【正文】 通訊接口：RS485通訊、USS協(xié)議。數(shù)字量輸入：6路帶隔離的數(shù)字量輸入。輸出頻率：(0650)Hz可調(diào)。MM440變頻器各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)如下：輸入電壓：3相380VAC，50Hz。（1） 變頻器的概念變頻器的工作原理是通過(guò)改變交流電頻率方式實(shí)現(xiàn)交流電的控制。所選模塊型號(hào)如表22所示。⑤ 中斷輸入允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿做出響應(yīng)。其特點(diǎn)如下：① 集成的24V電源：可直接連接到傳感器和變送器、執(zhí)行器，可用作負(fù)載電源。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。（2）擴(kuò)展單元：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。S7200系列PLC是德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的一種超小型PLC,超小型是指其功能具有大、中型PLC的水平，而價(jià)格卻和小型PLC的價(jià)格一樣。 碼垛機(jī)垂直方向認(rèn)址傳感器分布圖其認(rèn)址狀態(tài)如表21所示：表21 認(rèn)址狀態(tài)表 上升下降傳感器存貨高位取貨低位存貨高位 取貨低位A1……計(jì)數(shù)、減速、定位 ……定位、停止 A2計(jì)數(shù)、減速、定位定位、停止定位、停止計(jì)數(shù)、減速、定位A3 ……計(jì)數(shù)、減速、定位 ……常見(jiàn)的速度運(yùn)行曲線有三種，分別為三角形與梯形速度曲線、拋物線與直線形速度曲線、正弦形速度曲線。低位為取貨開(kāi)始伸叉或放貨完畢收叉的位置，高位為放貨開(kāi)始伸叉或取貨完畢收叉的位置。在立體倉(cāng)庫(kù)巷道通道中的激光測(cè)距范圍(激光發(fā)射器與反射板之間)內(nèi)不得有任何物體遮擋激光光線。（4）激光測(cè)距定位：激光測(cè)距定位是近年來(lái)應(yīng)用于碼垛機(jī)準(zhǔn)確定位的新技術(shù)，用激光測(cè)距儀通過(guò)測(cè)量碼垛機(jī)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離和事先存儲(chǔ)的位置數(shù)據(jù)比較來(lái)確定碼垛機(jī)的當(dāng)前位置。每經(jīng)過(guò)一個(gè)貨位，就對(duì)地址編碼進(jìn)行加1或減1，一直移動(dòng)到和預(yù)定位置號(hào)一致時(shí)停止運(yùn)行。這樣每個(gè)貨位就有了獨(dú)立的三維坐標(biāo)地址，碼垛機(jī)自動(dòng)檢測(cè)目前的坐標(biāo)地址，使其能到達(dá)目標(biāo)位置。，控制系統(tǒng)由PLC控制器、調(diào)速系統(tǒng)、編碼器、認(rèn)址片和認(rèn)址器組成，實(shí)現(xiàn)位置和速度的雙閉環(huán)控制。碼垛機(jī)采用西門子公司的S7200型PLC控制，與變頻器結(jié)合對(duì)碼垛機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速。⑥ PLC還有工作故障報(bào)警功能。到達(dá)預(yù)定位置后，碼垛機(jī)停車。人機(jī)界面應(yīng)具備實(shí)時(shí)顯示設(shè)備運(yùn)行工況，故障及歷史故障查詢等功能。手動(dòng)操作時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)給予相應(yīng)的警示信號(hào)，同時(shí)系統(tǒng)將解除大部分的保護(hù)控制。由碼垛機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及工作要求可知，能否保證碼垛機(jī)的穩(wěn)定工作，關(guān)鍵在碼垛機(jī)的三維位置移動(dòng)定位的精確性。表明了自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)和碼垛機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展的必然性,改進(jìn)碼垛機(jī)精度和提高其應(yīng)用效率的必要性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的技術(shù)水平和倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備的動(dòng)態(tài)性能也在不斷提高。巷道式碼垛機(jī)的起升速度已經(jīng)可以達(dá)到90m/min，運(yùn)行速度達(dá)到240m/min，在有的立體倉(cāng)庫(kù)中采用上、下兩層分別用巷道碼垛機(jī)進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè)的方法提高出入庫(kù)能力。初期的立體倉(cāng)庫(kù)使用的碼垛機(jī)以橋式起重機(jī)為基礎(chǔ)，這種碼垛機(jī)是從起重機(jī)的大梁上懸掛一個(gè)門架，利用門架的上下和旋轉(zhuǎn)來(lái)搬運(yùn)貨物。碼垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的重要組成部分，它是整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行部件，存貨時(shí)將貨物從出入貨臺(tái)準(zhǔn)確的存放到貨位里，取貨時(shí)將貨物從貨位中取回到出入貨臺(tái)。