—小型立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 指定倉(cāng)位號(hào)）等功能，在執(zhí)行完任務(wù)后自動(dòng)返回到零位等待下一指令。 此課題設(shè)計(jì)的可行性由于倉(cāng)儲(chǔ)物流設(shè)備是在通用的場(chǎng)合使用，工作并不很繁重，因此具有操作方便，易維護(hù)并具有耐久性、無(wú)故障性和良好的經(jīng)濟(jì)性，以及較高的安全性、可靠性和環(huán)保性。又因PLC控制程序能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，降低物流系統(tǒng)的故障率，提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。從這以上幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)，此課題的設(shè)計(jì)是完全可行的。電力線是最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模之大，是其他任何網(wǎng)絡(luò)無(wú)法比擬的。更高速率的PLC產(chǎn)品正在研制之中。第2章 硬件部分 立體倉(cāng)庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)立體倉(cāng)庫(kù)主體由底盤(pán)、四層十二倉(cāng)位庫(kù)體、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制等四部分組成。因此，改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的大?。桓淖冚斎朊}沖的通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的方向，實(shí)現(xiàn)位置的控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可分為磁阻式、永磁式和混合式，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)可分為：?jiǎn)蜗?、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多種。圖三 反射式傳感器結(jié)構(gòu)圖（2）、對(duì)射式傳感器的工作原理：對(duì)射式傳感器的輸出狀態(tài)一般為 NPN輸出，輸出晶體管的動(dòng)作狀態(tài)可分為入光時(shí)ON和遮光時(shí)ON兩種。圖五 并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的原理?？驁D設(shè)開(kāi)關(guān)晶體管V的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換周期T，導(dǎo)通期的時(shí)間為，截止期的時(shí)間為，占空比為δ(δ＝／T)。儲(chǔ)存在L中的能量通過(guò)二極管輸送給負(fù)載電阻和濾波電容C。(2)、開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中，考慮到PLC和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器都要求直流24V電源，綜合考慮系統(tǒng)用電量、系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)整性，我們選用了DM15024型并聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源。1V輸入輸出絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻60MΩ輸入機(jī)殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻50MΩ輸出機(jī)殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻10MΩ相對(duì)濕度Ta=25℃ 相對(duì)濕度=80％工作環(huán)境溫度10℃～40℃儲(chǔ)存溫度20℃～55℃尺寸／重量200X118X49mm(長(zhǎng)X寬X高) 顏色黑色冷卻方式風(fēng)冷第3章 元器件的選擇 步進(jìn)電機(jī)的選擇（1）、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)①、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱(chēng)為“步距角”)一步一步運(yùn)行的，其特點(diǎn)是沒(méi)有積累誤差(精度為100％)，所以廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。⑥、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是效率較低,并且需要配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電源。為了驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，必須由一個(gè)決定電動(dòng)機(jī)速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器（在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中采用PLC作脈沖發(fā)生器進(jìn)行位置控制）、一個(gè)使電動(dòng)機(jī)繞組圖七 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器、一個(gè)保證電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的功率放大器，以及一個(gè)直流功率電源等組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如圖七所示。由要求的速度可求出運(yùn)行的頻率：f=V／L=2000／(60)=3333HZ可知需要加減速的驅(qū)動(dòng)方式。)=150換算到電機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T(mén)=GL(+F)/ 2 =150(+5)/() = 對(duì)首次設(shè)計(jì)的裝置來(lái)講，所選用的電動(dòng)機(jī)通常留有2～3倍的余量，所以電機(jī)轉(zhuǎn)矩=3T=3= =根據(jù)以上的計(jì)算，我們?cè)谠摿Ⅲw倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)，它的主要特點(diǎn)：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。圖八 步進(jìn)電機(jī)的出線圈此步進(jìn)電機(jī)的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為:電機(jī)型號(hào)相數(shù)步距角相電流驅(qū)動(dòng)電壓額定轉(zhuǎn)矩重量42BYGH1012DC24V它們?cè)隍?qū)動(dòng)器內(nèi)部的接口電路都相同，見(jiàn)下圖。