【正文】 ，已經(jīng)成為了企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉儲技術(shù)。(4)貨位集中，便于控制與管理，特別是使用電子計算機(jī)，不但能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)過程的自動控制，而且能夠進(jìn)行信息處理。根據(jù)這一設(shè)想，美國數(shù)字設(shè)備公司于 1969 年率先研制出第一臺可編程控制器(簡稱 PLC)，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用獲得成功。 ”[2]因此，進(jìn)行立體倉庫的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計，可以推動機(jī)械手行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大 PLC 在自動控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價值。2. 立體倉庫作業(yè)管理自動化水平逐步提高。 本課題設(shè)計內(nèi)容自動化立體倉庫的主體由貨架、巷道式堆垛起重機(jī)、入(出)庫工作臺和自動運(yùn)進(jìn)( 出) 及操作控制系統(tǒng)組成。在出庫操作時，啟動機(jī)械手，到達(dá)指定庫位，將指定庫位上的貨物取出放到零位平臺。 可編程控制器（PLC）簡介 可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)3 / 44可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)由輸入/輸出模塊、中央處理單元、電源部件和編程器等組成。（2） 中央處理單元 中央處理器單元包括微處理器、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。（2） ．功能強(qiáng)大，性價比高。（6） ．系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試、維修工作量少，維修方便。當(dāng)按完庫位號后，沒按入或沒取前，可以按手動取消該操作。其控制系統(tǒng)簡單，更改容易，施工周期短；系統(tǒng)維護(hù)容易。5 / 443. 系統(tǒng)的硬件配置 立體倉庫系統(tǒng)控制立體倉庫系統(tǒng)的控制圖如下圖 所示。所以，權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實用的目的。根據(jù)估算的方法故本課題的 I/O 點數(shù)為輸入 40 點，輸出 21 點。因此本課題 PLC 內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲 5000 條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。（2）診斷功能PLC 的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。（3）編程功能離線編程方式：PLC 和編程器共用一個 CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。8 / 44在線編程方式：CPU 和編程器有各自的 CPU，主機(jī) CPU 負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。 使 用 范 圍 可 覆蓋 從 替 代 繼 電 器 的 簡 單 控 制 到 更 復(fù) 雜 的 自 動 化 控 制 。6 個獨(dú)立的 30kHz 高速計數(shù)器，2 路獨(dú)立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。它可以實現(xiàn)信號變換，是自動控制系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的執(zhí)行元件。當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動機(jī)時，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動的步數(shù)等于電脈沖個數(shù)。c) 易于起動、停止、正反轉(zhuǎn)及變速，快速響應(yīng)性能好。e) 步距角選擇的范圍大，可以在幾十角分至 180176。（3） 步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成介紹步進(jìn)電動機(jī)是應(yīng)用較早的一種機(jī)電一體化的產(chǎn)品，電機(jī)的本體與驅(qū)動器構(gòu)成一個不可分割的有機(jī)整體，步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行性能很大程度上取決于所使用的驅(qū)動控制器的類型。 步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器（1） 步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器輸入輸出信號介紹步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行需要有電子裝置進(jìn)行驅(qū)動，這種裝置就是步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器。它們在驅(qū)動10 / 44器內(nèi)部的接口電路都相同如圖 所示。對于兩相步進(jìn)電動機(jī)，細(xì)分后電動機(jī)的步距角等于電動機(jī)整步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)。