1960年以后巷道式碼垛機(jī)逐漸代替了橋式碼垛機(jī)，此后碼垛機(jī)的使用范圍和性能有了很大的發(fā)展，尤其是在日本，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)發(fā)展迅速，目前日本的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的擁有量都位居世界前列。（4） 節(jié)約成本：作業(yè)效率的提高勢(shì)必會(huì)降低貨物儲(chǔ)存的成本費(fèi)用，由此也提高了企業(yè)的現(xiàn)代化物流意識(shí)。管理計(jì)算機(jī)是立體倉(cāng)庫(kù)的管理中心，承擔(dān)著入/出庫(kù)管理、盤庫(kù)管理、查詢、打印及顯示、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算分析等功能，包括在線管理和離線管理；中央控制計(jì)算機(jī)是立體倉(cāng)庫(kù)的控制中心，它溝通并協(xié)調(diào)管理計(jì)算機(jī)、碼垛機(jī)、入/出輸送機(jī)等設(shè)備之間的聯(lián)系，控制和監(jiān)視著整個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行。（2）倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的主要搬運(yùn)設(shè)備是巷道式碼（堆）垛機(jī)，其主要用途是在高層貨架的巷道內(nèi)來(lái)回穿梭運(yùn)行，將位于巷道口的貨物存放入貨格中，或者將貨物取出運(yùn)送到巷道口。貨架在物流及倉(cāng)儲(chǔ)中占有非常重要的地位，目前的貨架具有多種功能，以滿足機(jī)械化和自動(dòng)化的要求。這類倉(cāng)庫(kù)主要通過(guò)高層貨架充分利用空間進(jìn)行存取貨物，所以被成為立體倉(cāng)庫(kù)。Retrieval System，AS/RS）。貨叉伸叉系統(tǒng)由S7226PLC通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器SH20403控制二相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。本文詳細(xì)闡述了本控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，以及整個(gè)系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)。三、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容1．變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2．貨叉伸縮控制；3．PLC控制程序編寫與調(diào)試；四、重點(diǎn)研究問(wèn)題PLC控制，確定設(shè)計(jì)方案，完成各功能單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參數(shù)計(jì)算和元件選擇。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。 作者簽名: 二〇一〇年九月二十日作者簽名: 二〇一〇年九月二十日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 設(shè)計(jì)題目：PLC在倉(cāng)庫(kù)碼垛機(jī)上的設(shè)計(jì)應(yīng)用 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的1．設(shè)計(jì)一個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)碼垛機(jī)控制系統(tǒng)；2．水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)及伸叉機(jī)機(jī)構(gòu)分別由220W 的三相交流異步電動(dòng)機(jī)、200W 的單相交流異步電動(dòng)機(jī)和二相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；3．上述電機(jī)由西門子S7226型PLC控制，其中水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)由PLC通過(guò)變頻器控制，步進(jìn)電機(jī)由步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)控制。本文基于現(xiàn)代物流技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展要求，介紹自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用及其功能和作用，結(jié)合現(xiàn)代科技的發(fā)展，著重研究自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)碼垛機(jī)控制系統(tǒng)的控制技術(shù)。變頻調(diào)速系統(tǒng)由S7200PLC及其擴(kuò)展模塊EM235通過(guò)變頻器MM440控制交流電動(dòng)機(jī)，采用光電編碼器反饋轉(zhuǎn)速信號(hào)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。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 amp。