【正文】 一些低壓電器元件組成。立體倉庫發(fā)展速度越來越快，采用計算機進行控制管理而利于企業(yè)實施現(xiàn)代化管理等特點，已成為企業(yè) 物流 和生產(chǎn)管理不可缺少的倉儲技術(shù)，越來越受到企業(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 進取 出就 緒自 動手 動倉 位 號 顯 示運 行 狀 態(tài) 顯 示功 能 選 擇 開 關(guān) 小 鍵 盤取送急 停 圖 22 控制面板 因此本課題設(shè)計的具體控制功能如下： （ 1） 將選擇開關(guān)置于自動位置，通電狀態(tài)下，各機構(gòu)復(fù)位，即返回零位。 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計論文 共 57 頁 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 4） 取貨和送貨指令完成后，機構(gòu)自動返回原來位置。 立體倉庫技術(shù)參數(shù)的確定 表 23 立體倉庫具體參數(shù)： 出 /入貨柜臺最重物品 20Kg 每個倉位的高度 4． 5CM 倉位的上下距離 0． 5CM 倉位的平行距 0． 5CM 倉位的體積 4 M3 可編程控制器（ PLC）電源 24V DC 堆垛機電源 220V AC,50Hz 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 在立體倉庫控制系統(tǒng)的設(shè)計過 程中主要要考慮以下幾點： （ 1） 深入了解和分析立體倉庫的工藝條件和控制要求。 立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計與調(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 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)運 行 并 分 析課 題 總 結(jié)繪 電 氣 原 理 圖編 寫 程 序調(diào) 試 程 序錯 誤 圖 24 課題設(shè)計步驟 小結(jié) 本章圍繞系統(tǒng)方案的確定，首先對自動化立體倉庫進行了簡單的介紹。 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）功能強大，性價比高。 （ 2）編程功能 離線編程方式： PLC 和編程器公用一個 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)備進行控制。通過軟件對 PLC 內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對 PLC 的 CPU 與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。根據(jù)所控制的 執(zhí)行機構(gòu)電源電壓及功率來決定輸出觸點類型，如果系統(tǒng)里有需要用到高速脈沖 輸出控制步進電機或伺服系統(tǒng)時，一定要選擇晶體管輸出類型。所選 I/O 點不得低于 61 點，結(jié)合實際情況，考慮到經(jīng)濟實惠所選本系統(tǒng)所采用的 PLC 是西門子 S7200 CPU226 DC24V，外加一個數(shù)字量擴展模塊 EM223[1]。四是有些型式的步 進電動機在停止供電的狀態(tài)下，還有定位轉(zhuǎn)矩，有些型式在停機后某些相繞組仍保持通電狀態(tài)，具有自鎖能力，不需要機械制動裝置等。轉(zhuǎn)子上沒有繞組，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，轉(zhuǎn)子在反應(yīng)轉(zhuǎn)矩的作用下，逆時針方向轉(zhuǎn)過 30176。 “ 三相 ” 是指三相步進電動機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為一拍 ，“ 三拍 ” 是指經(jīng)過三次改變通電 方式為一個循環(huán)。但雙三拍運行時，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， B相保持持續(xù)通電狀態(tài)， C相磁拉力力圖使轉(zhuǎn)子逆時針方向轉(zhuǎn)動，而 B相磁拉力卻起有阻止轉(zhuǎn)子繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動的作用，即起到一定的電磁阻尼作用，所以電機工作比較平穩(wěn)。 步進電機的開環(huán)控制系統(tǒng)，由控制器（包括變頻信號源）、脈沖分配器、驅(qū)動電路及步進電動機四部分組成如圖 35所示。這樣就可以既快又穩(wěn)地準確定位，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)動步進電動機，必須由一個決定電動機速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器（在該立體倉庫控制系統(tǒng)中采用 PLC 作脈沖發(fā)生器進行位置控制）、一個使電動機繞組電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器、一個保證電動機正常運行的功率放大器，以及一個直流功率電源等組成一個驅(qū)動系統(tǒng)，如圖 38 所示。 