【正文】 ly became the focus of research. To design a kind of effective, rapid, realtime, stable and automated stereoscopic storehouse stacker control system has became an important topic in an industrial control field. Track piling machine based on PLC control system was given in the overall design of this paper, and the paper also gave the specific procurement processes of hardware and the design method of the software . This paper studied the development situation and trend of the stacker at home and abroad, and designed a pillar stacker machine control system. This paper adopted Siemens s7200 PLC, after understood the characteristics of the track stacker, realized that its technical indicators and the control method to carry on the design is very important. In order to study the stacker positioning technology, the paper made a parison between existed positioning technologies and methods to recognize address ,finally decided to use the way of bining laser range sensor with absolute recognition of position to make realtime position control on track stacker, ushaped sensor principle and ranging method, parameters and placed. It also gave flow chart of the mast stacker machine unit and program. The experimental results show that the effect of the design of stacker control system in this article is good. The design also met the stacker performance requirements of the school. The positioning error of designing control system is decreased obviously, and the running speed of stacker increased to a certain extent. On the one hand, it can ensure the precision of the warehouse entry, on the other hand, it realized the rapidity of the system operation, and ensure the stability of the system. Keywords automated stereoscopic storehouse。結(jié)合入庫(kù)出庫(kù)周邊設(shè)備來(lái)進(jìn)行作業(yè)的一種倉(cāng)庫(kù)，它主要有 高層的鋼構(gòu)貨架、自動(dòng)導(dǎo)航小車、傳輸帶、堆垛機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)等組成 [1]。 第二階段為較初級(jí)發(fā)展階段。這一時(shí)期立體庫(kù)得到了廣泛應(yīng)用，每年大約有 60 套的增長(zhǎng)，除去拆除的技術(shù)落后的到 20xx 年超過(guò) 600 套。其技術(shù)水平與先進(jìn)國(guó)家的差異主要在于高速性、工藝性和可靠性等方面。到 1986 年它已擁有大小立體倉(cāng)庫(kù) 5800 座，占世界總數(shù)一半以上。 3 ) 大 大 提 高 管 理 效 率 ： 由 于 立 倉(cāng) 庫(kù) 系 統(tǒng) 的 出 庫(kù) 、 入 庫(kù) 、 盤 存 等 倉(cāng) 儲(chǔ) 程 序 均 實(shí) 現(xiàn) 了 全 自 動(dòng) 管 理 并 跟 生 產(chǎn) 系 統(tǒng) 及 銷 售 、 采 購(gòu) 、 財(cái) 務(wù) 等 系 統(tǒng) 無(wú) 縫 對(duì) 接 ， 不 但 提 高 了 存 儲(chǔ) 及 生 1 緒論 3 產(chǎn) 效 率 ， 并 能 極 大 程 度 地 提 高 整 體 管 理 效 率 和 倉(cāng) 儲(chǔ) 的 合 理 化 。 按現(xiàn)行機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，堆垛機(jī)可分為：有軌巷道堆垛機(jī)、無(wú)軌堆垛機(jī)和橋式堆垛機(jī)。 ①雙立柱結(jié)構(gòu)堆垛機(jī)的機(jī)架由上橫梁、下橫梁和兩根立柱組成，整體呈方框形。不過(guò)這種結(jié)構(gòu)的堆垛機(jī)由于整體重心偏，并且在水平行走啟動(dòng)和停車過(guò)程中容易產(chǎn)生巨大沖擊而使機(jī)架產(chǎn)生大的變形和局部應(yīng)力集中，極大的限制了它的使用范圍，僅僅適合應(yīng)用 在載重輕、低速的場(chǎng)合。 ②曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)又叫轉(zhuǎn)軌堆垛機(jī)，其行走輪與下橫梁是通過(guò)垂直軸鉸接的，可以自行地從一個(gè)巷道轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)巷道，因此能夠在環(huán)形或其它曲線軌道上行走，完成存取貨物的功能 [5]。在 1970 年左右巷道是堆垛機(jī)在我國(guó)得到了迅猛發(fā)展，在這之前我國(guó)早就開(kāi)始研究采用巷道式軌道堆垛機(jī)在立體倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用。伴隨著工業(yè)革命的逐步發(fā)展，各工業(yè)國(guó)家都開(kāi)始研究與生產(chǎn)堆垛機(jī)，多用于起重和運(yùn)送貨物。從 1967 年開(kāi)始，工業(yè)剛起步的日本就掌握了安裝高度為 25 米高度堆垛機(jī)的技術(shù)。最近幾年國(guó)內(nèi)的自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)中的堆垛機(jī)技術(shù)也與時(shí)俱進(jìn)，堆垛機(jī)也在結(jié)構(gòu)、減噪技術(shù)、安全運(yùn)行、速度和精度指標(biāo)上有了很大的提高，并在機(jī)械制造、食品生產(chǎn)、鐵路、船舶、航空、礦業(yè)、煙草等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。 1 緒論 5 堆垛機(jī)實(shí)物圖如圖 12 圖 12 課題研究的目的和意義 倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)是現(xiàn)代物流發(fā)展的重要指標(biāo)，倉(cāng)儲(chǔ)在物流系統(tǒng)中起著非常重 要的作用。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是近年國(guó)際上快速發(fā)展起來(lái)的一種新型物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施，具有準(zhǔn)確高、自動(dòng)化程度高、安全可靠、功能齊全等優(yōu)勢(shì)，并成為工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)的發(fā)展潮流。與此同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)全球化步伐日益加快和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，物流在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的重要性已經(jīng)日益凸現(xiàn)，物流人才的需求也在日益增長(zhǎng)。 (2) 具 有 安全 防護(hù) 裝置，例 如：斷繩 保護(hù) 裝置、沖 頂保護(hù) 裝 置、過(guò)載 保 護(hù) 裝置 等。 圖 21 水平行走機(jī)構(gòu) 堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)，主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電氣控制柜、減速機(jī)、主、從動(dòng)輪、導(dǎo)向輪及下橫梁等部分組成。兩邊的導(dǎo)向輪采用金屬輪外裹 PPVC 材料的方式制作，即保證了導(dǎo)向輪的剛度也有效的減小行走過(guò)程中的噪音。其工作原理如下：下叉固定在載貨臺(tái)上，貨叉電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)力輸入軸驅(qū)動(dòng)下邊大齒輪，經(jīng)過(guò)齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)中叉相對(duì)于下叉水平行走 400mm，上叉相對(duì)于下叉行走 800mm，以達(dá)到貨叉行程倍增的目標(biāo)。 它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮在滿足對(duì)貨叉和貨物的支撐剛度的前提下，盡可能的減輕其重量，按照載貨臺(tái)的承載參數(shù)和貨物托盤的尺寸，載貨臺(tái)體選用 100 100mm 的方鋼，采 取焊接的方式制成。根據(jù)特點(diǎn)的不同采用鏈條提升方式比采用卷?yè)P(yáng)筒式更平穩(wěn)。在取到貨物后，先貨叉回中位，后載貨臺(tái)下降到低位，再 堆垛機(jī)水平行走。當(dāng)重量超過(guò)額定的重量時(shí)，電源會(huì)自動(dòng)切斷。在現(xiàn)有的條件下完成了設(shè)計(jì)對(duì)堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)的基本要求。堆垛機(jī)的安裝調(diào)試階段，通過(guò)人的反復(fù)操作確認(rèn)安全 S7200 PLC 觸摸屏（手動(dòng)） 上位機(jī)（自動(dòng)） 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸 堆垛機(jī)列 認(rèn)址系統(tǒng) 堆垛機(jī)排認(rèn)證 堆垛機(jī)層 認(rèn)址系統(tǒng) 光電碼盤 堆垛機(jī)極限 保護(hù)系統(tǒng) 貨叉運(yùn)行機(jī)構(gòu) 層運(yùn)行機(jī)構(gòu) 列運(yùn)行機(jī)構(gòu) 堆垛機(jī)貨物 檢測(cè)系統(tǒng) 伺服控制系統(tǒng) 層 變頻系統(tǒng) 貨叉變頻系統(tǒng) 3 控制方案設(shè)計(jì) 11 和精準(zhǔn)。這種控制方式一般應(yīng)用在堆垛機(jī)發(fā)生異常、單機(jī)運(yùn)行或安裝調(diào)試的情況下。 控制功能分析 堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的自動(dòng)化搬運(yùn)設(shè)備，其控制系統(tǒng)主要有以下控制功能： （ 1）動(dòng)作控制 為了實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)的自動(dòng)存取貨功能，控制系統(tǒng)就必須能夠具備控制其水平行走、垂直提升和貨叉伸縮的功能。