【正文】 摘 要隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,自動化立體倉庫必然會在各行各業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，是一種多層存放貨物的高架倉庫系統(tǒng)，由自動控制與管理系統(tǒng)、高位貨架、巷道堆垛機(jī)、自動入庫、自動出庫、計算機(jī)管理控制系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備組成。本倉庫模型控制系統(tǒng)是根據(jù)自動化立體倉庫運(yùn)行的基本原理而設(shè)計的。在整個控制系統(tǒng)中以三菱FX2N系列PLC作為核心控制元件，專用鍵盤作為人機(jī)接口部件，控制步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動一個有三自由度的倉庫模型在高強(qiáng)度導(dǎo)軌上做三維運(yùn)動。以步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)為基礎(chǔ)，通過鍵盤對每個倉位予以地址編碼，通過PLC對命令鍵盤進(jìn)行掃描并得到相應(yīng)的倉位號，當(dāng)PLC接收到來自鍵盤的輸入命令后，便輸出對應(yīng)倉位的脈沖數(shù)，經(jīng)過驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一定的角度，進(jìn)而控制傳動部件絲杠旋轉(zhuǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，以完成貨物的存取功能。另外，為了保證整個控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，我們還采用了限位開關(guān)對其進(jìn)行限位保護(hù)。 本文首先對該課題的可行性及課題實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)意義和價值進(jìn)行了介紹；其次對該系統(tǒng)的硬件組成、結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行了闡述和分析；再次對本控制系統(tǒng)的核心——軟件進(jìn)行了編寫，論文中即有梯形圖又有相應(yīng)的語句表；最后對設(shè)計本課題所學(xué)到的知識和結(jié)論進(jìn)行歸納和總結(jié)，并對本論文有待完善的地方進(jìn)行扼要的說明。 關(guān)鍵字：立體倉庫 可編程控制器（PLC） 步進(jìn)電機(jī) 物流管理 目 錄 4　本課題設(shè)計的背景 4 本課題設(shè)計的內(nèi)容 5　本課題設(shè)計的目的和意義 5 6　自動化立體倉庫的概述 6 7 7 系統(tǒng)控制方案 8 10 10 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 10　可編程控制器(PLC)的選型 11 PLC概述 11 PLC的選型 12 14 步進(jìn)電機(jī)的原理 14 步進(jìn)電機(jī)的選擇 14 17 19 21 PLC輸入輸出分配表 21 電氣原理圖的設(shè)計 224系統(tǒng)控制軟件設(shè)計 23 PLC梯形圖概述 23 三菱編程軟件的特點(diǎn) 24 系統(tǒng)流程圖 25 27 27（傳送） 27 28 29附錄I PLC設(shè)計的梯形圖 30參考文獻(xiàn) 40 引言可編程控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC。它是20世紀(jì)70年代以來，在集成電路、計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。由于它具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，國外已廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。近年來，國內(nèi)在PLC技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面發(fā)展很快，除有許多從國外引進(jìn)的設(shè)備、自動化生產(chǎn)線外，國產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備已越來越多地采用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)。與繼電—接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電—接觸器控制系統(tǒng)??；價格上能與繼電—接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動電磁閥、接觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等自動化立體倉庫也稱立庫，是在不直接進(jìn)行人工參與的情況下自動地存儲和取出物料的系統(tǒng)。它是采用高層貨架存儲貨物，用專門的倉儲作業(yè)設(shè)備進(jìn)行貨物出入庫作業(yè)的倉庫。與傳統(tǒng)繼電器接觸裝置相比，PLC 具有體積小、抗干擾能力強(qiáng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代意義上的立體倉庫，是物流機(jī)械和計算機(jī)技術(shù)地完美結(jié)合，倉庫作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)自動化.　本課題設(shè)計的背景立體倉庫一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲存單元貨物，用相應(yīng)的物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫。由于這類倉庫能充分利用空間儲存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉庫”。 立體倉庫的產(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，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的立體倉庫；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)立體倉庫；1963年美國率先在高架倉庫中采用計算機(jī)控制技術(shù)，建立了第一座計算機(jī)控制的立體倉庫。