【正文】 增加了通訊口的數(shù)量，通訊能力大大增強(qiáng)；它可用于點(diǎn)數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)[8]。還具有4個(gè)獨(dú)立的30kHz高數(shù)計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高數(shù)脈沖輸出端，一個(gè)RS485通訊/編程端口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由通訊方式。第二代產(chǎn)品的CPU模塊位CPU 22*，是在本世紀(jì)初投放市場(chǎng)的。 CPU型號(hào)的選擇 SIMATIC S7200的CPU模塊包括一個(gè)中央處理單元、電源以及數(shù)字I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。 主機(jī)I/O數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時(shí)，用戶可以根據(jù)需要擴(kuò)展各種I/O模塊，所能連接的擴(kuò)展單元的數(shù)量和實(shí)際所能使用的I/O點(diǎn)數(shù)是多種因素共同決定的。S7200硬件系統(tǒng)的配置方式采用整體式加積木式，即主機(jī)中包含一定數(shù)量的I/O輸入輸出，同時(shí)還可以擴(kuò)展各種功能模塊。它結(jié)構(gòu)小巧，可靠性高，運(yùn)行速度快，繼承和發(fā)揮了它在大、中型PLC領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，又極豐富的指令集，具有強(qiáng)大的多種集成功能和實(shí)時(shí)特性，配有功能豐富的擴(kuò)展模塊，性能價(jià)格比非常高。本次設(shè)計(jì)采用外部制動(dòng)器YB，由整流器VC提供電源。熱繼電器起到保護(hù)作用。（2）控制上下運(yùn)行的升降臺(tái)的電機(jī)M2 ,M5 ,M8，在升降臺(tái)處裝行程開(kāi)關(guān)。同時(shí)，采用鍵盤(pán)來(lái)輸入作業(yè)地址、作業(yè)指令，鍵盤(pán)按鍵又0AF等鍵可以使用，可以輸入作業(yè)地址（某個(gè)倉(cāng)庫(kù)號(hào)）、作業(yè)指令（存、?。谳斎胱鳂I(yè)地址、作業(yè)指令時(shí)操作面板可以馬上顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的人機(jī)對(duì)話，保證了輸入的作業(yè)地址和作業(yè)指令的準(zhǔn)確性，提高了堆垛機(jī)運(yùn)行的可靠性。為了保證安全各控制按鈕之間必須有精確的邏輯互鎖和自鎖。該系統(tǒng)中PLC主要完成對(duì)貨叉位置及運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)和存取的操作。而手動(dòng)有些差別，手動(dòng)的前后上下運(yùn)動(dòng)主要是通過(guò)按動(dòng)控制面板上按鈕來(lái)控制小車、升降臺(tái)運(yùn)動(dòng)的方向和到達(dá)位置的。主要設(shè)計(jì)有如下子程序：自動(dòng)子程序、手動(dòng)子程序、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序等。同樣，可編程控制器控制也有其不足的地方，在性價(jià)比上要高于繼電器控制和單片機(jī)控制,其開(kāi)發(fā)潛力要差于單片機(jī)，通用性不好，不同廠家的可編程控制器以及其附屬單元都是固定專用等等。工作人員通過(guò)它可以查出故障原因，便于迅速處理。設(shè)計(jì)人員只要有PLC就可以進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試。近年來(lái)又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樞蛄鞒虉D語(yǔ)言（Sequential Function Chart），也稱功能圖，使編程更簡(jiǎn)單方便。，應(yīng)用靈活。這往往是用戶選擇控制裝置的首要條件。 PLC的特點(diǎn) 堆垛機(jī)位置控制系統(tǒng)主要由PLC組成。具有應(yīng)用靈活、操作方便、容易維修、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，其技術(shù)成熟，性價(jià)比高在工業(yè)控制領(lǐng)域以基本取代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序控制[6]。最值得一提的是單片機(jī)具有強(qiáng)大的存儲(chǔ)擴(kuò)展能力，有能力滿足不同的存儲(chǔ)需要。它具有價(jià)格低廉、維護(hù)技術(shù)要求不高的優(yōu)點(diǎn)，但功能不易擴(kuò)展、布線連接不易更新、可靠性不高，該控制方式只適用于工作模式固定、控制要求簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。：在完成制定的操作之后，應(yīng)該返回到起始的位置。下面對(duì)各個(gè)階段進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。堆垛機(jī)是可以三維運(yùn)動(dòng)的門框式巷道堆垛機(jī)，它由固定在小車上的門式框架、沿門式框架上的垂直導(dǎo)軌作上下運(yùn)動(dòng)的升降臺(tái)和在升降臺(tái)上作伸縮運(yùn)動(dòng)的貨叉（機(jī)械手）等三部分組成。