立體倉(cāng)庫(kù)是指：采用高層貨架儲(chǔ)存貨物，用起重、裝卸、運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備進(jìn)行貨物出庫(kù)和入庫(kù)作業(yè)的倉(cāng)庫(kù)。（1）貨架 倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展由平面轉(zhuǎn)向高層立體化以后，高層貨架為倉(cāng)庫(kù)的主體和標(biāo)志，貨架越高，存儲(chǔ)量越大。貨箱和托盤的基本功能是盛放小件物料，同時(shí)還應(yīng)便于運(yùn)輸車和碼垛機(jī)的插取和存放。（3）控制及管理設(shè)施 控制管理系統(tǒng)采用分布式控制，即由管理計(jì)算機(jī)、中央控制計(jì)算機(jī)和直接控制碼垛機(jī)、入/出庫(kù)輸送機(jī)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制器組成控制系統(tǒng)。（3） 計(jì)算機(jī)控制與管理：計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的對(duì)倉(cāng)庫(kù)的各種信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，不僅降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還減少了貨單處理和信息處理過(guò)程中的差錯(cuò)，從而提高了倉(cāng)庫(kù)的管理水平。1950年美國(guó)首先產(chǎn)生手動(dòng)控制的橋式碼垛機(jī)起重機(jī)，與此同時(shí)提出了高層貨架的概念，被認(rèn)為是自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的雛形。我國(guó)對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制并不晚，1963年研制成第一臺(tái)橋式碼垛起重機(jī)(機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所)，1973年開(kāi)始研制我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)(高巧米，機(jī)械部起重所負(fù)責(zé))，該庫(kù)1980年投入運(yùn)行。盡管各廠家各有獨(dú)創(chuàng)，結(jié)構(gòu)形式有些差異，但可以說(shuō)大同小異，所有的碼垛機(jī)都不外乎由機(jī)架、載貨臺(tái)、伸縮貨叉、軌道和控制系統(tǒng)等部分組成。目前的碼垛機(jī)技術(shù)取得了重大的發(fā)展，控制技術(shù)、定位精度、運(yùn)行速度都得到了很大程度的提高。體現(xiàn)碼垛機(jī)動(dòng)態(tài)性能優(yōu)劣的指標(biāo)主要有：運(yùn)行速度、提升速度、貨叉速度、平穩(wěn)性、認(rèn)址精度等。:本章主要介紹了自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的組成、應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展，并初步介紹了碼垛機(jī)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀。伸叉機(jī)構(gòu)電機(jī)采用兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，由西門子S7200通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制。同時(shí)運(yùn)動(dòng)速度也可以手動(dòng)選擇。界面操作時(shí)，應(yīng)具備對(duì)貨物的單送、單取操作。② 位置技術(shù)及判斷：沿著碼垛機(jī)的行進(jìn)方向和載貨臺(tái)的升降方向設(shè)置認(rèn)址片，PLC通過(guò)檢測(cè)認(rèn)址片來(lái)判斷碼垛機(jī)位置和載貨臺(tái)的位置，每經(jīng)過(guò)一個(gè)認(rèn)址片，PLC的高速計(jì)數(shù)器就自動(dòng)計(jì)數(shù)一次，前進(jìn)加一，后退減一，上升加一，下降減一。⑤ 安全保護(hù)：水平行走、載貨臺(tái)升降及貨叉的伸縮等都有限位保護(hù)。采用組態(tài)系統(tǒng)建立監(jiān)控界面，同時(shí)將運(yùn)行系統(tǒng)的狀態(tài)反饋到監(jiān)控計(jì)算機(jī)。另外為了提高存取效率和保證碼垛機(jī)的穩(wěn)定性，必須對(duì)碼垛機(jī)三個(gè)機(jī)構(gòu)的速度進(jìn)行合理有效的控制，其中速度位置檢測(cè)是碼垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。為此，貨架上的每個(gè)貨位必須具有碼垛機(jī)能識(shí)別的編碼，所以將貨架兩側(cè)編成XX2，沿碼垛機(jī)運(yùn)行方向?qū)⒇浖芫帪?~Y列，垂直方向編為0~Z層。（2）相對(duì)認(rèn)址：相對(duì)認(rèn)址時(shí)每個(gè)貨位的認(rèn)址片結(jié)構(gòu)相同。碼垛機(jī)的從動(dòng)輪上配有同軸旋轉(zhuǎn)編碼器，從動(dòng)輪與軌道近似純滾動(dòng)，因此通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)換，可以得到碼垛機(jī)的相對(duì)運(yùn)行位置。激光測(cè)距傳感器安裝在碼垛機(jī)上，目標(biāo)放射板安裝在巷道末端。（2）縱向認(rèn)址系統(tǒng)碼垛機(jī)縱