉(cāng)庫(kù)位置的水平位置，驅(qū)動(dòng)垂直上升電機(jī)，當(dāng)?shù)竭_(dá)層定位脈沖數(shù)為 3 時(shí)停下，驅(qū)動(dòng)叉車(chē)電機(jī)向前伸 出叉子，叉子到達(dá)內(nèi)限位后繼續(xù)驅(qū)動(dòng)垂直上升電機(jī)，當(dāng)檢測(cè)層計(jì)數(shù)脈沖數(shù)為 4 停止，此時(shí)貨物已經(jīng)被抬起，驅(qū)動(dòng)叉車(chē)電機(jī)向后收回叉子，到達(dá)外限位后，驅(qū)動(dòng)垂直電機(jī)下降直到層定位脈沖數(shù)為 2，驅(qū)動(dòng)水平電機(jī)后退到達(dá)列定位 1，驅(qū)動(dòng)叉車(chē)向前伸出，到達(dá)內(nèi)限位后，驅(qū)動(dòng)垂直電機(jī)下降，檢測(cè)層定位脈沖數(shù)為 1時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)向后收回叉子，此時(shí)貨物被安全穩(wěn)妥的安放到了緩沖存儲(chǔ)貨倉(cāng)。此時(shí)繼續(xù)執(zhí)行初始化位置程序，將叉車(chē)退回到初始位置，等待下次命令的出現(xiàn)。其他倉(cāng)庫(kù)取貨程序與9 號(hào)庫(kù)取貨程序相似，層、列定于與上相同，不再敖述。 9 號(hào)庫(kù)取貨子程序如圖 44 所示。 河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 圖 44 9 號(hào)庫(kù)取貨梯形圖 貨位保護(hù)程序設(shè)計(jì) 貨位保護(hù)程序的主要目的是在程序的初始位置判斷是取貨還是送貨，在取貨狀態(tài)時(shí)，必須保證目的倉(cāng)庫(kù)有貨且緩沖貨臺(tái)無(wú)貨，否則程序不執(zhí)行。而送貨狀態(tài)時(shí)，必須保證緩沖貨臺(tái)有貨且目的倉(cāng)庫(kù)無(wú)貨，否則不執(zhí)行。同時(shí)取貨程序和送貨程序還應(yīng)有互鎖程序，不能同時(shí)執(zhí)行以防出現(xiàn)雙線(xiàn)圈的現(xiàn)象。梯形圖如圖 45 所示。 河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 圖 45 程序匯總及互鎖保護(hù) 立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的 PLC 程序完整梯形圖見(jiàn)附錄。 調(diào)試及故障處理 調(diào)試步驟 (1) 按系統(tǒng) I/O 表連線(xiàn)，確認(rèn)無(wú)誤后，合上空氣開(kāi)關(guān)，看系統(tǒng)是否正常，若不正常，立即關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，查出并排除故障。 (2) 先將初始化程序通過(guò) RS232C 數(shù)據(jù)線(xiàn)下載到 PLC 中，觀察 PLC 運(yùn)行指示燈是否亮。 (3) 將選擇開(kāi)關(guān)至于自動(dòng)位置，系統(tǒng)將自動(dòng)復(fù)位到初始位置，若不回復(fù)初始位置，說(shuō)明初始位置程序有誤，查出并排除錯(cuò)誤后進(jìn)行下一步。 (4) 將入庫(kù)子程序下載到 PLC，依次檢查送貨程序是否正常，特別注意程序是否是在緩沖臺(tái)有貨而目標(biāo)倉(cāng)庫(kù)位無(wú)貨時(shí)執(zhí)行，若緩沖臺(tái)無(wú)貨或目標(biāo)倉(cāng)庫(kù)已經(jīng)有貨單送貨程序仍然執(zhí)行，說(shuō)明入庫(kù)子 程序有錯(cuò)，查出并排除錯(cuò)誤后進(jìn)行下一步。 (5) 將出庫(kù)子程序下載到 PLC，依次檢查取貨程序是否正常，特別注意程序是否是在緩沖臺(tái)無(wú)貨而目標(biāo)倉(cāng)庫(kù)位有貨時(shí)執(zhí)行，若緩沖臺(tái)已經(jīng)有貨或目標(biāo)倉(cāng)庫(kù)無(wú)貨但取貨程序仍然執(zhí)行，說(shuō)明出庫(kù)子程序有錯(cuò)，查出并排除錯(cuò)誤后進(jìn)行下一步。 (6) 將以上程序匯總到一起后，通過(guò) RS232C 數(shù)據(jù)線(xiàn)下載到 PLC 中，觀察 PLC 運(yùn)行指示燈是否亮，并依次檢查在入庫(kù)出庫(kù)切換后，程序是否按照預(yù)定步驟正常運(yùn)行。 故障處理 (1)電源指示燈不亮：檢查供電是否正常。 (2) 電機(jī)不工作：檢查電動(dòng)機(jī)接 線(xiàn)是否正確；檢測(cè)緩沖存儲(chǔ)位置是否處于正常位置和狀態(tài)；檢測(cè)直流電動(dòng)機(jī)是否損壞。 (3) 立體叉車(chē)不送貨：檢測(cè)開(kāi)關(guān)是否在自動(dòng)位置；檢測(cè)對(duì)應(yīng)倉(cāng)庫(kù)位置是否有貨；檢測(cè)緩沖存儲(chǔ)位置是否有貨。 (4) PLC 輸入輸出指示燈不亮：檢測(cè) PLC 是否真正有輸出信號(hào)或輸入信號(hào)；檢測(cè)接口板的晶體管是否正常工作；檢測(cè)指示燈是否正常。 