如電機(jī)斷相保護(hù)、貨位虛實(shí)檢測(cè)、貨物超高、超大和超重檢測(cè) 、貨叉回中位檢測(cè)、三運(yùn)動(dòng)方向動(dòng)作聯(lián)鎖及各種極限開(kāi)關(guān)等。本機(jī)具有以下主要技術(shù)數(shù)數(shù)據(jù)： 1）集成 24 輸入 /16 輸出，共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。 5) 擁有 PID 控制器。 伺服系統(tǒng)具有高穩(wěn)定性、高精度、響應(yīng)快、調(diào)速范圍寬和低速時(shí)能輸出大轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。本文主要從速度控制方面介紹速度控制伺服系統(tǒng)是伺服系統(tǒng)的重要組成部分，它由速度控制單元、伺服電動(dòng)機(jī)、速度檢測(cè)裝置等構(gòu)成。 下面以最簡(jiǎn)單的單輸入、單輸出控制問(wèn)題為例解析速度控制系統(tǒng)，其基本 控制關(guān)系框圖如下圖 32 )(1 tx? )(tf )(1tx 圖 32 速度控制方式基本關(guān)系框圖 交流變頻調(diào)速技術(shù)及變頻器選型 隨著電力電子器件、微電子技術(shù)、電動(dòng)機(jī)和控制理論的發(fā)展和交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的進(jìn)步再加上交流電動(dòng)機(jī)（特別是異步電動(dòng)機(jī)）具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、運(yùn)行可靠尤其是 kv 系統(tǒng) XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 能夠在惡劣的環(huán)境中工作等優(yōu)點(diǎn)，其在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 西門 子系 列的 MICROMASTER 440 變 頻器 具有：安 裝 方便、參 數(shù)易 于 設(shè) 置 和調(diào)試、參數(shù) 設(shè)置的 范 圍 廣泛 、電 纜連 接 簡(jiǎn)便、模 塊 化設(shè)計(jì)配 置 靈活并 且 具 有多個(gè) 繼電器 輸出和 模擬 量 輸 出 等 主 要 特 性；并且 擁有矢量控制功能、 V/f 控制功能、復(fù)合制動(dòng)功能、可編程的加速 /減速斜坡特性平滑功能、具有比例，積分和微分 PID 的閉環(huán)控制功能和動(dòng)力制動(dòng)的緩沖功能等性能特征，能滿足該項(xiàng)目的控制要求并且性價(jià)比高，所以該項(xiàng)目選用 MM440 變頻器作為控制裝置。為了實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)對(duì)貨位的自動(dòng)尋址和準(zhǔn)確定位，我們對(duì)立體貨架的每個(gè)貨位進(jìn)行了編碼，然后用目標(biāo)貨位的編碼來(lái)控制堆垛機(jī)的運(yùn)行。 X13 列；沿載貨臺(tái)起升方向，最低層為 Y1，依次為 Y Y Y4 層。 絕對(duì)認(rèn)址 是由貨格的幾何坐標(biāo)與控制系統(tǒng)所建立的操作坐標(biāo)構(gòu)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，且沒(méi)有中間“軟”連接，故稱作絕對(duì)認(rèn)址，又稱之為門牌式，即每個(gè)貨位都有專用的認(rèn)址片，該認(rèn)址片含有該貨位的信息，利用堆垛機(jī)上的認(rèn)址裝置識(shí)別認(rèn)址片包含的信息，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋址，該認(rèn)址方式可靠、準(zhǔn)確，但是成本高。圖 34 為水平行走認(rèn)址傳感器分布圖，圖中 A、 B、 C 為三個(gè) U 型光電傳感器， D 為水平認(rèn)址片，其中 B 傳感器起到計(jì)數(shù)作用， A、 C 傳感器起到檢測(cè)的作用。然后貨叉伸出，載貨臺(tái)以 4m/min 的速度抬起貨物，當(dāng) B、 A 兩個(gè)傳感器同時(shí)檢測(cè)到認(rèn)址片時(shí)，說(shuō)明貨叉已經(jīng)到達(dá)高位，此時(shí)貨叉收回，完成貨物從貨架到載貨臺(tái)的操作 [18]。 XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)論文 18 4 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要流程是這樣的：首先分析控制要求，確定系統(tǒng)整體配置，根據(jù)實(shí)際情況對(duì) I/O 口進(jìn)行分配，設(shè)計(jì)硬件電路并購(gòu)買硬件進(jìn)行搭建，編制流程圖并進(jìn)行程序編制，通過(guò)下載線下載程序并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，修改程序和電路直到滿足控制要求，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。綜合考慮堆垛機(jī)控制系統(tǒng)功能和實(shí) 現(xiàn)手段，主要包括手動(dòng)操作按鈕個(gè)數(shù)、伺服放大器控制點(diǎn)數(shù)、檢測(cè)傳感器輸入點(diǎn)數(shù)、變頻器控制點(diǎn)數(shù)、觸摸屏控制點(diǎn)數(shù)和中間繼電器 KA 所需控制點(diǎn)等對(duì) PLC 的 I/O 口進(jìn)行分配，具體的分配方案如表 42 和表 43； 4 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 19 表 42 PLC 輸入分配表 序號(hào) 功能 元件 PLC 地址