【正文】 動，轉(zhuǎn)速可以提高，力矩也較大，靈敏度也高，更接近與實用。利用上位機(jī)編程組態(tài)軟件，來提高控制方式增加數(shù)據(jù)分析等工作能力。在智能化 上可以提高，在工作臺上安裝接近傳感器，防止工作臺與倉庫、存放貨物 等相撞。 輸入與輸出點數(shù) 分配 X0 X 軸 1位置 X11 X軸 10 位置 X22 Z 軸 3 位置上限位 X1 X 軸 2位置 X12 X軸 11 位置 X23 Z 軸 3 位置下限位 X2 X 軸 3位置 X13 Y軸前向限位 X24 Z 軸 4 位置上限位 X3 X 軸 4位置 X14 Y軸中向限位 X25 Z 軸 4 位置下限位 X4 X 軸 5位置 X15 Y軸后向限位 X26 Z 軸 5 位置上限位 X5 X 軸 6位置 X16 Z軸 1位置上限 位 X27 Z 軸 5 位置下限位 X6 X 軸 7位置 X17 Z軸 1位置下限位 X30 小車處物料檢測 X7 X 軸 8位置 X20 Z軸 2位置上限位 X31 進(jìn)料出物料檢測 X10 X 軸 8位置 X21 Z軸 2位置下限位 X32 出料處物料檢測 輸出 Y0 沿 X 軸向右 Y3 沿 Y 軸向后 Y6 進(jìn)料處傳送帶 Y1 沿 X 軸向左 Y4 沿 Z 軸向上 Y7 出料處傳送帶 Y2 沿 Y 軸向前 Y5 沿 Z 軸向下 外部接線 Confidential Page 30 12/13/2020 30 作者： 30 9:27:41 AM 30 實驗編程與調(diào)試 立體倉庫實驗 \立體倉庫 .dvp 實驗演示 立體倉庫實驗 \立體倉庫 .mpg 實驗總結(jié) 本系統(tǒng)通過最終調(diào)試表明 本控制系統(tǒng) 能夠較為準(zhǔn)確地完成對貨物的存取功能，而且運行比較靈敏、可靠、。 ⑤ 每次按下加速按鈕 X5 時，通過 CMP 指令，將 D0 的當(dāng)前值與 K200 比較，只要 D0﹥ K200，則使 D0的數(shù)減小，輸出脈沖頻率增大，電機(jī)加速轉(zhuǎn)動。當(dāng) M16 為 ON時 ， D1 復(fù)位，重新開始新一輪的脈沖序列的產(chǎn)生，步進(jìn)電機(jī)連續(xù)正向運轉(zhuǎn)。按加速按鈕，電機(jī)加速，按減速按鈕，電機(jī)減速。一種是方向 /脈沖模式，在這種控制模式下，脈沖信號控制的是步進(jìn)電機(jī)的運動，脈沖方向信號控制的是步進(jìn)電機(jī)的運動方向 (即正、反轉(zhuǎn) )；另一種是脈沖模式，此時這兩路信號分別控制步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)運動，這樣 對于某些只需要一個方向運動的應(yīng)用場合，可以省去一路信號，簡化設(shè)計。運動控制器提供給步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動信號是標(biāo)準(zhǔn)的信號，不論哪種驅(qū)動器都接受這樣的標(biāo)準(zhǔn)信號，從而為開放式的控制提供了標(biāo)準(zhǔn)接口。 本設(shè)計步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器主要包括環(huán)形分配器和功率放大器兩部分。 按照時序循環(huán)輸入就可以通過軟件控制來實現(xiàn)。 步進(jìn)電機(jī)的介紹及選型 Confidential Page 26 12/13/2020 26 作者： 26 9:27:41 AM 26 步進(jìn)電機(jī)主要為本設(shè)計執(zhí)行元件，之所以選擇步進(jìn)電機(jī)就是因為其適用于開環(huán)控制，而且其控制精度較高，在供電電源切斷時，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，同時也是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 其具體用法解釋如下： 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 23 ⑴使用 矩陣輸入的外部布線圖如下 ： Confidential Page 24 12/13/2020 24 作者： 24 9:27:41 AM 24 詳細(xì)布線圖請點擊下超級鏈接： CAD\矩陣輸入示意圖 .dwg ⑵ S表示連接輸入端的起始號，從該號碼開始算起連續(xù) 8點位矩陣輸入端，本設(shè)計中指定的為 X50 ⑶ D1則是指定矩陣掃描的起始號碼，配合 n值來決定點數(shù)，本設(shè)計中起始號為 Y20， n=7 程序在執(zhí)行時是，順序掃描 Y20～ Y26. ⑷ D2表示讀入結(jié)果的起始號碼，例如本設(shè)計中用 M10，則代表 M10～ M1M20M～ 2 M30～ M3 M40～ M4 M50～ M5 M60～ M6 M70～ M77。 本設(shè)計中 不用它?？刂泼姘迳系氖畟€按鍵就是配合十鍵輸入指令進(jìn)行信息輸入的。 ⑵ 4位數(shù)數(shù)據(jù)送到七段數(shù)碼管必須使用 12次的掃描時間，傳送完畢時， M8029觸點閉合。 4 ) 斷電保護(hù) 如載貨臺升降過程中忽然斷電， 則通過提升 電動機(jī)制動使載貨臺停在當(dāng)前位置，不會掉下來。在貨物進(jìn)入載貨臺時，當(dāng)檢測到貨物超過設(shè)定高度、長 度或 寬度時， 堆垛機(jī)便停止運行并報警。 8 通過控制面板可以控制步進(jìn)電機(jī)，正反轉(zhuǎn)和加減速。 5 取貨和送貨指令完成后，機(jī)構(gòu)自動返回原來位置。送貨完成后，小車自動返回原來的位置。立體倉庫坐標(biāo)定位以零位開 始。貨物存儲系統(tǒng)由立體貨架的貨格 (托盤或貨箱 )組成，貨架按照排、列、層組合而成立體倉庫儲存系統(tǒng)；貨物存取和傳送系統(tǒng)承擔(dān)貨物存取、出入倉庫的功能，它由有軌或無軌堆垛機(jī)、出入庫輸送機(jī)、裝卸機(jī)械等組成；自動化立體倉庫視情況不同采取不同的控制方式：有的倉庫只采取對存取堆垛機(jī)、出入庫輸送機(jī)的單臺 PLC 控制，機(jī)與機(jī)無聯(lián)系；有的倉庫對各單臺機(jī)械進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制。 FX 系列 PLC 型號的含義如下： 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 其中系列名稱：如 0、 0s、 1s、 0N、 1N、 2N 等 單元類型： M— 基本單元 E— 輸入輸出混合擴(kuò)展單元 Ex— 擴(kuò)展輸入模塊 EY— 擴(kuò)展輸出模塊 輸出方式： R— 繼電器輸出 S— 晶閘管輸出 T— 晶體管輸出 特殊品種： D— DC 電源， DC 輸出 Al— AC 電源， AC（ AC100～ 120V）輸入或 AC 輸出模塊 H— 大電流輸出擴(kuò)展模塊 V— 立式端子排的擴(kuò)展模塊 C— 接插口輸入輸出方式 F— 輸入濾波時間為 1ms的擴(kuò)展模塊 例如 FX2N— 32MT— D表示 FX2N 系列， 32 個 I/O 點基本單位，晶體管輸出，使用直流電源， 24V 直流輸出型。 PLC 的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供 CPU、存儲器等所需的直流電，是整個 PLC 的能源供給中心。 編程器有簡易編程器和圖形編程器兩種。 微電腦輸出接口電路一般由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求邏輯電路集成在芯片上， CPU 通過數(shù)據(jù)總線將 輸出信號送到輸出數(shù)據(jù)寄存器中，功率放大電路是為了適應(yīng)工業(yè)控制要求，將微電腦的輸出信號放大。現(xiàn)場的輸入信號通過光電耦合后轉(zhuǎn)換為 5V的 TTL 送入輸入數(shù)據(jù)寄存器，再經(jīng)數(shù)據(jù)總線傳送給 CPU。微電腦輸入接口電路一般由寄存器、選通電路和中斷請求邏輯電路組成，這些電路集成在一個芯片上。輸出接口電路將 CPU 送出的弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強(qiáng)電信號輸出，以驅(qū)動電磁閥、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。 輸入輸出接口是 PLC與工業(yè)現(xiàn)場控制或檢測元件和執(zhí)行元件連接的接口電路。其功能： Confidential Page 10 12/13/2020 10 作者： 10 9:27:41 AM 10 （ 1）用掃描方式（后面介紹）接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器； （ 2）接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)； （ 3）診斷電源和 PC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過程中的語法錯誤； （ 4）在 PC 進(jìn)入運行狀態(tài)后： a） 執(zhí)行用戶程序 —— 產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號（從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，經(jīng)命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去啟閉有關(guān)的控制電路） b）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 —— 