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的主要設(shè)備，是一種多層存放貨物的高層倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)。. 圖21 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)1. 上橫梁 2. 松繩及過(guò)載保護(hù)裝置 3. 立柱 4. 起升結(jié)構(gòu)5. 運(yùn)行機(jī)構(gòu) 8. 電氣柜 9. 下橫梁而本文設(shè)計(jì)的智能立體倉(cāng)庫(kù)比較簡(jiǎn)單，相同堆剁機(jī)的結(jié)構(gòu)也沒(méi)有這么復(fù)雜，后面有具體的介紹。在下橫梁下有行走輪，其側(cè)面有導(dǎo)向輪，保證堆垛機(jī)能正常行駛。 巷道堆垛機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu) 如圖21所示，目前所用的堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)主要由機(jī)架、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、載貨臺(tái)、貨叉、電器設(shè)備及各種安全保護(hù)裝置等組成。監(jiān)控機(jī)對(duì)堆垛機(jī)的控制通過(guò)與PLC通信實(shí)現(xiàn)。目前，巷道式堆垛機(jī)的起升速度己經(jīng)可以達(dá)到90m/min，運(yùn)行速度達(dá)到240m/min,貨叉伸縮速度達(dá)到30m/min。1960年左右，美國(guó)出現(xiàn)了沒(méi)有大梁的巷道式堆垛機(jī)，這種堆垛機(jī)是在地面上的導(dǎo)軌上行走，利用貨架上邊的導(dǎo)軌防止傾倒，或者相反，在上邊的導(dǎo)軌上行走，利用地面的導(dǎo)軌防止傾倒。而且，堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)也有了較大的改變，不斷推出具有新的物理外形和更高性能的設(shè)備。 堆垛機(jī)的研究現(xiàn)狀堆垛機(jī)的機(jī)械部分由運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、伸叉機(jī)構(gòu)及載貨臺(tái)和機(jī)架組成。第2章 巷道式堆垛機(jī)定位控制的總體設(shè)計(jì) 巷道式堆垛機(jī)概況堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的主要設(shè)備,倉(cāng)庫(kù)中所有貨物的入庫(kù)、出庫(kù)等作業(yè)都必須通過(guò)堆垛機(jī)完成?，F(xiàn)在國(guó)外各發(fā)達(dá)國(guó)家在自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)中投入大量資金，在倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)即輸入、儲(chǔ)運(yùn)、輸出上采用新技術(shù)。國(guó)外立體倉(cāng)庫(kù)普遍采用抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠的可編程控制器來(lái)控制巷道堆垛機(jī)和出入庫(kù)系統(tǒng)，并且用計(jì)算機(jī)進(jìn)行貨位管理和庫(kù)存管理，倉(cāng)庫(kù)管理計(jì)算機(jī)與上級(jí)管理機(jī)聯(lián)網(wǎng)并能與控制系統(tǒng)相接，實(shí)現(xiàn)在線控制。在總體設(shè)計(jì)方面，國(guó)外己有采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的(CAD)，即根據(jù)約束條件來(lái)確定最佳的貨架高度、巷道數(shù)量、貨架尺寸和堆垛機(jī)數(shù)量以及出入庫(kù)運(yùn)行系統(tǒng)的參數(shù)，并用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來(lái)考核倉(cāng)庫(kù)的功能?，F(xiàn)在，智能自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)還處于初級(jí)階段，隨著倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的智能化將有更廣闊的前景[1][2]。從此以后，立體倉(cāng)庫(kù)在我國(guó)得到迅速發(fā)展。計(jì)算機(jī)之間，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)之間，機(jī)械設(shè)備的控制器之間以及它們與計(jì)算機(jī)之間的通信可以及時(shí)地匯總信息，倉(cāng)庫(kù)計(jì)算機(jī)及時(shí)地記錄到貨和出貨時(shí)間，先是庫(kù)存量，管路人員隨時(shí)掌握貨物信息和庫(kù)存信息。第三階段是自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)階段，上世紀(jì)五十年代末、六十年代初，相繼研制和采用了自動(dòng)導(dǎo)引小車（AGV）、自動(dòng)貨架、自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)分揀系統(tǒng)。