此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(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庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當(dāng)今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。 我國對立體倉庫及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開始并不晚，1963年研制成第一臺橋式堆垛起重機(jī)（機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所），1973年開始研制我國第一座由計算機(jī)控制的自動化立體倉庫（高15米，機(jī)械部起重所負(fù)責(zé)），該庫1980年投入運(yùn)行。到目前為止，我國自動化立體倉庫數(shù)量已超過200座。立體倉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)管理不可缺少的倉儲技術(shù)，越來越受到企業(yè)的重視。 自動化倉庫應(yīng)用范圍很廣，幾乎遍布所有行業(yè)。在我國，自動化倉庫應(yīng)用的行業(yè)主要有機(jī)械、冶金、化工、航空航天、電子、醫(yī)藥、食品加工、煙草、印刷、配送中心、機(jī)場、港口等。 1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制書世界第一臺可編程控制器，并成功地應(yīng)用在美國（GM）的生產(chǎn)線上。但當(dāng)時只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為可編程邏輯控制期，簡稱PLC（programmable logic controller）。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱PC（programmable controller）.但由于PC容易與個人計算機(jī)（programmable puter）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程器的縮寫。1985年國際電工委員會（IEC）對PLC的定義如下：可編程控制器是一種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程。PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：（1）邏輯運(yùn)算（2）弱電控制強(qiáng)電。PLC是集自動控制技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位?？删幊炭刂破?，簡稱PLC。它在集成電路、計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一中新型工業(yè)控制設(shè)備。 、抗干擾能力強(qiáng) 、安裝容易，維護(hù)工作量少 、通用性好 ，成功率高 ，重量輕、功耗底等特點(diǎn)。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。與繼電——接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電——接觸器控制系統(tǒng)小；價格上能與繼電——接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動電磁閥、觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。因此，進(jìn)行立體倉庫的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，可以推動機(jī)械手行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價值。 本課題設(shè)計的內(nèi)容課題的主要任務(wù)是基于三菱FX2N系列PLC的立體倉庫控制系統(tǒng)的設(shè)計。倉位的主體框架除包括十二個庫位外，還配有一個物品入口位和一個出口位，并在這十二個庫位的底部均設(shè)置有檢測開關(guān)，若庫內(nèi)有物品，則壓制相應(yīng)的檢測開關(guān)使之閉合，若無物品，則相應(yīng)的檢測開關(guān)斷開?！”菊n題設(shè)計的目的和意義傳統(tǒng)條件下的庫房管理作業(yè)，主要依據(jù)人工裝卸，特別是對于一些大型物資，不僅工作效率低，浪費(fèi)大量的人力、物力，存在較大的安全隱患，同時還占據(jù)大量的庫房面積。立體庫的投入使用，徹底解決了這一難題.自動化立體倉庫可以產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。它通過高層貨架存儲，使存儲區(qū)大幅度地向高空發(fā)展，提高了空間利用率；自動化立體倉庫采用層積式存放，結(jié)合計算機(jī)管理，可以很容易實(shí)現(xiàn)先入先出，防止貨物的自然老化、變質(zhì)和損壞；通過自動存取系統(tǒng)(AS/RS),加快了運(yùn)行和處理速度，提高了勞動生產(chǎn)率，降低操作人員的勞動強(qiáng)度；采用自動化技術(shù)后，還能較好地適應(yīng)黑暗、低溫、污染、有毒和易爆等特殊場合的物品存儲需要；計算機(jī)控制能夠始終準(zhǔn)確無誤地對各種信息進(jìn)行存儲和管理，減少了貨物處理和信息處理過程中的差錯；同時借助于計算機(jī)管理還能有效地利用倉庫存儲能力，便于清點(diǎn)和盤庫，合理減少庫存，加快資金周轉(zhuǎn)，節(jié)約流動資金，從而提高倉庫的管理水平。自動化倉庫的信息系統(tǒng)可以與企業(yè)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息管理的自動化。同時，由于使用自動化倉庫，促進(jìn)企業(yè)的科學(xué)管理，減少了浪費(fèi)，保證均衡生產(chǎn)，也提高了操作人員素質(zhì)和管理人員的水平?！∽詣踊Ⅲw倉庫的概述自動化立體倉庫是指在不直接進(jìn)行人工處理的情況下,自動地完成物品倉儲和取出的系統(tǒng),它以高層立體貨架為主體,以成套搬運(yùn)設(shè)備為基礎(chǔ),是集自動控制技術(shù)、通信技術(shù)、機(jī)電技術(shù)于一體的高效率、大容量存儲機(jī)構(gòu)。自動