【正文】 堆垛機(jī)定位自動(dòng)控制系統(tǒng) 來(lái)完成。 隨著 PLC應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展， S7200系列 PLC可以滿足多種多樣的自動(dòng)化控制的需要。由于它具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格、豐富的功能模塊以及強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，使得可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。 本章以一個(gè) 堆垛機(jī)定位自動(dòng)控制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)為例，介紹基于 S7 200PLC堆垛機(jī) 定位自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 4 第一章 緒論 第一節(jié) 智能立體倉(cāng)庫(kù) 發(fā)展?fàn)顩r 美國(guó)學(xué)者 將自動(dòng)化技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域 (包括立體倉(cāng)庫(kù) )中的發(fā)展分為五個(gè)階段 [1]：人工倉(cāng)儲(chǔ)階段、機(jī)械化倉(cāng)儲(chǔ)階段、自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)階段、集成化倉(cāng)儲(chǔ)階段和智能化階段。其中智能自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)在九十年代后期以及二十一世紀(jì)的若干年內(nèi)，將是倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展方向。 立體倉(cāng)庫(kù)未來(lái) 的發(fā)展趨勢(shì) 自動(dòng)化程度不斷提高，近年來(lái)采用可編程控制器 (PLC)和微機(jī)控制搬運(yùn)設(shè)備的倉(cāng)庫(kù)和采用計(jì)算機(jī)管理與 PLC 聯(lián)網(wǎng)控制的全自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)在全部立體倉(cāng)庫(kù)中的比重不斷增加。 大型自 動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)己不再是發(fā)展方向。為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)，出現(xiàn)了規(guī)模更小，反應(yīng)速度更快，用途更廣的 智能立體 倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)。應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛，從制造工廠、商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、港口、軍需部門(mén)到地下室冷庫(kù)等各行各業(yè)均有采用。倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)貨物品種也日益多樣化，除了大多數(shù)仍是制成品外，儲(chǔ)存品種越來(lái)越多。提高倉(cāng)庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與安全性。在倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)控制與信息傳輸中采用高可靠性的硬、軟件，增強(qiáng)抗干擾能力。國(guó)外 智能立體 倉(cāng)庫(kù)這方面發(fā)展的一個(gè)方向是普遍采用掃描技術(shù)，使貨物的存取和發(fā)送信息做到快速、實(shí)時(shí)、可靠和準(zhǔn)確。 立體倉(cāng)庫(kù)在我國(guó)的發(fā)展 隨著國(guó) 民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，我國(guó)物流也呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)物流的依賴(lài)程度越來(lái)越高。物流增加值增長(zhǎng)繼續(xù)快于服務(wù)業(yè)的發(fā)展速度，現(xiàn)代物流已經(jīng)成為加快發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必不可少的重要措施。另一方面，由于我國(guó)物流剛剛擺脫計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的束縛，目前還沒(méi)有形成一個(gè)比較完整的體系。另外，我國(guó)物流企業(yè)與物流組織的總體水平低，設(shè)備陳舊，損失率大、效率低，運(yùn)輸能力嚴(yán)重不足，效率偏低，制約了物流的發(fā)展。因此，從總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)的物流的發(fā)展仍處于起步階段。 