【正文】 在此還要感謝大學(xué)三年來(lái)所有老師，是你們教導(dǎo)我電氣方面的知識(shí)，讓我能完成這個(gè)設(shè)計(jì)。何時(shí)何地查找相關(guān)資料等等，尋找突破口充分的解決好問(wèn)題。除了查閱相關(guān)資料， 老師也給了我們很多的指導(dǎo)，為一個(gè)問(wèn)題的圓滿解決而高興，其中的困惑,苦惱,興奮,激動(dòng)只有自己知道。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)除需要老師的精心指導(dǎo)，同時(shí)還需要我們一組人的團(tuán)體協(xié)作，這使我意識(shí)到團(tuán)隊(duì)精神的重要性，這也使我想到一句話“人多力量大”，當(dāng)指導(dǎo)老師給我們講解畢業(yè)設(shè)計(jì)首先要把設(shè)計(jì)課題搞清楚，分析清楚了，然后我們才能分工的去尋求大量的資料，也就是把相關(guān)的硬件、軟件以及資料改寫(xiě)為所要做的設(shè)計(jì)內(nèi)容。總結(jié)我本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是雙軸立體倉(cāng)庫(kù)PLC控制系統(tǒng)。以下雷同。 開(kāi)關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系， 求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件 的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。如果該存儲(chǔ)單元為“0”狀態(tài)，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)。注：程序的在線修改是直接把PLC 里面的程序進(jìn)行修改，不需要再進(jìn)行PLC 寫(xiě)入操作。圖44設(shè)置完串口，點(diǎn)擊“通訊測(cè)試”：若出現(xiàn)“與FXPLC 連接成功”對(duì)話框，則說(shuō)明可以與PLC 進(jìn)行通訊。程序區(qū)的兩端有兩條豎線，是兩條模擬的電源線，左邊的稱為左母線，右邊的稱為右母線。PLC與步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的接線如圖38所示。如圖36所示。目標(biāo)物接近傳感器時(shí)，不論目標(biāo)物金屬種類如何，振蕩頻率都會(huì)提高。下面為詳細(xì)介紹：（1）通用型接近傳感器的工作原理振蕩電路中的線圈L產(chǎn)生一個(gè)高頻磁場(chǎng)。反應(yīng)速度快。電感式接近開(kāi)關(guān)屬于一種有開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)頭時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。），C相磁極齒超前（或滯后）轉(zhuǎn)子齒2/3齒距角。式中m——定子繞組的相數(shù)；z——轉(zhuǎn)子的齒數(shù)；k——步進(jìn)電機(jī)的通電方式，為m相m拍時(shí)，k=1；為m相2m拍時(shí)，k=2；依此類推。如果定子繞組按 A → AB → B → BC → C → CA → A …或按A → AC → C→ CB → B → BA →A…順序通電，稱為三相六拍方式，如圖34所示以三相六拍通電方式工作，當(dāng)A相通電轉(zhuǎn)為A和B同時(shí)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子的磁極將同時(shí)受到A相繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)和B相繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)的共同吸引，轉(zhuǎn)子的磁極則停在A和B兩相磁極之間，此時(shí)步距角為15176。如圖429所示，步距角α為30176。轉(zhuǎn)子用軟磁材料制成無(wú)繞組。3） 按輸出力矩的大小分類根據(jù)步進(jìn)電機(jī)輸出力矩的大小可分為快速步進(jìn)電機(jī)和功率步進(jìn)電機(jī)兩類。、結(jié)構(gòu)及工作原理1. 步進(jìn)電機(jī)的種類步進(jìn)電機(jī)的分類方式很多，常見(jiàn)的分類方式有按相數(shù)、按產(chǎn)生力矩的原理、按輸出力矩的大小和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。下面簡(jiǎn)要的介紹一下步進(jìn)電機(jī)的基本組成以及工作原理。驅(qū)動(dòng)器正常時(shí)，觸點(diǎn)為常 開(kāi)狀態(tài)。在該立體倉(cāng)庫(kù)中由于FP0 提供的電平為24V，而輸入部分的電平為 5V，所以須外部另加 的限流電阻 R。由于步進(jìn)電機(jī)輸入的是高速脈沖所以用Y0,Y1作為步進(jìn)電機(jī)的輸入口，Y2,Y3分別控制電機(jī)的運(yùn)行方向。在線程序編輯：在線改變程序不會(huì)損失工作時(shí)間或停止生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。 FX2N系列PLC其它功能：內(nèi)置式24V直流電源：24V、400mA直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件。本課題所設(shè)計(jì)的立體倉(cāng)庫(kù)的于此型控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的考在因此選擇帶體型 PLC。其中，外部輸入元件包括：檢測(cè)元件、啟動(dòng)按鈕、急停按鈕、限位開(kāi)關(guān)、復(fù)位按鈕；輸出有兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的正反向、動(dòng)作指示等。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。