分時、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)存取、傳送、組合、比較、變換等動作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯或算術(shù)運算任務(wù) c） 更新輸出狀態(tài) —— 輸出實施控制（根據(jù)運算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，再由輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，實現(xiàn)輸出控制、制表、打印、數(shù)據(jù)通訊等） 系統(tǒng)程序存儲器 —— 存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令 解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù) 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 *不能由用戶直接存取 用戶存儲器用戶程序存儲器 —— 存放用戶程序。在此期間， CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，在經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。這類機(jī)型點數(shù)都在 100 點以上，內(nèi)存容量 64K 以上。為了將溫度、壓力、流量等模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，一般都帶有 A/D 轉(zhuǎn)化器，中型機(jī)指令也比小型機(jī)豐富。 按容量和功能分為小型機(jī)、中型機(jī)、大型機(jī)。 （ 4） 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。它將傳統(tǒng)的繼電 器控制技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)和通信技術(shù)融為一體專門為工業(yè)控制而設(shè)計，具有可靠性高、功能強(qiáng)、編程簡單、使用方便、環(huán)境適應(yīng)性好以及體積小、功耗低等特點；具有基本控制功能、步進(jìn)控制功能、模擬控制功能、定位控制功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能、自診斷功能、顯示監(jiān)控功能等，可以滿足對工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)視和控制的絕大多數(shù)場合的需要。 在第三稿中，對 PLC 作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。 PLC 是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點 的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是 PLC的程序編制，不需要專門的計算機(jī)編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯也都很方便。 本章小結(jié) 本章首先從國內(nèi)和國外兩個方面簡要介紹了 自動化立體倉庫 的發(fā)展?fàn)顩r，并指出了 自動化立體倉庫 的未來發(fā)展方向；其次簡要介紹了本課題的研究背景、意義及目的；最后給出了 本次設(shè)計的 自動化立體倉庫 的 研究內(nèi)容 即本設(shè)計系統(tǒng)所能完成的功能 ；還有我們?yōu)槭裁磿x擇使用 PLC 完成對本系統(tǒng)的控制，及其優(yōu)點。 （ 3） 使用方便、靈活：對于不同的控制系統(tǒng)，當(dāng)硬件結(jié)構(gòu)選定后，如果輸入/輸出作很小的變動時，只需修改相應(yīng)程序即可，無需對系統(tǒng)連線做較大的修改，減少了現(xiàn)場調(diào)試的工作量，使用起來靈活方便。采用單片機(jī)作為主控制器來控制步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)所要設(shè)計的控制電路較多，較為復(fù)雜。 通過對倉庫模型控制系統(tǒng)的設(shè)計研究，能夠?qū)ψ詣踊Ⅲw倉庫設(shè)計的基本工作原理有一定的認(rèn)識，并 且對大學(xué)階段所學(xué)知識能夠進(jìn)一步的深化，對理論知識和實際應(yīng)用之間的相互轉(zhuǎn)化有更具體的理解，特別是對 PLC 技術(shù)、數(shù)字電路、機(jī)電一體化技術(shù)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。 （ 2） 熟練掌握 PLC 程序設(shè)計方法。存取貨物還可以實現(xiàn)全自動，為節(jié)省 PLC