因為 PLC 需要采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電，所以該立體倉庫中應(yīng)該選用開關(guān)式穩(wěn)壓電源。采用變調(diào)光式，與直流光式相比，不易受外來光干擾的影響，其電源電壓為 DC5~24V 的大量程電壓輸入型，帶有容易調(diào)整的光軸標(biāo)識，還帶有動作確認(rèn)的入光顯示燈。當(dāng)發(fā)光二極管 VL 發(fā)射出的光被物體擋住，使得光敏二級管接收不到時，VD 不導(dǎo)通，則晶體管不導(dǎo)通，輸出為 OFF。 直流電動機(jī)立體倉庫采用直流電機(jī)作為 Z 軸的拖動元件。輸入信號由 PLC 提供，輸入電源由電源模塊提供，輸出信號驅(qū)動直流電動機(jī)。13 / 44表 系統(tǒng)的 I/O 分配輸入接口 輸出接口PLC 端 單元板端口 注釋 PLC 端 單元板接口 注釋 D0 矩陣掃描第 1 列 X 軸cp 平移電動機(jī)脈沖信號 D1 矩陣掃描第 2 列 Y 軸cp 升降電動機(jī)脈沖信號 D2 矩陣掃描第 3 列 X 軸DIR 平移電動機(jī)方向信號 D3 矩陣掃描第 4 列 Y 軸DIR 升降電動機(jī)方向信號 D4 矩陣掃描第 5 列 H0 矩陣掃 描第1 行 D5 矩陣掃描第 6 列 H1 矩陣掃 描第2 行 D6 矩陣掃描第 7 列 H2 矩陣掃 描第3 行 D7 矩陣掃描第 8 列 H3 矩陣掃 描第4 行 SQ5(ZLMT) Z 軸原點 SQ6(ZLMT+) Z 軸限位 Z 軸F 貨物前伸 SN 檢測貨臺上是否有貨物 Z 軸R 貨物回縮 SW0 手動控制開關(guān) SQ2(XLMT+) X 軸限位 B00 數(shù)碼顯示區(qū)第 0 位 SQ1(XLMT) X 軸原點 B01 數(shù)碼顯示區(qū)第 1 位 SQ4(YLMT+) Y 軸限位 B02 數(shù)碼顯示區(qū)第 2 位 SQ3(YLMT) Y 軸原點 B03 數(shù)碼顯示區(qū)第 3 位14 / 444. 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)的電氣設(shè)計中，電動機(jī)主要采用步進(jìn)電動機(jī)和直流電動機(jī)，分別控制水平移動、垂直移動及貨臺的動作（即 X 軸 Y 軸 Z 軸）。整個系統(tǒng)流程如圖 所示其工作流程如下：1) 接通電源。a) 選擇欲送庫位號，按動庫位好對應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示庫位號。5) 執(zhí)行取貨指令。c) 指令完成后，系統(tǒng)自動返回。而在緊急情況下，按下緊急按鈕，貨物送回原來的位置，只有當(dāng)故障排除之后，才能重新運(yùn)行。② 按動 K8 按鈕，起動入庫操作，當(dāng)載貨臺有貨物時，起重機(jī)自動將貨物送到指定的庫位。3) 執(zhí)行出庫指令① 選擇要出庫的庫位號，按動庫位號對應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示庫位號。⑤ 完成出庫操作后，機(jī)械手自動返回到初始位置。在倉庫的管理中，各個庫位坐標(biāo)的一個基本參數(shù)。第二段是用于計算第 1 號庫位、4 號庫位、7 號庫位、10 號庫位的 Y軸坐標(biāo)。（4） 立體倉庫的出入庫控制的程序設(shè)計。程序中網(wǎng)絡(luò)一是對程序的初始化以及傳送 Y 軸行走的偏差值。網(wǎng)絡(luò) 2428 是控制起重機(jī)的第二次位移，到達(dá)指定的位置準(zhǔn)備放下貨物。網(wǎng)絡(luò) 4450 是控制起重機(jī)復(fù)位，使其回到待命的狀態(tài)，準(zhǔn)備下一動作。當(dāng)按下 K5 時 H1 觸發(fā)，4 號輸入信號有效。網(wǎng)絡(luò)三中用脈沖發(fā)生器掃描輸出端口 ,，接通周期和掃描的周期是一致的。步進(jìn)電動機(jī)根據(jù)系統(tǒng)提供的脈沖做標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行移動，當(dāng)目標(biāo)值大于當(dāng)前值時，步進(jìn)電動機(jī)正轉(zhuǎn)；反之，電動機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)目標(biāo)值與當(dāng)前值相同，則不轉(zhuǎn)。反之，則向右運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò) 11 調(diào)用指令。圖 程序?qū)С龅玫轿募?，存儲于文件夾中。圖 程序仿真軟件經(jīng)過仿真實驗證明，此程序是可行的，裝載程序之后，點擊運(yùn)行按鈕，可以得到正確的指示燈顯示。如下圖 和圖 。35 / 44圖 初始化程序狀態(tài)監(jiān)控 1圖 初始化程序狀態(tài)監(jiān)控 236 / 44圖 X 軸初始化37 / 44總 結(jié)本次設(shè)計給我增加了許多的知識，不僅僅是 PLC 的知識，還有電機(jī)及傳感器的知識。基于 PLC 的自動化立體倉庫，有著許多的優(yōu)勢，它通過高層貨架存儲，使得存儲區(qū)大幅度向高空發(fā)展，提高了空間利用率，自動化立體倉庫采用層級式存放?？傊米詣踊Ⅲw倉庫大大的減少了人力，提高了效率，減少了成本，帶來了很大的收益。此時，我們只需要在硬件接線上增加開關(guān)輸入的信號，然后在我們的程序中適當(dāng)添加語句就可以了。通過本次的畢業(yè)設(shè)計，我不僅增加了專業(yè)知識，而且也在工作的細(xì)心程度上得到了鍛煉，端正了我的工作態(tài)度，指導(dǎo)老師秦緒平講師給了我很大的幫助與啟發(fā)。同時也感謝電子工程學(xué)院的所有老師和同學(xué)，謝謝你們在大學(xué)的時光中，給我的一切幫助和支持，給我的大學(xué)時光增加了許許多多難忘的回