【正文】 一些低壓電器元件組成。立體倉(cāng)庫(kù)發(fā)展速度越來(lái)越快，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理而利于企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化管理等特點(diǎn)，已成為企業(yè) 物流 和生產(chǎn)管理不可缺少的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，越來(lái)越受到企業(yè)的重視。 系統(tǒng)控制面板如下圖 22 所示： 123取 消45671 1981 01 2送 進(jìn)取 出就 緒自 動(dòng)手 動(dòng)倉(cāng) 位 號(hào) 顯 示運(yùn) 行 狀 態(tài) 顯 示功 能 選 擇 開(kāi) 關(guān) 小 鍵 盤(pán)取送急 停 圖 22 控制面板 因此本課題設(shè)計(jì)的具體控制功能如下： （ 1） 將選擇開(kāi)關(guān)置于自動(dòng)位置，通電狀態(tài)下，各機(jī)構(gòu)復(fù)位，即返回零位。 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 5 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 4） 取貨和送貨指令完成后，機(jī)構(gòu)自動(dòng)返回原來(lái)位置。 立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)參數(shù)的確定 表 23 立體倉(cāng)庫(kù)具體參數(shù)： 出 /入貨柜臺(tái)最重物品 20Kg 每個(gè)倉(cāng)位的高度 4． 5CM 倉(cāng)位的上下距離 0． 5CM 倉(cāng)位的平行距 0． 5CM 倉(cāng)位的體積 4 M3 可編程控制器（ PLC）電源 24V DC 堆垛機(jī)電源 220V AC,50Hz 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 在立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò) 程中主要要考慮以下幾點(diǎn)： （ 1） 深入了解和分析立體倉(cāng)庫(kù)的工藝條件和控制要求。 立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖 24 所示： 確 定 課 題分 析 課 題確 定 方 案資 料 搜 集確 定 硬 件 配 置設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)運(yùn) 行 并 分 析課 題 總 結(jié)繪 電 氣 原 理 圖編 寫(xiě) 程 序調(diào) 試 程 序錯(cuò) 誤 圖 24 課題設(shè)計(jì)步驟 小結(jié) 本章圍繞系統(tǒng)方案的確定，首先對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。 承 承承 承 / 承 承承 承承 承承 承1 承 承 承 承1 2 承 承 承 承承 承 0 承 承 承承 承 1 2 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承承 承承 承承 承承 承承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承 承 承承 承 1 承 承 承承 承 1 2 承 承 承承 承PLC 圖 31 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 可編程控制器的選型 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 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）功能強(qiáng)大，性價(jià)比高。 （ 2）編程功能 離線編程方式： PLC 和編程器公用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)， CPU 只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。通過(guò)軟件對(duì) PLC 內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)軟件對(duì) PLC 的 CPU 與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。根據(jù)所控制的 執(zhí)行機(jī)構(gòu)電源電壓及功率來(lái)決定輸出觸點(diǎn)類(lèi)型，如果系統(tǒng)里有需要用到高速脈沖 輸出控制步進(jìn)電機(jī)或伺服系統(tǒng)時(shí)，一定要選擇晶體管輸出類(lèi)型。所選 I/O 點(diǎn)不得低于 61 點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠所選本系統(tǒng)所采用的 PLC 是西門(mén)子 S7200 CPU226 DC24V，外加一個(gè)數(shù)字量擴(kuò)展模塊 EM223[1]。四是有些型式的步 進(jìn)電動(dòng)機(jī)在停止供電的狀態(tài)下，還有定位轉(zhuǎn)矩，有些型式在停機(jī)后某些相繞組仍保持通電狀態(tài)，具有自鎖能力，不需要機(jī)械制動(dòng)裝置等。轉(zhuǎn)子上沒(méi)有繞組，沿圓周也有均勻的小齒，其齒距和定子磁極上小齒的齒距必須相等，而且轉(zhuǎn)子的齒數(shù)有一定的限制。若 A相控制繞組斷電， B相控制繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子在反應(yīng)轉(zhuǎn)矩的作用下，逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò) 30176。 “ 三相 ” 是指三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每次只有一相控制繞組通電 ； 控制繞組每改變一次通電方式稱(chēng)為一拍 ，“ 三拍 ” 是指經(jīng)過(guò)三次改變通電 方式為一個(gè)循環(huán)。但雙三拍運(yùn)行時(shí)，每一拍總有一相繞組持續(xù)通電，例如由 A 、 B兩相通電變?yōu)?B、 C兩相通電時(shí)， B相保持持續(xù)通電狀態(tài)， C相磁拉力力圖使轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，而 B相磁拉力卻起有阻止轉(zhuǎn)子繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)的作用，即起到一定的電磁阻尼作用，所以電機(jī)工作比較平穩(wěn)。 步進(jìn)電機(jī)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，由控制器（包括變頻信號(hào)源）、脈沖分配器、驅(qū)動(dòng)電路及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)四部分組成如圖 35所示。這樣就可以既快又穩(wěn)地準(zhǔn)確定位，如圖 36所示。因此必須在控制回路中增加反饋環(huán)節(jié)，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖 37所示。 （ 4）具有自鎖的能力。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 38 所示。 圖 39 步進(jìn)電機(jī)的出線圈 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 17 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 步進(jìn)電機(jī)的電氣技術(shù)數(shù)據(jù) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇 （ 1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸入輸出信號(hào)介紹 步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)的運(yùn)行需要有電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這種裝置就是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器。