【正文】 ．．．．．． ． 27 第 四 節(jié) 堆垛機工作環(huán)境 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29 第 五 節(jié) 位置定位 ．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．． ． 29 第 六 節(jié) 速度控制 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．． 30 第 七 節(jié) 變頻調(diào)速系統(tǒng)控制 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．． 31 第四章 系統(tǒng) 調(diào)試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 32 第一 節(jié) S7200 仿真軟件簡介 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．． 32 第二節(jié) 程序調(diào)試 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．． 33 第五章 系統(tǒng)總體設(shè)計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 36 第一節(jié) 系統(tǒng)工作過程 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．． ．．．．． 36 第二節(jié) 系統(tǒng)軟件功能 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．． 36 第三節(jié) 系統(tǒng)硬件功能 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．． 36 總結(jié)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．． 38 致謝 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 39 參考文獻 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 40 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 1 摘 要 本次設(shè)計主要是利用 PLC 實現(xiàn)對智能倉庫中貨物定位與存取的工藝流程的自動控制。軟件設(shè)計采 用模塊化選擇控制方法編程，該程序能夠很好的實現(xiàn)控制系統(tǒng)的各項要求，程序結(jié)構(gòu)清晰，簡單，易于現(xiàn)場操作人員學(xué)習(xí)、使用、及維護。 而 PLC功能強大，可靠性高，抗干擾能力強，維修方便，易于實現(xiàn)機電一體化。為滿足 現(xiàn)代化生產(chǎn)與流通的需要，就必須采用以計算機控制技術(shù)為主要手段組成的自動化立體倉庫。 大型自 動化倉庫系統(tǒng)己不再是發(fā)展方向。國民經(jīng)濟發(fā)展對物流的依賴程度越來越高。 當今社會“倉儲”、“物流”等概念已經(jīng)逐漸為廣大公眾所了解，其相應(yīng)的管理技術(shù)也在許多大、中型企業(yè)中付諸實施。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。這里執(zhí)行的兩條指令對變更 VW102 以及 VW132 進行初始化，這兩個變量分別為小車運行中所經(jīng)過的行計數(shù)以及列計數(shù)。根據(jù)這種要求，在編寫程序的時候加入了 3 個不同的 BOOL 類型的變量 、 、 ，分別作為小車沿列向運行到位標志、機械手沿行向運行到位標志、機械手貨架到位標志。 網(wǎng)絡(luò) 3的實現(xiàn)代碼如下： LD // 上電以后自動置為 ON LPS AN //如果 值為 OFF，那么認為是處于執(zhí)行動作的過程中 AN //如果 值為 OFF，那么認為小車第一種運動 前后列向運動還沒有完成 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 9 A //如果 值為 ONSTART RUN 狀態(tài) A //如果 值為 ON自動運行狀態(tài) S ， 0 //那么將置 為 ON， 為小車前向運行輸出 LPP A //如果 值為 ON，那么認為小車處于執(zhí)行動作完畢，返回途中 AN //如果 為 ON機械手已經(jīng)由貨架上返回 AN //如果 為 ON機械手已經(jīng)下降到初始位置 A //如果 值為 ONSTART RUN 狀態(tài) A //如果 值為 ON自動運行狀態(tài) S , 0 //那么將置 為 ON， 為小車后向運行輸出 網(wǎng)絡(luò) 4的梯形圖如圖所示。