【正文】 用戶可以利用繪圖工具繪制能夠模擬現場的圖形界面。 圖 堆垛機監(jiān)控畫面 定義 I/O 設備 組態(tài)王把那些需要與監(jiān)控系統(tǒng)交換數據的程序或設備都作為外部設備。 選擇開發(fā)系統(tǒng)左側大綱中的“設備 /COM1”，雙擊開發(fā)系統(tǒng)右側窗口的“新建”圖標，彈出“設備配置向導”對話框，選取“仿真 PLC”下的“串行”項，進行下一步，為外部設備輸入名稱： PLC，繼續(xù)下一步，選取連接串行接口，設為 COM1，繼續(xù)下一步，在彈出“設備配置向導”對話框中填寫設備地址，假設為 0，單擊“下一步”，彈出“通訊參數”。操作者根據屏幕上顯示的動態(tài)畫面來掌握工業(yè)現場的生產情況，用計算機發(fā)布指令控制生產現場。數據庫中變量的集合稱作“數據詞典”，用戶可使用的所有的數據變量都存儲在 數據詞典中 ??15 。組態(tài)王提供了 21 中動畫連接方式。單擊“確認”，及“確定”回到開發(fā)系統(tǒng)。 運行和調試 . 在堆垛機運行監(jiān)控系統(tǒng)設計完成后，就可以進入運行和調試階段。 通過組態(tài)軟件組態(tài)王 設計模擬兩排四層三列的堆垛機的運動現場，構建數據詞典，并編寫好組態(tài)界面的動作程序。然后通過計算機，進行 PLC 程序與組態(tài)界面的聯機、調試和運行，完成本次設計。 (2)分析了堆垛機的需完成的工作要求，設計了控制系統(tǒng)的硬件部分：堆垛機的主電路、控制電路、變頻器與電動機的連線電路。而且，隨著控制技術的發(fā)展，其效率也得到了很大的提高。 立體倉庫巷道堆垛機的控制系統(tǒng)設計 28 參 考 文 獻 [1] 徐正林，劉昌祺 .自動化立體倉庫實用設計手冊 .北京：中國物資出版社， 2020. [2] 黃靜云 .自動化立體倉庫一本通 .北京：中國物資出版社， 2020. [3] 金琦淳，胡元，崔吉 .自動化立體倉庫中堆垛機的設計 .制造業(yè)自動化，2020,4(下 )： 116118. [4] 胡廣鵬 ,郭佑民 ,呂鳳玉 .基于 PLC的立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)設計 .蘭州交通大學學報 ,2020,12:8588. [5] 王歡 .立體倉庫堆垛機運動及控制系統(tǒng)設計 .科技創(chuàng)業(yè) ,2020,5:184186. [6] 毛建云 .立體倉庫堆垛機分類與技術特征 .裝備大觀， 2020， 6： 7478. [7] 周興萬 .自動化立體倉庫中堆垛機的位置定位和速度控制 .基礎自動化， 1998，6： 4854. [8] 常發(fā)亮 .自動化立體倉庫堆垛機 PLC 控制系統(tǒng) .電氣自動化， 1995,4： 4547. [9] 繆周 .一種教學實驗型自動化立體倉庫堆垛機的設計 .起重運輸機械 ,2020,11:3031. [10] 陳奪，萬福才，張曉明，吳永強 .自動化立體倉庫堆垛機揀選路徑優(yōu)化策略 .數字技術與應用， 2020,10:115117. [11] 陳曉軍 .PLC 控制技術在立體倉庫堆垛機中的運用 .工業(yè)技術 ,2020,12:11. [12] 劉晉浩 , 魏占國 .PLC 在模擬立體倉庫堆垛機裝置控制上的應用 .森林工程 ,2020,9:3335. [13] 王春香 ， 翁誠霖 ， 趙炯 . 自動化立體倉庫中巷道堆垛機 PLC 的控制特點及編程 .： 5457. [14] 趙燕 .可編程控制器原 理與應用 .北京：北京大學出版社， 2020. [15] 譚貴禮 .組態(tài)監(jiān)控軟件控制技術 .北京：北京理工大學出版社， 2020. [16] JiangWanLi, LiXinLin. ANew Type of Automated WarehouseWith MultiFunction. Proceedings of International Cofernce on Advanced Technology and Equipment of Materials Handing,1994, October25～ 27. [17] Min S. Ko, Hey , , Sang . Machine Control Level Simulation of an AS/RS in the Automotive Industry[J]. Proceedings of the 2020 Winter Simulation Conference: 17271737. 