初相位信號(hào)是指步進(jìn)電機(jī)每次運(yùn)行到初相位期間，此信號(hào)就輸出為高電平，否則為低電平。如要通知系統(tǒng)，就要用到‘報(bào)警輸出信號(hào)’。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于兩相四根線電機(jī)，可以直接和驅(qū)動(dòng)器相連，如圖十二所示。此步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：工作電源SH2H057二相或四相混合式二相八拍一組直流DC(24V40V)(2)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖見(jiàn)圖十三 圖十三 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖(3)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分?jǐn)?shù)和電機(jī)相電流的設(shè)定①、細(xì)分?jǐn)?shù)的設(shè)定要了解“細(xì)分”，先要弄清“步距角”這個(gè)概念：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。/176。；而用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，176。在使用時(shí)，唯一需要注意的一點(diǎn)是步進(jìn)電機(jī)步距角的改變,這一點(diǎn)將對(duì)控制系統(tǒng)所發(fā)出的步進(jìn)信號(hào)的頻率有影響。B、提高了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。以上這些優(yōu)點(diǎn)，尤其是在性能上的優(yōu)點(diǎn)，并不是一個(gè)量的變化，而是質(zhì)的飛躍。所以如果用戶采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，‘相數(shù)’將變得沒(méi)有意義。(5)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電源接口對(duì)于超小型驅(qū)動(dòng)器(SH—2H05SH—3F07 SH—2H057M、SH3F075M)，采用一組直流供電DC(2440V)，注意正負(fù)極不要接錯(cuò)，此電源可以由一變壓器變壓后加整流濾波(無(wú)須穩(wěn)壓)組成。圖十五 反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖它有三根連接線(紅、藍(lán)、黑)，紅色接電源的正極、黑色接電源的負(fù)極、藍(lán)色為輸出信號(hào)，當(dāng)與擋塊接近時(shí)輸出電平為低電平，否則為高電平。10﹪ 脈動(dòng)(pp)5﹪以下 消耗電流平均值15mA以上50mA以下) 應(yīng)答頻率100HZ使用環(huán)境照度受光面照度 白熾燈 太陽(yáng)光：各3，000x以下環(huán)境溫度動(dòng)作時(shí)：10～+55176。圖十六 微動(dòng)開(kāi)關(guān)原理圖 PLC的選擇 PLC I/O點(diǎn)的選擇根據(jù)控制要求，將個(gè)輸入設(shè)備和被控設(shè)備詳細(xì)列表，準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)出被控設(shè)備對(duì)數(shù)需求量，然后在實(shí)際統(tǒng)計(jì)的I/O點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上增加15%～20%的備用量，以便以后調(diào)整和擴(kuò)充。小型倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)有輸入信號(hào)40個(gè)，輸出信號(hào)21個(gè)。 在工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱?chǎng)合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；其它情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC。 對(duì)于一個(gè)大型企業(yè)系統(tǒng)，應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一。經(jīng)過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我更進(jìn)一步了解到可編程控制器在現(xiàn)代工業(yè)以及其他行業(yè)中的應(yīng)用，以及它的優(yōu)點(diǎn)，如：成本底、使用范圍廣、高速、便捷、永遠(yuǎn)在線、結(jié)構(gòu)靈活等等。我深刻的認(rèn)識(shí)到，要想成為一名合格的工程設(shè)計(jì)人員只是掌握本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們應(yīng)該具有更加淵博的知識(shí)，如應(yīng)該對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)，外語(yǔ)交流等各個(gè)方面能力進(jìn)行加強(qiáng)。通過(guò)大量資料的查找，使我不僅熟悉了立體倉(cāng)庫(kù)的組成部分和運(yùn)動(dòng)過(guò)程，對(duì)其中的步進(jìn)電機(jī)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)，PLC原理及設(shè)計(jì)程序等有關(guān)事項(xiàng)有了深刻地認(rèn)識(shí)與學(xué)習(xí)，并從方方面面深刻的體會(huì)到了立體倉(cāng)庫(kù)在現(xiàn)代自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的重要性和必要性。從產(chǎn)品的規(guī)模上來(lái)看，會(huì)進(jìn)一步向小型和超小型的方向發(fā)展。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)或國(guó)際網(wǎng)絡(luò)的重要的作成部分，將在工業(yè)幾工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。侍老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的作風(fēng)和孜孜不倦的教誨深深地影響著我，使我受益匪淺，侍老師不論是在學(xué)習(xí)上還是在生活上都給予我無(wú)私的幫助，在此，謹(jǐn)向?qū)熤乱宰畛绺叩木匆夂妥钪孕牡馗兄x！在課題設(shè)計(jì)過(guò)程中，感謝江蘇省移動(dòng)通信第二話務(wù)中心的領(lǐng)導(dǎo)和同事們給予的指導(dǎo)和幫助，他們的工作態(tài)度和敬業(yè)精神深深地感染著我，在此，對(duì)他們的幫助和支持表示誠(chéng)摯的感謝！在論文完成過(guò)程中，本人有幸得到其他眾多老師、同學(xué)的各方面的極大幫助，使我能夠順利完成論文，在此，致以深深的謝意！最后，向所有評(píng)閱論文的老師、教授和學(xué)者表示誠(chéng)摯
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