因此本課 題的 PLC 內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ) 5000 相梯形圖，這樣電能在以后的改造過(guò)程中 有足夠的空間。因此，工程設(shè)計(jì)選型 和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和只采確定所 需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格與的 PLC 和設(shè)計(jì)相 應(yīng)的控制系統(tǒng)。 機(jī)械部分采用步進(jìn)電機(jī)作為拖動(dòng)元件。(1)立體倉(cāng)庫(kù)的具備的功能主要有幾下幾點(diǎn)：開(kāi)機(jī)時(shí)首先要回零位操作，這樣的目的就是給堆垛機(jī)有個(gè)工作參考點(diǎn)； 每個(gè)倉(cāng)位必須有檢測(cè)裝置（微動(dòng)開(kāi)關(guān)）,當(dāng)操作有誤時(shí)停止運(yùn)動(dòng)；倉(cāng)位共有12 個(gè)，3行 4 列； 整個(gè)電氣控制系統(tǒng)必須設(shè)置急停按鈕，以防發(fā)生意外.(2)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要思路是：查閱 PLC 以及步進(jìn)電機(jī)相關(guān)資料,對(duì)設(shè)計(jì)中所用的三菱FX2N系列PLC和步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行熟悉和掌握。施工比較困難，施工周期長(zhǎng)。 .經(jīng)過(guò)對(duì)一些大型企業(yè)的調(diào)查了解，由于歷史原因造成管理手段落后，物資管理 零散，使生產(chǎn)管理和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的緊密聯(lián)系難以到位，為了到達(dá)預(yù)期的生產(chǎn)能力和滿 足生產(chǎn)要求，就必須準(zhǔn)備充足的原材料和零部件。一般來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化高架倉(cāng)庫(kù)其空間利用率為普通平庫(kù)的 25 倍。 倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn) 雙軸立體倉(cāng)庫(kù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)仍處于不斷發(fā)展之中，今后將向兩個(gè)方向發(fā)展：一是 開(kāi)發(fā)儲(chǔ)藏大型物體，如整臺(tái)汽車，大型模具之類的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)。為提高物流的效率和充分利用倉(cāng)儲(chǔ)空間，日本自 1965 年從歐美引入雙軸立體倉(cāng)庫(kù)，并于 70 年代以后使其獲得飛速發(fā)展。其后，在英，法等國(guó)也相繼出現(xiàn)了類似的立體倉(cāng)庫(kù)。PLC 是帶處理器的通用工業(yè)控制器，器可靠性大大高于普通微機(jī) 裝置,適合在惡劣的現(xiàn)場(chǎng)使用，可直接裝在堆垛機(jī)的電氣柜內(nèi)與接觸 器由同一電網(wǎng) 供電。在西方有些發(fā)達(dá)國(guó)家，提高空間利用率的觀點(diǎn)已有更廣泛深刻的含義，節(jié)約土地，已與節(jié)約能源、環(huán)境保護(hù)等更多的方面聯(lián)系起來(lái)。企業(yè)外購(gòu)件和自制生產(chǎn)件進(jìn)入自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存是整個(gè)生產(chǎn)的一個(gè)環(huán)節(jié)，短時(shí)儲(chǔ)存是為了在指定的時(shí)間自動(dòng)輸出到下一道工序進(jìn)行生產(chǎn)，從而形成一個(gè)自動(dòng)化的物流系統(tǒng),這是一種“動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存”，也是當(dāng)今自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)發(fā)展的一個(gè)明顯的技術(shù)趨勢(shì)。這就要求生產(chǎn)過(guò)程中各環(huán)節(jié)緊密 相連，成為一個(gè)有機(jī)整體；要求生產(chǎn)管理科學(xué)實(shí)用，做到?jīng)Q策科學(xué)化。 第二章 雙軸立體倉(cāng)庫(kù)的總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 將當(dāng)前物料口上的貨物放入最小號(hào)倉(cāng)位, 例如：若0號(hào)倉(cāng)位已有貨，則送至1號(hào)倉(cāng)位，若0、1號(hào)倉(cāng)位均有貨，則送至2號(hào)倉(cāng)位，依次類推，每次將貨物送至最小號(hào)倉(cāng)位，若0~12號(hào)倉(cāng)位均有貨，則不送貨，直到有空余倉(cāng)位。 第三章對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的硬件方面進(jìn)行了解和說(shuō)明；第四章對(duì)軟件方面進(jìn)行了了解說(shuō)明；第五章是總結(jié)。所以選擇真確的PLC型號(hào)對(duì)本設(shè)計(jì)直觀重要。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后電知道。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。 PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱， 直接不不對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并不不平均維修時(shí)間。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接關(guān)系。定位控制達(dá)到16軸，脈沖串輸出或?yàn)镴和K型熱電偶或Pt傳感器開(kāi)發(fā)了溫度模塊。