圖 39 步進電機的出線圈 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計論文 共 57 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 步進電機的電氣技術(shù)數(shù)據(jù) 步進電動機驅(qū)動器的選擇 （ 1）步進電動機驅(qū)動器輸入輸出信號介紹 步進電 動機的運行需要有電子裝置進行驅(qū)動，這種裝置就是步進電動機驅(qū)動器。對于兩相步進電動機，細分后電動機的步距角等于電動機整步步距角除以細分數(shù)。 SH2H057 步進電動機驅(qū)動器采用鑄鋁結(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，其外殼即為散熱體，所以使用時要將其固定在 較厚、較大的金屬板上或較厚的機柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導(dǎo)熱硅脂，在其旁邊加一個風(fēng)機也是一種較好的散熱辦法。 圖 313 微動開關(guān)原理圖 并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源 并聯(lián)式開關(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)變動寬范圍的輸入電壓，具有完備的過電壓過電流保護功能，內(nèi)置輸入 EMI 濾波器，具有較高的抗干擾能力 。C 保存時 25 ～ +65176。 （ 5）步進電動機驅(qū)動器選型 我采用 SH 系列步進電動機驅(qū)動器，型號為 SH2H057。 圖 310 輸入輸出接口電路 （ 2）步進電動機驅(qū)動器選擇 我們這里采用 SH 系列的步進電機驅(qū)動器，它主要由電源輸入部分、信號輸入部分、信號輸出部分組成。電氣原理圖如圖 39 所示。 （ 6）電動機本身沒有電刷、轉(zhuǎn)子上沒有繞組，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)。在某些運行速度范圍寬、負載大小變化頻繁的場合，步進電動機很容易失步使整個系統(tǒng)趨于失控。電機開始以低于最高啟動頻率的某一頻率啟動，然后再逐步提高頻率，使電機逐步加速，到達最高運行頻率，電機高速轉(zhuǎn)動。 （ 1）開環(huán)控制 步進電動機系統(tǒng)的主要特點是能實現(xiàn)精確位移、精確定位，且無積累誤差。到達新的平衡位置，如圖 34(b)所示。若按 ACBA的順序通電，則電機按順時針反方向轉(zhuǎn)動。 圖 33 步進電動機原理圖 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計論文 共 57 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 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，電機內(nèi)建立以定子 A相極為軸線的磁場。定子上有三套控制繞組，每一 套有兩個串聯(lián)的集中控制繞組分別繞在徑向相對的兩個磁極上。二是它每轉(zhuǎn)一周都有固定的步數(shù)，所以步進電動機在不失步的情況下運行，其步距誤差不會長期積累。微型 PLC S7200 系列可編程控制器主機分為 12 40 點四檔，還有各種輸入和輸出擴展單元，這樣在增加 I/O 點數(shù)時，不必改變機型，可以通過擴展模塊實現(xiàn)，降低了經(jīng)濟投 入。經(jīng) 過估算本設(shè)計中需要輸入端口 40 個，輸出端口 21 個。 （ 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)計的自動門控制的需要，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)計論文 共 57 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 本課題設(shè)計采用的是運用 PLC 控制系統(tǒng)來控制立體倉庫的運動 .這種設(shè)計的優(yōu)點是能快速的對輸入信號做出反應(yīng)控制立體倉庫 ,而且檢修起來較為方便。 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計論文 共 57 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 6） 將程序輸入 PLC 進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。選擇 PLC 是因為它的穩(wěn)定性比單純的使 用單片機要穩(wěn)定的多，所能實現(xiàn)的功能也強大的多。 （ 3） 當(dāng)取貨的時候，選擇欲取貨物的倉位號后，按動取貨按鈕后，在控制面板的數(shù)碼管里顯示出來，堆垛機可以自動將貨物取出。 立體倉庫系統(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 立體倉庫模型圖 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計論文 共 57 頁 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 在此