河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 MCGS 概述及設(shè)計(jì) MCGS(Monitor and Control Generated System， 監(jiān)視與控制通用系統(tǒng) )是北京昆 態(tài) 公司研發(fā)的一套 組態(tài)軟件 系統(tǒng)， 可實(shí)現(xiàn)對(duì) 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)、 前端數(shù)據(jù)的處理與控制。MCGS 為用戶(hù)提供了解決實(shí)際工程問(wèn)題的完整方案和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、動(dòng)畫(huà)顯示、流程控制、趨勢(shì)曲線(xiàn)、報(bào)表輸出、報(bào)警和安全機(jī)制等功能。 MCGS 的工作原理 使用 MCGS 完成一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，首先必須在 MCGS 的組態(tài)環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)的組態(tài)生成工作，然后將系統(tǒng)放在 MCGS 的運(yùn)行環(huán)境下運(yùn)行。 MCGS 組態(tài)環(huán)境是生成用戶(hù)應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境，用戶(hù)在 MCGS 組態(tài)環(huán)境中完成動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫(xiě)控制流程、編制工程打印報(bào)表等全部組態(tài)工作后，生成擴(kuò)展名為 .mcg的工程文件（又稱(chēng)為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)）。 MCGS 運(yùn)行環(huán)境是用戶(hù)應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，在MCGS 運(yùn)行環(huán)境中用戶(hù)可完成對(duì)工程的控制工作。組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)完成了 MCGS 系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運(yùn)行環(huán)境的過(guò)渡，它們之間的工作過(guò)程可表示為圖 46。 圖 46 MCGS工作原理示意圖 MCGS 組態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的組成及功能 MCGS 組態(tài)環(huán)境系統(tǒng)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶(hù)窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作。 其中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是 MCGS 系統(tǒng)的核心，是應(yīng)用系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)處理中心。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是 系統(tǒng)各部分 的 公用區(qū)交換數(shù)據(jù) 庫(kù) ， 可 實(shí)現(xiàn)各部分 的 協(xié)調(diào) 工作 。設(shè)備窗口 依靠 設(shè)備構(gòu)件驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備， 與此同時(shí)，設(shè)備終端 采集的數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)； 將 用戶(hù)窗口組成的圖形對(duì)象 和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象 連接后 ，以動(dòng)畫(huà)形式 展現(xiàn) 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)； 各部分工作原理 如圖 47 所示 。 運(yùn)行環(huán)境： 解釋執(zhí)行 組態(tài)結(jié)果 組態(tài)結(jié)果 數(shù)據(jù)庫(kù) 組態(tài)環(huán)境： 組態(tài)生成 應(yīng)用系統(tǒng) 河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 圖 47 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的核心作用 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)模型的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（ MCGS）設(shè)計(jì) (1).新建工程的操作步驟如下： 在電腦桌面上，雙擊“ MCGS 組態(tài)環(huán)境”圖標(biāo)，進(jìn) 入 MCGS 組態(tài)環(huán)境。單擊“文件”菜單中的“新建工程”選項(xiàng)。單擊菜單“文件”在下拉菜單中選擇“工程另存為”選項(xiàng)，在文件名一欄中輸入“自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)”，單擊 “保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。 (2).按照監(jiān)控程序定義系統(tǒng)數(shù)據(jù)名稱(chēng)及注釋如表 42。 表 42 系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)象表 數(shù)據(jù)對(duì)象名稱(chēng) 類(lèi)型 對(duì)象內(nèi)容注釋 STORE0 開(kāi)關(guān)型 緩沖臺(tái)位置是否有貨，如有貨，變量為 1 STORE1 開(kāi)關(guān)型 1號(hào)庫(kù)位置是否有貨，如有貨，變量為 1 STORE2 開(kāi)關(guān)型 2號(hào)庫(kù)位置是否有貨，如有貨，變量為 1 STORE3 開(kāi)關(guān)型 3號(hào)庫(kù)位置是否有貨，如有貨，變量為 1 STORE4 開(kāi)關(guān)型 4號(hào)庫(kù)位置是否有貨，如有貨，變量為 1 STORE5 開(kāi)關(guān)型 5號(hào)庫(kù)位置是否有貨，如有貨，變量為 1 STORE6 開(kāi)關(guān)型 6號(hào)庫(kù)位置是否有貨，如有貨，變量為 1 STORE7 開(kāi)關(guān)型 7號(hào)庫(kù)位置是否有貨，如有貨，變量為 1 用戶(hù)窗口： 以圖形動(dòng)畫(huà)曲線(xiàn)等形式可視化數(shù)據(jù) 主控窗口： 管理用戶(hù)窗口 管理運(yùn)行策略 維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù) 運(yùn)行策略： 以不同的形式和方法操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)： 數(shù)據(jù)對(duì)象的集合構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 設(shè)備窗口： 從外部硬件設(shè)備讀取數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)或控制設(shè)備輸出數(shù)據(jù) 河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 STORE8 開(kāi)關(guān)型 8號(hào)庫(kù)位置是否有貨，如有貨，變量為 1 STORE9 開(kāi)關(guān)型 9號(hào)庫(kù)位置是否有貨，如有貨，變量為 1 庫(kù)位號(hào) 數(shù)值型 所選倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)位號(hào) 巷道起重機(jī)上有貨 開(kāi)關(guān)型 巷道起重機(jī)上有貨時(shí)變量為 1，否則為 0 (3).制作工程畫(huà)面 ① .在 MCGS 組態(tài)平臺(tái)中的“用戶(hù)窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，則產(chǎn)生新“窗口0”。 在 用戶(hù)窗口屬性設(shè)置 欄中 將“窗口名稱(chēng)”改為 ：自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)；窗口標(biāo)題改為：自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng) 如圖 48 所示。 圖 48 用戶(hù)窗口屬性設(shè)置 ② .選中“自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制”窗口圖標(biāo)，單擊“動(dòng)畫(huà)組態(tài)”，進(jìn)入動(dòng)畫(huà)組態(tài)窗口，開(kāi)始編輯畫(huà)面。單擊工具條中的“工具箱”按鈕 ，打開(kāi)繪圖工具箱；單擊圖標(biāo) 可以打開(kāi)或關(guān)閉常用圖符工具箱，常用圖符工具箱包括 27 種常用的圖符對(duì)象。 選擇“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕 ，鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字”形，在窗口頂端中心位置拖拽鼠標(biāo)，根據(jù)需要拉出一個(gè)一定大小的矩形；在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)演示工程”，按回車(chē)鍵文字輸入完畢；點(diǎn)擊 （填充色）按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：沒(méi)有填充；點(diǎn)擊 （線(xiàn)色）按鈕，設(shè)置文字框的邊線(xiàn)顏色為：沒(méi)有邊線(xiàn)；點(diǎn)擊 （字符字體）按鈕，設(shè)置文字字體，字型，大小分別為：宋體，粗體， 26；點(diǎn)擊 （字符顏色）按鈕，將文字顏色設(shè)為：藍(lán)色。 河北大學(xué) 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 ③ .單擊繪圖工具箱中的“插入元件”按鈕 ，打開(kāi)“對(duì)象元件庫(kù)管理”窗口，單擊左側(cè)的“對(duì)象元件列表” 中相應(yīng)的文件夾，在右側(cè)的