【正文】 63年研制成第一臺(tái)橋式堆垛起重機(jī)（機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所），1973年開始研制我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)（高15米，機(jī)械部起重所負(fù)責(zé)），該庫(kù)1980年投入運(yùn)行。1985年國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義如下：可編程控制器是一種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。與繼電——接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電——接觸器控制系統(tǒng)??；價(jià)格上能與繼電——接觸器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；易于在現(xiàn)場(chǎng)變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動(dòng)電磁閥、觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。同時(shí)，由于使用自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)，促進(jìn)企業(yè)的科學(xué)管理，減少了浪費(fèi)，保證均衡生產(chǎn)，也提高了操作人員素質(zhì)和管理人員的水平。用PLC控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)達(dá)到倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的全面自動(dòng)化。 AGV系統(tǒng):即自動(dòng)導(dǎo)向小車。由于利用電力線上網(wǎng)，直接使用現(xiàn)有電力網(wǎng)就可以實(shí)現(xiàn)通信，而不需要另外鋪設(shè)電話線、光電纜等，大大地減少了在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的投資。目前還未有效解決電力線信號(hào)通過(guò)變壓器的技術(shù)，因此，電力線通信設(shè)備都是集中在220V線路變壓器的用戶端。，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。啟 動(dòng)手動(dòng)/自動(dòng)取 出送 進(jìn)取 消急 停1號(hào) 倉(cāng) 庫(kù) 鍵12號(hào)倉(cāng) 庫(kù) 鍵檢 驗(yàn)0號(hào) 倉(cāng) 庫(kù)檢 驗(yàn)12號(hào)倉(cāng) 庫(kù)前進(jìn)限制后退限制后退超過(guò)向上限制向下限制向下超過(guò)前時(shí)限制取出限制取出超過(guò)前 進(jìn)后 退向 上向 下送 進(jìn)取 出顯 示 取 出顯 示 送 進(jìn)顯 示 操 作 錯(cuò) 誤顯 示1號(hào)倉(cāng) 庫(kù)顯 示12號(hào)倉(cāng) 庫(kù)PLC圖31 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖　可編程控制器(PLC)的選型 PLC概述可編程控制器，英文稱Programmable Controller，簡(jiǎn)稱PLC，本課題中用PLC作為它的簡(jiǎn)稱。PLC可以通過(guò)它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。因此，改變電脈沖的頻率大小和通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)寬廣范圍內(nèi)速度的無(wú)級(jí)平滑控制。⑥、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是效率較低,并且需要配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電源。由要求的速度可求出運(yùn)行的頻率：f=V／L=2000／(60)=3333HZ可知需要加減速的驅(qū)動(dòng)方式。 圖33步進(jìn)電機(jī)的出線圈表31步進(jìn)電機(jī)的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)電機(jī)型號(hào)相數(shù)步距角相電流驅(qū)動(dòng)電壓額定轉(zhuǎn)矩重量42BYGH1012DC24V初相位信號(hào)是指步進(jìn)電機(jī)每次運(yùn)行到初相位期間，此信號(hào)就輸出為高電平，否則為低電平。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于兩相四根線電機(jī)，可以直接和驅(qū)動(dòng)器相連，如圖37所示。工作電源SH2H057二相或四相混合式二相八拍一組直流DC(24V40V) (2)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖見(jiàn)圖38 圖38 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖在該立體倉(cāng)庫(kù)中采用歐姆龍EESPY402凹槽型、反射型接插件式傳感器作貨物檢測(cè)，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周圍外來(lái)光干擾的變調(diào)光式；采用變調(diào)光式，與直流光式比，不易受外來(lái)光干擾的影響；電源電壓為DC524V的大量程電壓輸出型；帶有容易調(diào)整的光軸標(biāo)識(shí)；帶有便于調(diào)整，動(dòng)作確認(rèn)的入光顯示燈；反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖如圖39所示。)(負(fù)載電流10mA時(shí)梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線(Bus bar)。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。此功能對(duì)于自動(dòng)門的控制系統(tǒng)在查找故障的時(shí)候是非常重要的。程序的標(biāo)準(zhǔn)化(1) 標(biāo)號(hào)編程用標(biāo)號(hào)編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識(shí)軟元件的號(hào)碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。