如果小車處于已經(jīng)完成了取放貨的動作，那么判斷小車是否已經(jīng)完成了由貨架上的返回（伸縮機械手的運動），如果小車這個過程已經(jīng)完成，那么將開始進行后退運動。 網(wǎng)絡(luò) 9的實現(xiàn)代碼如下： LD // 上電以后自動置為 ON LPS AN //前進過程中 A //已經(jīng)到達了指定的列 A //已經(jīng)到達了 指定的行 A //運行狀態(tài) A //自動狀態(tài) S ， 0 //控制機械手臂前伸 LPP A //返回過程中 A //還沒有完成機械手回縮的動作 A //運行狀態(tài) A //自動狀態(tài) S ， 0 //輸出信號，機械手后退，離開貨架 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 14 網(wǎng)絡(luò) 10 的梯形圖如圖所示。 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 15 網(wǎng)絡(luò) 11 的實現(xiàn)代碼如下： LD // 上電以后自動置為 ON LPS AN //如果未完成存取物品動作 A //已經(jīng)到達了指定的列 A //已經(jīng)到達了指定的行 A //開始運行 A //自動運行 A T37 //如果定時器時間已到 S ,0 //認為機械手已經(jīng)到達貨架指定位置，輸出信號 /停止機械手運動 = //設(shè)置機械手到達貨架指定位置標志 LPP A //返回過程中 A // A A A A A T37 //如果定時器時間到 R ,0 //清除機械手到位標志 S , 0 //同時停止機械手運動 如果定時器標志 T37 為 ON，表示定時器已經(jīng)到達了預(yù)定的時間，說明機械手已經(jīng)前伸到了指定的深度，所以停止前伸的運動。 網(wǎng)絡(luò) 14 的實現(xiàn)代碼如下： LD // 上電以后自動置為 ON A A A S ,0 //如果 都為 ON，那么認為已經(jīng)完成了存放物品的整個過程，設(shè)置運行標志位作為返回程序的標志 第三節(jié) 控制功能塊 針對上述由彎道相連的兩條巷道共用一臺堆垛機和堆垛機左右兩排貨架列數(shù)不等的倉庫布局特點 , 我們采用了虛擬直巷道統(tǒng)一編址和封鎖貨位的處理方法。如 : 空貨位取貨 , 滿貨位存貨 , 入庫臺等待 , 載貨臺上有無貨判錯 , 載貨臺上貨物未放準 , 運行、伸叉電機過 電 流保護 , 變頻器自動保護 , 運行超時 , 起升超時 , 伸叉超時等等。鍵盤的正上方是一循環(huán)掃描的八位 L ED 顯示塊。 排列 層電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 22 鍵 盤 、 顯 示 塊 掃描R U N 鍵 鍵 入數(shù) 字 鍵 功 能 鍵上 下 鍵 D E L 鍵F 鍵顯 示 該 鍵 值F 鍵 功 能 塊 上 下 鍵 功 能 塊D E L 鍵 功能 塊E n t e r 鍵 功 能塊E n t e r 鍵YYNNYY YYYN 圖 45 鍵盤輸入和顯示功能程序框圖 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 23 第三章 硬件設(shè)計 第一節(jié) 硬件設(shè)計控制原理分析 堆垛機的信息顯示、作業(yè)地址及指令的輸入方法有很多種，一種方法是采用發(fā)光二極管來顯示各種信息（如故障診斷代碼等），采用撥碼開關(guān)來輸入作業(yè)地址。另外隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了眾多優(yōu)秀的 PLC，用 PLC 來控制堆垛機是相當靈活方便的，可以在 PLC的軟件中加保護，即堆垛機每走過一個貨格的時間超過或少于正常的時間范圍就報警。按照控制點數(shù)來計算，可以選用 CPU224 這個型號的 CPU。 聯(lián)機自動方式 :倉庫系統(tǒng)正常運行時堆垛 機一般應(yīng)處于此控制方式。 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 28 系統(tǒng)基本電路電氣原理如圖 312 所示，圖中紐子開關(guān) SA4 控制中間繼電器 KA，實現(xiàn)手動和自動轉(zhuǎn)換控制，并設(shè)置了各種工作狀態(tài)指示。同樣在堆垛機立柱上相對于每一層安裝一認址片可以達到層認址的目的。 2） 當運行控制速度、控制定位精度較高時，一般選用閉環(huán)無級運行控制 模式，電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 31 即：對堆垛機的運行速度、運行位移量或位置定位點實現(xiàn)閉環(huán)無級運行控制模式，從而從根本上實現(xiàn)到達目的地址時的制動停準和根據(jù)運行距離實現(xiàn)的平穩(wěn)換速、適時調(diào)整變頻器的運行控制頻率，以實現(xiàn)最佳平穩(wěn)運行速度的要求，并能縮短作業(yè)周期，提高作業(yè)效率；該變頻調(diào)速手段控制精度高，運動控制平穩(wěn)，具體場合的適應(yīng)性好，系統(tǒng)運行的可靠性高，易調(diào)試，但一次性投資成本較高。 