對(duì)于兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，細(xì)分后電動(dòng)機(jī)的步距角等于電動(dòng)機(jī)整步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)。 SH2H057 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用鑄鋁結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于小功率驅(qū)動(dòng)器 ,這種結(jié)構(gòu)為封閉的超小型結(jié)構(gòu)，本身不帶風(fēng)機(jī)，其外殼即為散熱體，所以使用時(shí)要將其固定在 較厚、較大的金屬板上或較厚的機(jī)柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導(dǎo)熱硅脂，在其旁邊加一個(gè)風(fēng)機(jī)也是一種較好的散熱辦法。 圖 313 微動(dòng)開(kāi)關(guān)原理圖 并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源 并聯(lián)式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出功率大、體積小、重量輕、可靠性高、適應(yīng)變動(dòng)寬范圍的輸入電壓，具有完備的過(guò)電壓過(guò)電流保護(hù)功能，內(nèi)置輸入 EMI 濾波器，具有較高的抗干擾能力 。C 保存時(shí) 25 ～ +65176。 （ 5）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器選型 我采用 SH 系列步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，型號(hào)為 SH2H057。 圖 310 輸入輸出接口電路 （ 2）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器選擇 我們這里采用 SH 系列的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，它主要由電源輸入部分、信號(hào)輸入部分、信號(hào)輸出部分組成。電氣原理圖如圖 39 所示。 （ 6）電動(dòng)機(jī)本身沒(méi)有電刷、轉(zhuǎn)子上沒(méi)有繞組，也不需要位置傳感器，可靠性高。 （ 2）速度可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)。在某些運(yùn)行速度范圍寬、負(fù)載大小變化頻繁的場(chǎng)合，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)很容易失步使整個(gè)系統(tǒng)趨于失控。電機(jī)開(kāi)始以低于最高啟動(dòng)頻率的某一頻率啟動(dòng)，然后再逐步提高頻率，使電機(jī)逐步加速，到達(dá)最高運(yùn)行頻率，電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)。 （ 1）開(kāi)環(huán)控制 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)精確位移、精確定位，且無(wú)積累誤差。到達(dá)新的平衡位置，如圖 34(b)所示。若按 ACBA的順序通電，則電機(jī)按順時(shí)針?lè)捶较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。 圖 33 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理圖 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 11 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 1）三相單三拍通電方式 當(dāng) A相控制繞組通電，其余兩相均不通電，電機(jī)內(nèi)建立以定子 A相極為軸線的磁場(chǎng)。定子上有三套控制繞組，每一 套有兩個(gè)串聯(lián)的集中控制繞組分別繞在徑向相對(duì)的兩個(gè)磁極上。二是它每轉(zhuǎn)一周都有固定的步數(shù)，所以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在不失步的情況下運(yùn)行，其步距誤差不會(huì)長(zhǎng)期積累。微型 PLC S7200 系列可編程控制器主機(jī)分為 12 40 點(diǎn)四檔，還有各種輸入和輸出擴(kuò)展單元，這樣在增加 I/O 點(diǎn)數(shù)時(shí)，不必改變機(jī)型，可以通過(guò)擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)，降低了經(jīng)濟(jì)投 入。經(jīng) 過(guò)估算本設(shè)計(jì)中需要輸入端口 40 個(gè)，輸出端口 21 個(gè)。 （ 3）診斷功能 PLC 的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。 根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇 [4]。電源部件是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電源的裝置，它向 PLC 提供所需的高質(zhì)量直流電源。 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 7 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本課題設(shè)計(jì)采用的是運(yùn)用 PLC 控制系統(tǒng)來(lái)控制立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)動(dòng) .這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是能快速的對(duì)輸入信號(hào)做出反應(yīng)控制立體倉(cāng)庫(kù) ,而且檢修起來(lái)較為方便。 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 6 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 6） 將程序輸入 PLC 進(jìn)行軟件測(cè)試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。選擇 PLC 是因?yàn)樗姆€(wěn)定性比單純的使 用單片機(jī)要穩(wěn)定的多，所能實(shí)現(xiàn)的功能也強(qiáng)大的多。 （ 3） 當(dāng)取貨的時(shí)候，選擇欲取貨物的倉(cāng)位號(hào)后，按動(dòng)取貨按鈕后，在控制面板的數(shù)碼管里顯示出來(lái)，堆垛機(jī)可以自動(dòng)將貨物取出。 立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的功能 1 0 1 1 1 27 8 94 5 6 1 2 30承 承 承承 承 承 承 承承承承承承承承 承 承 承 承 承 承 承 承承 承 承 承 承 承 承 承 承 承承 承 承 承 承 承P L C承 承 承 承 承 承 承 承 承 承 圖 21 立體倉(cāng)庫(kù)模型圖 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 4 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 在此