【正文】 風機也是一種較好的散熱辦法。當保護發(fā)生時，驅(qū)動器進入脫機狀態(tài)使電機失電，但這時控制系統(tǒng)可能尚未知曉。它們在驅(qū)動器內(nèi)部的接口 電路都相同，見下圖。/ (176。 第 14 頁 共 41 頁 （ 2）、步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成 與交直流電動機不同，僅僅接上供電電源，步進電機不會運行的。增加相數(shù)能提高步進電動機的性能，但電動機的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動電源就會復雜，成本就會增加，應按需要合理選用。 本課題所設計的立體倉庫屬于小型控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟性的考慮因此選擇 整體型 PLC。其中，外部輸入元件包括： 檢測 元件 、按鈕、取、送、急停、限位開關(guān)、超限位保護等等 ； 輸出有三個步進電機的正反向、動作指示、錯誤顯示等等。 五種標準化編程語言：順序功能圖（ SFC）、梯形圖（ LD）、功能模塊圖（ FBD）三種圖形化語言和語句表（ IL）、結(jié)構(gòu)文本（ ST）兩種文本語言。 3． 控制功能的選擇 該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。 可以說，凡普通小型計算機能實現(xiàn)的功能， PLC 幾乎也都可以做到。它通過運行存儲在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的控制。立體倉庫的結(jié)構(gòu)示意圖見下圖 22 所示 : 第 8 頁 共 41 頁 圖 22 立體倉庫結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù)某一物流公司對 立體倉庫的具體要求，本課題所設計的立體倉庫具有以下功能： 堆垛機（機械手）要有三個自由度，即：前進、后退；上、下；左、右； 堆垛機的運動由步進電機驅(qū)動； 堆垛機前進（或后退）運動和上（或下）運動可同時進行； 堆垛機前進、后退和上、下運動時必須有超限位保護； 每個倉位必須有檢測裝置（微動開關(guān)），當操作有誤時發(fā)出錯誤報警信號； ； 當按完倉位號后，沒按入或取前，可以按取消鍵進行取消該操作。 I/O 設備。因為家家都有電力線， 由此，運營商就可以輕松地把這種網(wǎng)絡接入服務滲透到每一個家庭 .因此，這一技術(shù)一旦進入商業(yè)化階段，將會促進電信市場的變革，并給互聯(lián)網(wǎng)普及帶來極大的發(fā)展空間。目前以采用現(xiàn)場總線方式為控制模式為主。 托盤（貨箱）：用于承載貨物的器具，亦稱工位器具。它通過高層貨架存儲，使存儲區(qū)大幅度地向高空發(fā)展，提高了空間利用率；自動化立體倉庫采用層積式存放，結(jié)合計算機管理，可以很容易實現(xiàn)先入先出，防止貨物的自然老化、變質(zhì)和損壞；通過自動存取系統(tǒng) (AS/RS),加快了運行和處理速度，提高了勞動生產(chǎn)率，降低操作人員的勞動強度；采用自動化技術(shù)后，還能較好地適應黑暗、低溫、污染、有 毒和易爆等特殊場合的物品存儲需要；計算機控制能夠始終準確無誤地對各種信息進行存儲和管理，減少了貨物處理和信息處理過程中的差錯；同時借助于計算機管理還能有效地利用倉庫存儲能力，便于清點和盤庫，合理減少庫存，加快資金周轉(zhuǎn)，節(jié)約流動資金，從而提高倉庫的管理水平。 具有 、抗干擾能力強 、安裝容易，維護工作量少 、通用性好 ，成功率高 ，重量輕、功耗底等特點。但當時只能進行邏輯運算，故稱為可編程邏輯控制期，簡稱 PLC（ programmable logic controller）。此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學科。近年來，國內(nèi)在 PLC 技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應用方面發(fā)展很快，除有許多從國外引進的設備、自動化生產(chǎn)線外，國產(chǎn)的機床設備已越來越多地采用 PLC 控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng) 的繼電 接觸器控制系統(tǒng)。在整個控制系統(tǒng)中以三菱 FX2N系列 PLC作為核心控制元件，專用鍵盤作為人機接口部件，控制步進電機來驅(qū)動一個有三自由度的倉庫模型在高強度導軌上做三維運動。以步進電機每轉(zhuǎn)輸出的脈 沖數(shù)為基礎，通過鍵盤對每個倉位予以地址編碼，通過 PLC對命令鍵盤進行掃描并得到相應的倉位號，當 PLC接收到來自鍵盤的輸入命令后，便輸出對應倉位的脈沖數(shù)，經(jīng)過驅(qū)動器驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一定的角度，進而控制傳動部件絲杠旋轉(zhuǎn)進行準確的定位，以完成貨物的存取功能。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)?。粌r格上能與繼電 — 接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護、維修；能直接推動電磁閥、接觸器與于之相當?shù)膱?zhí)行機構(gòu)；能向中央執(zhí)行機構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等 自動化立體倉庫也稱立庫，是在不直接進行人工參與的情況下自動地存儲和取出物料的系統(tǒng)。 60 年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。 70 年代后期，隨著微電子技術(shù)和計算機的迅猛發(fā)展，使 PLC 從開關(guān)量的邏輯控制擴展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱 PC（ programmable controller） .但由于 PC容易與個人計算機（ programmable puter）相混淆，故人們?nèi)粤晳T地用 PLC 作為可編程器的縮寫。已經(jīng)廣泛應用于自動化控制的各個領域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。 自動化倉庫的信息系統(tǒng)可以與企業(yè)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)集成，實現(xiàn)企業(yè)信息管理的自動化。 巷道堆垛機 :用于自動存取 貨物的設備。 庫存信息管理系統(tǒng) :亦稱中央計算機管理系統(tǒng)。 