第二節(jié) 本課題 主要研究?jī)?nèi)容 由于堆垛機(jī) PLC 控制程序?qū)φ麄€(gè) 系統(tǒng)自動(dòng)化程度和各項(xiàng)質(zhì)量性能有著很重要的影響，因此根據(jù)堆剁機(jī)的自動(dòng)控制需考慮其運(yùn)行特點(diǎn)，并采用不同的編程方法。 本論文分為硬件部分和軟件部分，但是由于軟件對(duì)整個(gè)控制的重要性將會(huì)電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 5 主要對(duì)軟件部分進(jìn)行闡述。 本論文分為硬件部分和軟件部分，但是由于軟件對(duì)整個(gè)控制的重要性將會(huì)主要對(duì)軟件部分進(jìn)行闡述 。 當(dāng)今社會(huì)“倉(cāng)儲(chǔ)”、“物流”等概念已經(jīng)逐漸為廣大公眾所了解，其相應(yīng)的管理技術(shù)也在許多大、中型企業(yè)中付諸實(shí)施。計(jì)算機(jī)自控技術(shù)的飛速發(fā)展，為現(xiàn)代企業(yè)的物流管理提供了重要的技術(shù)支持。智能立體倉(cāng)庫(kù)就是自控技術(shù)在物流管理上的一個(gè)很好的 應(yīng)用。智能立體倉(cāng)庫(kù)不僅具有節(jié)省用地、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高物流效率、降低儲(chǔ)運(yùn)損耗、減少流動(dòng)資金積壓等功能，而且在溝通物流信息、銜接產(chǎn)需、保證生產(chǎn)均衡、合理利用資源、進(jìn)行科學(xué)儲(chǔ)備與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策等方面發(fā)揮著獨(dú)特的作用，使人們真正享受到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)物流管理的益處。智能立體倉(cāng)庫(kù)是融計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)、機(jī)電技術(shù)為一體的綜合系統(tǒng)，科技含量高，具有一定的復(fù)雜性。堆垛機(jī)或稱(chēng)巷道車(chē)是智能立體倉(cāng)庫(kù)的主要存取設(shè)備，直接執(zhí)行出、入庫(kù)等任務(wù)的操作，因此其控制系統(tǒng)的靈活性、穩(wěn)定性直接彰響著整個(gè)系統(tǒng) 的運(yùn)行狀況。 PLC即可編程邏輯控制器，是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、靈活通用、使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過(guò)程和位置的自動(dòng)控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 6 第二章 軟件設(shè)計(jì) 第一節(jié) 控制系統(tǒng) PLC 程序流程 根據(jù) ，可以總結(jié)出基本的程序流程如圖 41所示。 啟動(dòng)主程序 初始化過(guò)程僅在啟動(dòng)時(shí)完成 自動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式 選擇運(yùn)動(dòng)方式 判斷定位程序 是 選擇運(yùn)動(dòng)方式 是否已經(jīng)到位 置運(yùn)行到位標(biāo)志 結(jié)束主程序 是 否 圖 41 程序流程圖 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 7 第二節(jié) 控制系統(tǒng)軟件 設(shè)計(jì)及其程序說(shuō)明 定位自控系統(tǒng) PLC 程序說(shuō)明 程序運(yùn)行步驟如下。 （ 1）初始化 在程序的第一個(gè)掃描周期（ =1）設(shè)置重要的參數(shù)。 （ 2）運(yùn)行 按下設(shè)備的“啟運(yùn)”（ START）按鈕開(kāi)始運(yùn)行，首先調(diào)用子程序檢測(cè)位置信號(hào)，取得當(dāng)前位置記數(shù)，然后將位置計(jì)數(shù)存入在變量 VD100（行記數(shù)）、 VD120（列記數(shù)）中，以便程序判斷是否已經(jīng)到達(dá)指定的位置。 程序初始化 程序初始化由網(wǎng)絡(luò) 1和網(wǎng)絡(luò) 2完成。（網(wǎng)絡(luò)是 PLC 梯形圖的一個(gè)基本單位，通?？梢岳斫鉃橐粋€(gè)程序行。）這是一段簡(jiǎn)單的初始化過(guò)程程序， S7200 只讀特殊內(nèi)存 ，只有在首次掃描循環(huán)時(shí)打開(kāi)，所以這段初始化程序只在程序開(kāi)始運(yùn)行的時(shí)候執(zhí)行一次。這里執(zhí)行的兩條指令對(duì)變更 VW102 以及 VW132 進(jìn)行初始化，這兩個(gè)變量分別為小車(chē)運(yùn)行中所經(jīng)過(guò)的行計(jì)數(shù)以及列計(jì)數(shù)。 由于要涉及到小車(chē)完成任務(wù)的過(guò)程以及完成任務(wù)以后返回的過(guò)程，所以程序在執(zhí)行的過(guò)程中必須要明確其運(yùn)動(dòng)方式和目的，是前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)、升降運(yùn)動(dòng)或者是機(jī)械手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)等。