第一節(jié) 仿真系統(tǒng)簡介及使用 S7200仿真軟件的介面如下： 停止狀態(tài) 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 33 運行狀態(tài)： 第二節(jié) 軟件調(diào)試 軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計，這樣給我們調(diào)試帶來極大的方便。因此，在以下的程序中，每一個運動過程都必須加上很明確的標志和條件限制來確定其運動的方式和運動的目的，這樣才不至于因為目的不明確而造成錯誤的判斷以及錯誤的動作，造成存取貨物的失敗。 ? 強大的通訊能 力。 ? 支持多種生產(chǎn)工藝配方。 ? 多種數(shù)據(jù)保持設(shè) 置。 （ 3）存取貨物的過程：在這個過程中，通過控制機械手臂的運動，使機械手到達預(yù)先指定的位置。 本系統(tǒng)僅設(shè)置 X和 Y層的貨架一行，另一行貨架僅為虛擬行，以便安裝和參觀學(xué)習(xí)。如果說基本邏輯指令是對繼電器控制原理的一種抽象提高的話，那么功能指令就像是對匯編語言的一種抽象提高。為避免在系統(tǒng)運行中撥動撥盤可能給系統(tǒng)造成的波動，最好設(shè)置一個輸入鍵，當確認各片撥盤都撥到位后再按該鍵，這時數(shù)據(jù)才被 PLC讀入并處理。在此謹向陳老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。從課題的選擇到項目的最終完成，陳剛老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。 選取用 BCD 碼撥盤裝置應(yīng)用于 PLC 控制的系統(tǒng)，無需再設(shè)計數(shù)碼輸入顯示電路，有效地節(jié)省了 PLC 的輸入點，簡化了硬件電路，并利用先進的功能指令實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和傳輸，因此能極方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的在線輸入或修改（如計數(shù)器設(shè)定值的修改等）。 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 38 總 結(jié) 這次我們搞的課題是基于 S7200PLC 的智能倉庫定位自動控制系統(tǒng)設(shè)計，該設(shè)計主要是采用 PLC 來設(shè)計。正 第三節(jié) 系統(tǒng)硬件功能 智能立體倉庫由貨架、堆垛機、自動控制裝置等部分組成，有自動和手動兩電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 37 種操作方式。 （ 1）小車前進的過程：在這個過程中， 處于自動或者手動控制狀態(tài)的小車由起始點出發(fā)，經(jīng)過位置的校對，到達預(yù)先指定的貨架的列。 ? 可調(diào)整的數(shù)字量和模擬量的輸入濾波。 ? 特殊功能相關(guān)的中斷功能。 ? 響應(yīng)快速的數(shù)字量和模擬量輸入 /輸出通道。這里執(zhí)行的兩條指令對變更 VW102以及 VW132進行初始化，這兩個變量分別為小車運行中所經(jīng)過的行計數(shù)以及列計數(shù)。 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 32 第四章 系統(tǒng)調(diào)試 本章主要論述定位控制程序調(diào)試。在本設(shè)計中采用高、中、低三檔速度（高速 30m/s，中速 15m/s，低速 5m/s）。 第五節(jié) 位置定位 堆垛機要正確、可靠地存取貨箱，準確地定位是其關(guān)鍵。 手動控制方式 : 手動方式一般用于堆垛機的安裝調(diào)試階段或堆垛機發(fā)生異常時的復(fù)位等 , 可以對堆垛機的走行、升降、伸縮貨叉等單獨進行操作 , 堆垛機的執(zhí)行機構(gòu)可以手動定位在 3個運行方向上的任一位置 。系統(tǒng)資源分配如表 32所示。圖 3—電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 24 1所示是典型連接示意圖。 這個方法使堆垛機的小車每通過一個位置就記錄一個數(shù)，一直移動到和預(yù)定位置 號一致時停止移動。如圖 44所示。 如圖 47所示。利用 CN TR1 與 0036 的比較結(jié)果來確定堆垛機當前所在巷道 , 從而依據(jù)就近原則電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)