上海建橋學院本科畢業(yè)設計（論文） 29 附錄 A 堆垛機 PLC 程序 主程序 程序段 1 LD First_Scan_On MOVW +0, VW100 MOVW +0, VW101 MOVW +0, VW102 MOVW 0, VW103 程序段 2 LD Always_On LPS A = LPP AN = 程序段 3 LD Always_On LPS A AN AN CALL SBR_0 LPP A AN AN CALL SBR_1 程序段 4 LD R , 1 R , 1 R , 1 R , 1 R , 1 R , 1 END 手動運行 程序段 1 LD AN LPS LD O ALD AN AN AN C1 = LRD LD O ALD AN AN AN = LPP A AN AN AN = 程序段 2 LD Always_On LD O ALD LPS LD O ALD AN = LPP LD O ALD AN = 程序段 3 LD LPS LD O ALD AN = LPP LD O ALD AN = 程序段 4 LD 立體倉庫巷道堆垛機的控制系統(tǒng)設計 30 AN AN LD O ALD LPS LD A O O ALD = LRD AW= VW100, 1 AN C1 = LRD AW= VW100, 2 LPS AN C2 = LPP A C2 AN C3 = LPP AW= VW100, 3 LPS AN C4 = LRD A C5 AN C5 = LPP A C5 AN C6 = 程序段 5 LDW= VW100, 1 A AN AN LD T37 CTU C1, 2 。本文設計的基本要求是能夠通過PLC 控制實現巷道堆垛機的取貨功能，在設計過程中查閱了很多資料，在查閱過程中學到了很多知識，所以這次設計對提高本科生的思考與實 踐能力非常有幫助。 (4)利用西門子公司的 Step7 Smart軟件編寫了 PLC程序；采用組態(tài)軟件組態(tài)王 設計了立體倉庫的監(jiān)控畫面，實現了對堆垛機的運行狀態(tài)、貨架貨位的使用情況、入庫和出庫操作等信息的實時監(jiān)控。 圖 上海建橋學院本科畢業(yè)設計（論文） 27 結 論 本文通過分析國內外立體倉庫堆垛機的發(fā)展狀況，對堆垛機控制系統(tǒng)的硬件組成、速度控制、認址方式及監(jiān)控系統(tǒng)設計進行 了重點研究。俯視的場景可以較為清晰的展現立體倉庫中行和列的布局。單擊“畫面 /打開”命令，從“打開畫面”窗口中選擇“ Test”畫面。 立體倉庫巷道堆垛機的控制系統(tǒng)設計 26 命令語言利用 C語言編寫。 單擊“命令語言 ...”按鈕，彈出畫面命令語言對話框，如圖 所示。 單擊“變量名”輸入變量名，在“變量類型”中選擇變量類型，在“連接設備”中 選擇先前定義好的 I/O 設備： PLC；定義“寄存器”，定義“數據類型”。在 畫面運行系統(tǒng) 運行時，它包含所有數據變量的當前值。如圖 所示。完成外部設備的定義后，組態(tài)王即可使用輸入 /輸出變量和下位機交換數據。 第二步：在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中從“工具箱”中選擇工具進行立體倉庫堆垛機監(jiān)控畫面設計。如圖 所示。彈出對話框：“新建工程向導之二”。本文中組態(tài)王 主要解決人機圖形界面的問題。 立體倉庫巷道堆垛機的控制系統(tǒng)設計 22 5 監(jiān)控系統(tǒng)設計 組態(tài)王 介紹 “組態(tài)”這一概念，是伴隨這集散型控制系統(tǒng)的出現而被人們所熟知的。所以，程序中必須要能夠將這 3種不同的運動區(qū)分開來。貨臺到達預定位置后，計時并微降，計時到，貨臺縮回，堆垛機返回 初始位置，入庫操作完成。此時開始計時，貨臺微升，計時到，貨臺縮回，碰到中叉限位開關 停止。運動過程中碰到左叉限位、中叉限位和右叉限位的霍爾開關時，叉伸報站裝置動作。到達指定地點松開按鈕或者到運行極限超過限位開關 LB LB2，堆垛機行走抱閘裝置啟動，堆垛機到位停準。 