日本的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的擁有量位居世界前茅。在日本，從1967年開(kāi)始安裝了高度為2025米的高層堆垛機(jī)，1969年出現(xiàn)了聯(lián)機(jī)全自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)。此后，從1963年開(kāi)始，在歐洲各國(guó)，由于用地緊張，開(kāi)始計(jì)劃建造2530米的高層自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)。1950年美國(guó)首先產(chǎn)生了手動(dòng)控制的橋式堆垛起重機(jī)，這種起重機(jī)的大梁上懸掛一個(gè)門架(立柱)，利用門架的上下和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)搬運(yùn)貨物，與此同時(shí)也提出了高層貨架的新概念，被認(rèn)為是自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的雛形。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)定義在現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)重要的組成部分，它是一種新型的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)又稱為自動(dòng)存儲(chǔ)/檢索系統(tǒng)(Automated Storage/Retrieval System，即AS/RS)，它是物料搬運(yùn)和倉(cāng)儲(chǔ)科學(xué)中的一門綜合科學(xué)技術(shù)工程。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)就是自控技術(shù)在物流管理上的一個(gè)很好的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)自控技術(shù)的飛速發(fā)展，為現(xiàn)代企業(yè)的物流管理提供了重要的技術(shù)支持。本文的研究對(duì)象堆垛機(jī)，或稱巷道車是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的主要存取設(shè)備，直接執(zhí)行出、入庫(kù)等任務(wù)的操作，因此其控制系統(tǒng)的靈活性、穩(wěn)定性直接彰響著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況[15]。在生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)際需要和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)可能情況下，上世紀(jì)五十年代初開(kāi)始出現(xiàn)了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，并在實(shí)踐中顯示出了其優(yōu)越性，隨即得到迅速的推廣和發(fā)展。1963年美國(guó)的一個(gè)食品廠在倉(cāng)庫(kù)工作中采用電子計(jì)算機(jī)，成為世界上最早的全自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)。上世紀(jì)70年代還提出了采用50米高堆垛機(jī)的可能性，進(jìn)入90年代后，堆垛機(jī)在使用范圍和性能上有了很大的發(fā)展。這是世界上第一座溫度在零下40攝氏度的極低溫倉(cāng)庫(kù)，解決了低溫條件下堆垛機(jī)工作的可靠性和技術(shù)方面的問(wèn)題，取得了引人注目的成果。這一階段經(jīng)歷的時(shí)間比較長(zhǎng)。信息自動(dòng)化技術(shù)逐漸成為倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化技術(shù)的核心。上個(gè)世紀(jì)70年代初期，我國(guó)開(kāi)始研究巷道式堆垛機(jī)的立體倉(cāng)庫(kù)，1980年由北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所等單位研制成的我國(guó)第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在北京汽車制造廠投產(chǎn)。第五階段是智能自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)階段，人工智能技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了自動(dòng)化向更高級(jí)的方向智能自動(dòng)化方向發(fā)展。發(fā)展至今，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)在設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)化控制和計(jì)算機(jī)管理方面的技術(shù)也日趨成熟。一般都具有完善的貨物位置檢測(cè)和貨物尺寸檢測(cè)。在采用了計(jì)算機(jī)控制的進(jìn)出庫(kù)情報(bào)資料和庫(kù)存情報(bào)處理技