【正文】 容易等特點(diǎn)能很好的完成立體倉庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。PLC控制系統(tǒng)可以很好的完成立體倉庫的控制有助于其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。S7200型可編程控制器作為控制核心，采集輸入端口信號(hào)后完成各種邏輯控制和數(shù)據(jù)的運(yùn)算，然后通過輸出端口完成電機(jī)的運(yùn)動(dòng)和各種信號(hào)的現(xiàn)實(shí)?！币虼?，進(jìn)行立體倉庫的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)機(jī)械手行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)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(jià)值。根據(jù)這一設(shè)想，美國數(shù)字設(shè)備公司于1969年率先研制出第一臺(tái)可編程控制器(簡稱PLC)，并在通用汽車公司的自動(dòng)裝配線上試用獲得成功。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(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)管理不可缺少的倉儲(chǔ)技術(shù)，越來越受到企業(yè)的重視。此后，自動(dòng)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。 Second, the system hardware, the structure, principles are described and analyzed。本文首先對(duì)本課題進(jìn)行簡要的介紹，包括背景，研究意義，現(xiàn)狀等；其次對(duì)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(duì)本系統(tǒng)用到的器件分別進(jìn)行介紹，重點(diǎn)對(duì)PLC程序進(jìn)行了編寫；最后對(duì)設(shè)計(jì)本課題所學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行歸納和總結(jié)。（2）結(jié)合相關(guān)資料設(shè)計(jì)立體倉庫的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 本課題所設(shè)計(jì)的立體倉庫具有以下功能：堆垛機(jī)（機(jī)械手）要有三個(gè)自由度，即：前進(jìn)、后退；上、下；左、右堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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)每個(gè)倉位必須有檢測裝置（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)當(dāng)按完倉位號(hào)后，沒按入或取前，可以按取消鍵進(jìn)行取消該操作整個(gè)電氣控制系統(tǒng)必須設(shè)置急停按鈕，以防發(fā)生意外起止時(shí)間：2012年2月21日至2012年6月5日共15周指 導(dǎo) 教 師簽 字系 主 任簽 字院 長簽 字┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文摘要自動(dòng)化立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中迅速發(fā)展的一個(gè)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(dòng)控制與管理系統(tǒng)、高位貨架、巷道堆垛機(jī)、自動(dòng)入庫、自動(dòng)出庫、計(jì)算機(jī)管理控制系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備組成。它具有節(jié)約用地、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、消除差錯(cuò)、提高倉儲(chǔ)自動(dòng)化水平及管理水平、提高管理和操作人員素質(zhì)、降低儲(chǔ)運(yùn)損耗、有效地減少流動(dòng)資金的積壓、提高物流效率等諸多優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵字：立體倉庫 可編程控制器（PLC） 西門子S7200 AbstractThe automated warehouse is one of the important parts in modern logistics. It39。 Third, the devices that are used in this system were introduced, focusing on the preparation of PLC program。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(dòng)化立體倉庫最多的國家之一。本論文主要是基于PLC所設(shè)計(jì)的立體倉庫電氣控制系統(tǒng)。由于PLC的可靠性高，操作簡單，可以大大減少設(shè)備的維修和停產(chǎn)所造成的經(jīng)濟(jì)損失。 本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)用西門子S7200系列的控制器作為控制核心，實(shí)現(xiàn)一個(gè)十二倉位的立體倉庫的入庫出庫功能。該系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作模式，通過鍵盤可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。因此，進(jìn)行立體倉庫的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)機(jī)械手行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)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(jià)值。自動(dòng)化立體倉庫是機(jī)械和電氣、強(qiáng)電控制和弱電控制相結(jié)合的產(chǎn)品。 立體倉庫系統(tǒng)的功能圖21 立體倉庫模型圖在此設(shè)計(jì)的立體倉庫需要滿足一下功能：（1）堆垛機(jī)（機(jī)械手）要有三個(gè)自由度，即：前進(jìn)、后退；上、下；左、右；（2）堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；（3）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；（4）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)；（5）每個(gè)倉位必須有檢測裝置（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)；（6）當(dāng)按完倉位號(hào)后，沒按入或取前，可以按取消鍵進(jìn)行取消該操作。 （2）當(dāng)送貨的時(shí)候，選擇欲送貨物的倉位號(hào)，按動(dòng)倉位號(hào)對(duì)應(yīng)的按鈕，控制面板數(shù)碼管顯示倉位號(hào)。 （3）當(dāng)取貨的時(shí)候，選擇欲取貨物的倉位號(hào)后，按動(dòng)取貨按鈕后，在控制面板的數(shù)碼管里顯示出來，堆垛機(jī)可以自動(dòng)將貨物取出。 采用 PLC 控制立體倉庫的優(yōu)點(diǎn)PLC 的應(yīng)用非常廣泛，按PLC編程功能可分為 4 大類[2]：開關(guān)量順序控制、通信功能、模擬量控制、運(yùn)動(dòng)控制。選擇 PLC是因?yàn)樗姆€(wěn)定性比單純的使用單片機(jī)要穩(wěn)定的多，所能實(shí)現(xiàn)的功能也強(qiáng)大的多。根據(jù)立體倉庫控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。（6）將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。主要由貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)、貨物存取和傳送系統(tǒng)、控制和管理等三大系統(tǒng)所組成。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本課題設(shè)計(jì)采用的是運(yùn)用 PLC ,而且檢修起來較為方便。 （1）輸入/輸出模塊在PLC中，CPU是通過輸入/輸出模塊與外界連接的。電源部件是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電源的裝置，它向PLC提供所需的高質(zhì)量直流電源。 （4）配套齊全，使用方便。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇[4]。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。（3）診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。 PLC 機(jī)型的選擇（1）輸入電源電壓：24VDC 還是 220VAC，根據(jù)供電系統(tǒng)電壓來選擇，一般來說，不建議直接從動(dòng)力電源直接取電，最好用隔離變壓器把動(dòng)力電源和控制電源隔離開來，同時(shí)做好濾波等抗干擾措施。經(jīng) 過估算本設(shè)計(jì)中需要輸入端口40個(gè)，輸出端口 21個(gè)。西門子S7系列PLC體積小、速度快、 標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。微型PLC S7200系列可編程控制器主機(jī)分為 1240 點(diǎn)四檔，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。每輸入一個(gè)電脈沖信號(hào)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，它的運(yùn)動(dòng)形式是步進(jìn)式的，所以稱為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。二是它每轉(zhuǎn)一周都有固定的步數(shù)，所以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在不失步的情況下運(yùn)行，其步距誤差不會(huì)長期積累。計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用開辟了廣闊的前景，應(yīng)用非常廣泛。定子上有三套控制繞組，每一套有兩個(gè)串聯(lián)的集中控制繞組分別繞在徑向相對(duì)的兩個(gè)磁極上。圖32 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖33是一臺(tái)三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理圖。圖33 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理圖（1）三相單三拍通電方式當(dāng)A相控制繞組通電，其余兩相均不通電，電機(jī)內(nèi)建立以定子A相極為軸線的磁場。若再斷開B相使C相控制繞組通電轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)過30176。若按ACBA的順序通電，則電機(jī)按順時(shí)針反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）三相雙三拍通電方式控制繞組的通電方式為ABBCCAAB或ABCABCAB。到達(dá)新的平衡位置，如圖34(b)所示。較簡單的控制電路是利用一些數(shù)字邏輯單元組成，即采用硬件的方式。（1）開環(huán)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)精確位移、精確定位，且無積累誤差。圖35 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開環(huán)控制原理框圖開環(huán)控制常常采用加減定位控制方式。電機(jī)開始以低于最高啟動(dòng)頻率的某一頻率啟動(dòng)，然后再逐步提高頻率，使電機(jī)逐步加速，到達(dá)最高運(yùn)行頻率，電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)加減速的最佳控制，往往是分段設(shè)計(jì)加速轉(zhuǎn)矩和加速時(shí)間，采用微機(jī)控制來實(shí)現(xiàn)。在某些運(yùn)行速度范圍寬、負(fù)載大小變化頻繁的場合，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)很容易失步使整個(gè)系統(tǒng)趨于失控。將位置傳感器測出的負(fù)載實(shí)際位置與位置指令值相比較，用比較信號(hào)進(jìn)行控制，不僅可防止失步，還能夠消除位置誤差提，高系統(tǒng)的精度。（2）速度可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)。所以步進(jìn)電機(jī)具有帶電自鎖能力。（6）電動(dòng)機(jī)本身沒有電刷、轉(zhuǎn)子上沒有繞組，也不需要位置傳感器，可靠性高。由于我們使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，已知條件和要求條件為：移動(dòng)部分總重 外力 磨擦系數(shù) 螺栓機(jī)構(gòu)的效率 螺栓軸徑 螺栓長 螺距 分辨率 移動(dòng)距離 /步速度 計(jì)算： 設(shè)擬選用2相、176。電氣原理圖如圖39所示?？刂葡到y(tǒng)每發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)器就使得步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，也就是說，它把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移。該立體倉庫中，由于提供的電平為24V，而輸入部分的電