因此，在以下的程序中，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都必須加上很明確的標(biāo)志和條件限制來(lái)確定其運(yùn)動(dòng)的方式和運(yùn)動(dòng)的目的，這樣才不至于因?yàn)槟康牟幻鞔_而造成錯(cuò) 誤的判斷以及錯(cuò)誤的動(dòng)作，造成存取貨物的失敗。 網(wǎng)絡(luò) 1的梯形圖如圖所示。 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 8 網(wǎng)絡(luò) 1 的實(shí)現(xiàn)代碼如下： LD //僅在首次掃描時(shí) 才為 1 MOVW +0,VW102 //清除行位置記錄變量 VW102 MOVW +0,VW132 //清除列位置記錄變量 VW132 網(wǎng)絡(luò) 2的梯形圖如圖所示。 網(wǎng)絡(luò) 2的實(shí)現(xiàn)代碼如下： LD //CALL singal 列向自動(dòng)運(yùn)行 面是一段小車(chē)沿列向自動(dòng)運(yùn)行的程序，由網(wǎng)絡(luò) 3和網(wǎng)絡(luò) 4完成。在這段程序中，首先 要考慮的問(wèn)題就是：小車(chē)處于前進(jìn)或者是存入貨物的過(guò)程，還是完成了預(yù)定任務(wù)返回的過(guò)程。但是由于 PLC 程序的執(zhí)行特點(diǎn)是逐行掃描，所以?xún)H僅判斷小車(chē)是處于前進(jìn)過(guò)程還是返回過(guò)程是不夠的，因?yàn)樵诜祷剡^(guò)程中，還有機(jī)械手臂從貨架上縮回、機(jī)械手臂下降到初始位置等幾個(gè)過(guò)程，所以說(shuō)，必須要在程序中能夠?qū)⑦@ 3種完全不同的運(yùn)動(dòng)區(qū)分開(kāi)來(lái)。根據(jù)這種要求，在編寫(xiě)程序的時(shí)候加入了 3 個(gè)不同的 BOOL 類(lèi)型的變量 、 、 ，分別作為小車(chē)沿列向運(yùn)行到位標(biāo)志、機(jī)械手沿行向運(yùn)行到位標(biāo)志、機(jī)械手貨架到位標(biāo)志。當(dāng)變量為 ON時(shí)，表示已經(jīng) 完成了該項(xiàng)動(dòng)作，為 OFF 時(shí)表明小車(chē)還沒(méi)有完成對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。 是開(kāi)關(guān)量輸出，表示啟動(dòng)小車(chē)前進(jìn)，小車(chē)開(kāi)始向前運(yùn)動(dòng)。在這里，筆者認(rèn)為自動(dòng)控制不需要控制小車(chē)的向后運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)小車(chē)還處于取放貨的動(dòng)作未完成的階段時(shí)，需要判斷的是小車(chē)是否已經(jīng)完成了列的定位，如果未完成列的定位（ 為 OFF），那么啟動(dòng)小車(chē)前進(jìn)的電機(jī)，使小車(chē)向前運(yùn)動(dòng)。如果小車(chē)處于完成了取入貨的動(dòng)作時(shí)，那么判斷小車(chē)是否已經(jīng)完成了由貨架上返回（伸縮機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)）、是否已經(jīng)完成了由指定行數(shù)退回初始行位置的運(yùn)動(dòng)（如果完成，小車(chē)應(yīng)該是第一行以下的位置）。如 果小車(chē)這兩個(gè)過(guò)程都已經(jīng)完成，那么將開(kāi)始進(jìn)行后退運(yùn)動(dòng)， 表示啟動(dòng)小車(chē)后退電機(jī)，使小車(chē)向后運(yùn)行并返回初始位置。 網(wǎng)絡(luò) 3的梯形圖如圖所示。 網(wǎng)絡(luò) 3的實(shí)現(xiàn)代碼如下： LD // 上電以后自動(dòng)置為 ON LPS AN //如果 值為 OFF，那么認(rèn)為是處于執(zhí)行動(dòng)作的過(guò)程中 AN //如果 值為 OFF，那么認(rèn)為小車(chē)第一種運(yùn)動(dòng) 前后列向運(yùn)動(dòng)還沒(méi)有完成 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 9 A //如果 值為 ONSTART RUN 狀態(tài) A //如果 值為 ON自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) S ， 0 //那么將置 為 ON， 為小車(chē)前向運(yùn)行輸出 LPP A //如果 值為 ON，那么認(rèn)為小車(chē)處于執(zhí)行動(dòng)作完畢，返回途中 AN //如果 為 ON機(jī)械手已經(jīng)由貨架上返回 AN //如果 為 ON機(jī)械手已經(jīng)下降到初始位置 A //如果 值為 ONSTART RUN 狀態(tài) A //如果 值為 ON自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) S , 0 //那么將置 為 ON， 為小車(chē)后向運(yùn)行輸出 網(wǎng)絡(luò) 4的梯形圖如圖所示。 