圖 、取貨程序流程圖 堆垛機 手動運行 在手動工作方式下，按下手動控制按鈕，處于手動工作狀態(tài)的貨臺將執(zhí)行按鈕控制 的動作，直到運動終點或按鈕抬起。如果源層小于當前層 ,則 PLC程序中相應計數器減數計算，堆垛機做下降運動；反之 ,如果源層大于當前層 ,則 PLC程序中相應計數器計數器加數計算，堆垛機做上升運動 ,直到當前層等于源層 ,堆垛機不再驚醒垂 直升降運動。如果當源列小于當前列 ,則 PLC 程序中相應計數器計數器加數計算，堆垛機向后運動；反之 ,如果源列大于當前列 ,則 PLC 程序中相應計數器計數器減數計算，堆垛機向前運動 ,直到當前列等源列 ,堆垛機不再做水平運動。出、入庫的工作過程包含三個運動。網絡 4對程序中置 1 的中間繼電器進行復位，并結束程序。輸入、輸出點分配如表 。自動控制時 ,作業(yè)任務信息由上位機提供。 (2) 貨叉電動機起動時機由入庫和出庫指令決定貨叉伸出 ,執(zhí)行存、取操作后 ,貨叉縮回。 圖 上海建橋學院本科畢業(yè)設計（論文） 15 圖 立體倉庫巷道堆垛機的控制系統(tǒng)設計 16 4 控制系統(tǒng)軟件部分設計 基于 S7 200 PLC 的 堆垛機自動控制系統(tǒng)是在 Step7MicroWIN SMART 軟件下開發(fā)的 ,主要有主程序、自動運行程序、手動運行程序。 完成以上六部，則一張完整的繼電器控制原理圖設計完畢。 三、 根據狀態(tài)表，確定中間記憶元件的開關邊界線，設計中間記憶元件。 邏輯設計法 邏輯設計法是利用邏輯代數這一數學工具來進行電路設計，即根據生產機械的拖動要求及工藝要求，將執(zhí)行元件需要的工作信號以及主令電器的接通與斷開狀態(tài)看成邏輯變量，并根據控制要求將它們之間的關系用邏輯函數關系式來表達，然后再運用邏輯函數基本公式和運算規(guī)律進行簡化，使之成為需要的與 或關系式，根據最簡式畫出相應的電路結構圖，最后再作進一步的檢查和完善，即能獲得需要的控制線路。 三、 輔 助電路設計。 上海建橋學院本科畢業(yè)設計（論文） 13 經驗設計法的基本步驟： 一、 主電路設計。設計過程中，要隨時增減元器件和改變觸點的組合方式，以滿足拖動系統(tǒng)的工作條件和控制要求，經過反復修改得到理想的控制線路。但對于比較復雜的自動控制線路，例如專用的數控生產機械或者采用微機或電子控制的專用檢測與控制系統(tǒng)，要求有程序預選、刀具調整與補償和一定的加工精度、生產效率、自動顯示、各種保護、故障診斷、報警、打印記錄等，就必須按述過程一步一步進行設計。 3)繪制總原理圖。 立體倉庫巷道堆垛機的控制系統(tǒng)設計 12 系統(tǒng)電路設計 堆垛機控制系統(tǒng)電路設計包括主電路、控制電路、行走叉伸變頻器和升降變頻器的接線電路的設計。 堆垛機的配套傳感器系統(tǒng) 為了保障整個倉庫自動化運行 ,該堆垛機自動控制系統(tǒng)多處采用了傳感技術 : (1) 貨物進入倉庫時，采用普通光電傳感器檢測有無物體 ,有貨物發(fā)出堆垛機啟動信號。 （ 7）根據堆垛機的速度和位置控制要求，需要安裝 8個光電傳感器和 7個限位開關。因為在堆垛機存取貨物的過程中 ,運行系統(tǒng)和貨叉系統(tǒng)是按照先后順序動作的 ,為減少開支 ,運行電動機和貨叉電動機使用同一臺變頻器并聯運行 ,運行電動機按照大慣性負載啟動的情況考慮。 （ 2） 2個指示燈 :1 個用于通電指示， 1 個用作警示燈。在控制系統(tǒng)中，常用的保護環(huán)節(jié)有短路、過流、過載、過壓、失壓、弱磁、上海建橋學院本科畢業(yè)設計（論文） 11 超速、極限等。 3)保證控制線路工作的可靠性。在設計控制系統(tǒng)之前，首先要清楚控制系統(tǒng)的工作要求，對要使用的機械設備的工作性能，結構特點和實際工作情況有充分的了解。變頻器作為功率的變換部件，可提供可控的高性能變壓變頻的交流電源。能夠單機動作，也可以輸入 /輸出擴展。為了能較好地滿足自動化倉庫中堆垛機高速運上海建橋學院本科畢業(yè)設計（論文） 9 行、平穩(wěn)換速、低速停準地調速控制要求，本文采用半閉環(huán)控制方式 ,如圖 所示。在距離目標位置較遠時，為提高工作效率采用高速運行；在距離較近時，降低速度達到完全運行準確認址的