持續(xù)掃描功能：為應(yīng)用所需求的持續(xù)掃描時(shí)間定義操作周期。根據(jù)控制要求，將各輸入設(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。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 與脈沖信號(hào)的頻率成正與。當(dāng)保護(hù)發(fā)生時(shí)，驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入驅(qū)機(jī)狀態(tài)使電機(jī)驅(qū)電，但這時(shí)控制系統(tǒng)可能但 未知未。SH2H057步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用步步結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于此功率驅(qū)動(dòng)器,這種結(jié)構(gòu)為這閉的超此型結(jié)構(gòu)，本身不帶風(fēng)機(jī)，其外殼即為其熱體，所以使用時(shí)要將其所定在較厚、較大的的的的上或較厚的機(jī)較內(nèi)，接觸面之間要接上導(dǎo)熱接接，在其在邊加一個(gè)風(fēng)機(jī)也是一種較好的其熱好法。步進(jìn)電機(jī)的各相繞組在通電狀態(tài)時(shí)，電機(jī)具有自鎖能力，同時(shí)，每轉(zhuǎn)一周都有固定的步數(shù)，從理論上來(lái)說(shuō)步進(jìn)電機(jī)的步距誤差不會(huì)累積。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的定子有勵(lì)磁繞組，而轉(zhuǎn)子用軟磁材料制成無(wú)繞組，由被勵(lì)磁的定子繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。徑向分相式步進(jìn)電機(jī)沿著圓周的徑向分成磁性獨(dú)立的幾相，每一相都用一組繞組勵(lì)磁。如圖3—3（c）所示。這種通電方式稱為三相單三拍通電方式。3. 步進(jìn)電機(jī)的主要特性1）步距角步距角α是決定步進(jìn)式伺服系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的重要參數(shù)。小齒在空間位置上依次錯(cuò)開(kāi)1/3齒距。對(duì)于本系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的選擇，在通過(guò)實(shí)用性，及價(jià)格方面的綜合考慮決定選用17HS111型步進(jìn)電機(jī)，這種型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)引出四根線分別是紅色，綠色，黃色和藍(lán)色；其中紅色引線應(yīng)該與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的A接線端子相連，綠色引線應(yīng)該與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的A負(fù)相連，黃色引線應(yīng)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的B相連，藍(lán)色引線應(yīng)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的B負(fù)相連。特性：非接觸檢測(cè)，避免了對(duì)傳感器自身和目標(biāo)物的損壞。高頻振蕩型接近傳感器的工作原理電感式接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。振幅變化的程度隨目標(biāo)物金屬種類的不同而不同，因此檢測(cè)距離也隨目標(biāo)物金屬的種類不同而不同。如果振蕩頻率高于參考頻率，傳感器輸出信號(hào)。所以要在兩者之間要加上2K的電阻，起分壓，限流作用。對(duì)于三菱的編程軟件有FX系列，GX系列，MX系列等，其中GX系列的編程軟件相比FX系列的編程軟件的通用型比較好，而且還可以編寫(xiě)國(guó)產(chǎn)品牌的PLC，實(shí)用性比較好，在此我選擇了GXdeveloper 編程軟件來(lái)編寫(xiě)程序，以下是對(duì)本編程軟件的一般使用的介紹。4 程序的傳輸（上傳及下載）1．程序的寫(xiě)入與讀取：當(dāng)寫(xiě)完程序并且編譯過(guò)之后，要把所寫(xiě)的程序傳輸?shù)絇LC里面，或者要把PLC 中原有的程序讀出來(lái)，則可進(jìn)行如下操作：在“在線”菜單里的第一個(gè)選項(xiàng)“傳輸設(shè)置”，主要設(shè)置串口類型及通訊測(cè)試等。其操作過(guò)程如下。圖410 PLC 梯形圖概述梯形圖是使用得最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱PLC的第一編程語(yǔ)言。模擬量：按其精度可分為12bit、14bit、16bit等；按信號(hào)類型可以分為的有電流型(420mA,020mA)、電壓型(010V,05V,1010V)等。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的。 本PLC程序的簡(jiǎn)單介紹 第一段程序主要是講的系統(tǒng)的啟動(dòng)與初始化。首先使系統(tǒng)初使化，在按下啟動(dòng)按鈕后系統(tǒng)開(kāi)始工作，當(dāng)貨物運(yùn)行到一號(hào)倉(cāng)庫(kù)時(shí)，首先判斷倉(cāng)庫(kù)里是否有貨，如果有貨則運(yùn)向下一個(gè)倉(cāng)庫(kù)，如果下一個(gè)倉(cāng)庫(kù)還是有貨，則再運(yùn)向下一個(gè)倉(cāng)庫(kù)，以此類推，如果一直到最后一個(gè)倉(cāng)庫(kù)發(fā)現(xiàn)都有貨，則返回原點(diǎn)。在實(shí)現(xiàn)程序的控制方面剛開(kāi)始總是會(huì)出現(xiàn)想不到的邏輯錯(cuò)誤，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤我就直接在電腦里改