2．梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有觸點(diǎn)）。選中要下載到PLC的內(nèi)容，單擊[執(zhí)行]就可以將寫好的梯形圖程序下載到PLC的CPU中。這次設(shè)計(jì)，使我了解到老師的用心良苦，并且從老師那學(xué)到了很多寶貴的東西。調(diào)試結(jié)果表明，在適應(yīng)性、精確性和可靠性方面，到達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，表明該設(shè)計(jì)方案是可行的。具體梯形圖見(jiàn)附錄I。 此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序時(shí)的順序輸入錯(cuò)誤。對(duì)于自動(dòng)門系統(tǒng)以后的故障查找是很重要的一項(xiàng)功能。模擬量：按其精度可分為12bit、14bit、16bit等；按信號(hào)類型可分為電流型(420mA,020mA)、電壓型(010V,05V,1010V)等。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行的。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。圖310 微動(dòng)開關(guān)原理圖 PLC輸入輸出分配表根據(jù)本課題PLC輸入輸出的控制要求，得出PLC輸入輸出I/O分配，如表34所示。(紅)電源電壓DC5～24V177。此步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：表32步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)如要通知系統(tǒng)，就要用到‘報(bào)警輸出信號(hào)’。它們?cè)隍?qū)動(dòng)器內(nèi)部的接口電路都相同，見(jiàn)下圖。)=150換算到電機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T=GL(+F)/ 2 =150(+5)/() = 對(duì)首次設(shè)計(jì)的裝置來(lái)講，所選用的電動(dòng)機(jī)通常留有2～3倍的余量，所以電機(jī)轉(zhuǎn)矩=3T=3= =根據(jù)以上的計(jì)算，在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)，它的主要特點(diǎn)：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。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32所示。 步進(jìn)電機(jī)的選擇（1）、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)①、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運(yùn)行的，其特點(diǎn)是沒(méi)有積累誤差(精度為100％)，所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。根據(jù)我組設(shè)計(jì)的立體倉(cāng)庫(kù)其輸入點(diǎn)數(shù)為40點(diǎn)、輸出電數(shù)為21點(diǎn)，所以選擇三菱FX2N80MR。按照上述配置，所選I/O點(diǎn)不得低于61點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，所選I/O點(diǎn)為80點(diǎn)。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。像PLC這樣。PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。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。根據(jù)立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。 高 速 利用電力線上網(wǎng)能夠提供高速傳輸。 庫(kù)存信息管理系統(tǒng):亦稱中央計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。 巷道堆垛機(jī):用于自動(dòng)存取貨物的設(shè)備。以成套搬運(yùn)設(shè)備為基礎(chǔ),　本課題設(shè)計(jì)的目的和意義傳統(tǒng)條件下的庫(kù)房管理作業(yè)，主要依據(jù)人工裝卸，特別是對(duì)于一些大型物資，不僅工作效率低，浪費(fèi)大量的人力、物力，存在較大的安全隱患，同時(shí)還占據(jù)大量的庫(kù)房面積?？删幊炭刂破?，簡(jiǎn)稱PLC。在我國(guó)，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用的行業(yè)主要有機(jī)械、冶金、化工、航空航天、電子、醫(yī)藥、食品加工、煙草、印刷、配送中心、機(jī)場(chǎng)、港口等。 立體倉(cāng)庫(kù)的產(chǎn)生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。它是20世紀(jì)70年代以來(lái)，在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，是一種多層存放貨物的高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，由自動(dòng)控制與管理系統(tǒng)、高位貨架、巷道堆垛機(jī)、自動(dòng)入庫(kù)、自動(dòng)出庫(kù)、計(jì)算機(jī)管理控制系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備組成。 本文首先對(duì)該課題的可行性及課題實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值進(jìn)行了介紹；其次對(duì)該系統(tǒng)的硬件組成、結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行了闡述和分析；再次對(duì)本控制系統(tǒng)的核心——軟件進(jìn)行了編寫，論文中即有梯形圖又有相應(yīng)的語(yǔ)句表；最后對(duì)設(shè)計(jì)本課題所學(xué)到的知識(shí)