網(wǎng)絡(luò) 4的實(shí)現(xiàn)代碼如下： LD // 上電以后自動(dòng)置為 ON LPS AN //如果 值為 OFF，那么認(rèn)為是處于執(zhí)行動(dòng)作的過(guò)程中 AN //如果 值為 OFF，那么認(rèn)為小車(chē)第一種運(yùn)動(dòng) 前后列向運(yùn)動(dòng)還沒(méi)有完成 A //如果 值為 ONSTART RUN 狀態(tài) A //如果 值為 ON自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) AD= VD102， VD120 //如果當(dāng)前行進(jìn)的行數(shù)等于設(shè)定的行數(shù)，說(shuō)明已經(jīng)到達(dá)指定 = //的位置輸出停止運(yùn)行信號(hào) S ， 0 //設(shè)置達(dá)到標(biāo)記 LPP A //如果 值為 ON，那么認(rèn)為小車(chē)處于執(zhí)行動(dòng)作完畢，返回途中 AN //如果 為 ON機(jī)械手已經(jīng)由貨架上返回 AN //如果 為 ON機(jī)械手已經(jīng)下降到初始位置 A //如果 ONSTART RUN 狀態(tài) A //如果 值為 ON自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 10 AD= VD102， VD120 //如果當(dāng)前行進(jìn)的行數(shù)等于設(shè)定的行數(shù)，說(shuō)明已經(jīng)到達(dá)指定 = //的位置輸出停止運(yùn)行信號(hào) R ， 0 //清除達(dá)到標(biāo)記 R ， 0 //清除達(dá)到標(biāo)記 手動(dòng)控制 下面一段程序是手動(dòng)情況下對(duì)小車(chē)進(jìn)行控制的程序代碼，由網(wǎng)絡(luò) 5完成。在開(kāi)始按鈕已經(jīng)按下的情況下（ START 按鈕的狀態(tài)由變量 來(lái)對(duì)應(yīng)，） 為ON時(shí)表示已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)行， 反之則為停滯狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò) 5的梯形圖如圖所示。 網(wǎng)絡(luò) 5的代碼如下： LD // 上電以后自動(dòng)置為 ON LPS AN //如果 值為 OFF，那么認(rèn)為是處于執(zhí)行動(dòng)作的過(guò)程中 AN //如果 值為 OFF，那么認(rèn)為小車(chē)第一種運(yùn)動(dòng) 前后列向運(yùn)動(dòng)還沒(méi)有完成 A //如果 值為 ONSTART RUN 狀態(tài) A //如果 值為 ON自動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài) S ， 0 //那么將置 為 ON， 為小車(chē)前向運(yùn)行輸出 LPP A //如果 值為 ON，那么認(rèn)為小車(chē)處于執(zhí)行動(dòng)作完畢，返回途中 AN //如果 為 ON機(jī)械手已經(jīng)由貨架上返回 AN //如果 為 ON機(jī)械手已經(jīng)下降到初始位置 A //如果 值為 ONSTART RUN 狀態(tài) A //如果 值為 ON自動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài) S ， 0 //那么將置 為 ON， 為小車(chē)后向運(yùn)行輸出 自動(dòng)控制 下面是自動(dòng)控制部分，由網(wǎng)絡(luò) 7實(shí)現(xiàn)。 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 11 是開(kāi)關(guān)量輸出，表示啟動(dòng)小車(chē)機(jī)械手上升，機(jī)械手開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。在這里，筆者認(rèn)為自動(dòng)控制不需要控制小車(chē)機(jī)械手的下降運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)小車(chē)還處于取放貨的動(dòng)作未完成的階段時(shí)，需要判斷的是小車(chē)是否已經(jīng)完成了列的定位，如果未完成列的定位（ 為 OFF），那么啟動(dòng)小車(chē)機(jī)械手上升的電機(jī)，使機(jī)械手做上升運(yùn)動(dòng)。如果小車(chē)處于已經(jīng)完成了取放貨的動(dòng)作，那么判斷小車(chē)是否已經(jīng)完成了由貨架上的返回（伸縮機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)），如果小車(chē)這個(gè)過(guò)程已經(jīng)完成，那么將開(kāi)始進(jìn)行后退運(yùn)動(dòng)。 表示啟動(dòng)機(jī)械 手下降電機(jī)，使機(jī)械手下降并返回初始位置。 網(wǎng)絡(luò) 6的梯形圖如圖所示。 網(wǎng)絡(luò) 6的實(shí)現(xiàn)代碼如下： LD // 上電以后自動(dòng)置為 ON LPS AN //如果 值為 OFF，表明小車(chē)在前進(jìn)完成任務(wù)的過(guò)程中 A //如果 值為 ON，表明小車(chē)已經(jīng)完成了前后方向的運(yùn)行 AN //如果 值為 OFF，表明機(jī)械手還沒(méi)有完成升降運(yùn)行的動(dòng)作 A // 值為 ON,表明“ START”按鈕已經(jīng)按下，處于