高 速 利用電力線上網(wǎng)能夠提供高速傳輸。根據(jù)立體倉庫控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設備。 整個電氣控制系統(tǒng)必須設置急停按鈕，以防發(fā)生意外。 PLC 基于電子計算機，但并不等同于普通計算機。 像 PLC 這樣。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整。 根據(jù)本課題所設計的自動門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的 選擇。選用的編程語言應遵守其標準（ IEC6113123），同時，還應支持多種語言編程形式，如 C， Basic 等，以滿足特殊控制場合的控制要求。按照上述配置，所選 I/O 點不得低于 61 點，結(jié)合實際情況，所選 I/O 點為 80 點。 根據(jù)我組設計的立體倉庫其輸入點數(shù)為 40 點、輸出電數(shù)為 21 點，所以選擇三菱FX2N80MR。 步進電機的選擇 （ 1）、步進電動機的特點 ① 、步進電動機是一種作為控制用的特種電機，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度 (稱為 “步距角 ”)一步一步運行的，其特點是沒有積累誤差 (精度為 100％ )，所以廣泛應用于各種開環(huán)控制。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 32所示。)=150 換算到電機軸的負載轉(zhuǎn)矩為 T=GL( lT +F)/ 2 ? ? =150(+5)/() = kg. ? ? cm 對首次設計的裝置來講，所選用的電動機通常留有 2～ 3 倍的余量，所以電機轉(zhuǎn)矩NT =3T=3= kg. ? cm =.? M 根據(jù)以上的計算， 在該立體倉庫控制系統(tǒng)中的步進電動機采用 北京斯達特機電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 2 相 8 拍混合式步進電機，它的主要特點：體積小，具有較高的起動和運行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點。 OPTO 端為三路信號的公共端，三路輸入信號在驅(qū)動器內(nèi)部接成共陽方式，所以OPTO 端須接外部系統(tǒng)的 VCC，如果 VCC 是 +5V 則可直接接入；如果 VCC 不是 +5V 則須外部另加限流電阻 R，保證給驅(qū)動器內(nèi)部光耦提供 81 5mA 的驅(qū)動電流，參見圖 34 和圖35。如要通知系統(tǒng)，就要用到 ?報警輸出信號 ?。 第 18 頁 共 41 頁 此步進電機驅(qū)動器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為： 表 32 步進電機驅(qū)動器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù) 驅(qū)動器型號 相數(shù) 類別 細分數(shù) 通過撥位 開關(guān)設定 最大 相電流 開關(guān)設定 工作電源 SH2H057 二相或四相 混合式 二相八拍 一組直流 DC(24V40V) (2)、 步進電機驅(qū)動器接線示意圖見圖 38 圖 38 步進 電機驅(qū)動器接線示意圖 傳感器的選擇 在該立體倉庫中采用歐姆龍 EESPY402 凹槽型、反射型接插件式傳感器作貨物檢測，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周圍外來光干擾的變調(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)整的光軸標識；帶有便于調(diào)整，動作確認的入光顯示燈； 反射式傳感器的時間圖和輸出回路圖如圖 39 所示。 圖 310 微動開關(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。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進行的。 模擬量：按其精 度可分為 12bit、 14bit 、 16bit 等；按信 號類型可分 為電流型(420mA,020mA)、電壓型 (010V,05V,1010V)等。對于自動門系統(tǒng)以后的故障查找是很重要的一項功能。 此外，零件化后，能夠防止將其運用到別的 順序程序時的順序輸入錯誤。 具體梯形圖見附錄 I。調(diào)試結(jié)果表明，在適應性、精確性和可靠性方面，到達到了設計的要求，表明該設計方案是可行的。并且，更 了解了有關(guān)可編程控制器的功能。先將 PLC 與計算機的串口互連，然后單擊 [在線 ][傳輸設置 ]，可以進入 [傳輸設置 ]對話框，進行 FX2n PLC 設備與網(wǎng)絡傳輸參數(shù)設定，可以進行 PLC 和計算機的串口通信口及通信方式的設定，可以進行其他網(wǎng)絡站點的設定，還可以實現(xiàn)通信測試。 能夠簡單設定和其他站點的鏈接 由于連接對象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復雜的系統(tǒng)的情況下也能夠簡單的設定 。 此外，選擇 FX 系列情況下，還能變換成 FXGP(DOS),FXGP(WIN)格 式的文檔。 三菱 編程軟件的特點 本設計的梯形圖編程是運用三菱公司的 GX Developer 編程軟 件完成的。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時外部輸入觸點的狀態(tài)來進行的。 模擬量：按其精 度可分為 12bit、 14bit 、 16bit 等；按信 號類型可分 為電流型(420mA,020mA)、電壓型 (010V,05V,1010V)等。 第 22 頁 共 41 頁 圖 311 電氣原理圖 4 系統(tǒng)控制軟件設計 PLC 梯形圖概述 梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為 PLC 的第一 編程語言。需要注意檢測距離不要離傳感器太近，否則傳感器不能動作；連接是采用接插件方式，千萬不要對端子 (讀出頭 )進行焊接。驅(qū)動器正常時，觸點為常開狀態(tài)。 電機型號 相數(shù) 步距角 相電流 驅(qū)動電壓 額定轉(zhuǎn)矩 重量 42BYGH101 2 DC24V 178。電氣原理圖如圖 33 所示。 由于我們使用螺栓機構(gòu)的定位裝置，已知條件和要求條件為： 移動部分總重 M=25kg 外力 Fa=4kg.? cm 磨擦系數(shù) ? = 螺栓機構(gòu)的效率 ? =O. 9 螺栓軸徑 BD = 螺栓長 BL =42cm 螺距