【正文】 I/O 等均采用模塊化 PLC，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 （ 5）對采用的器件進行嚴格的篩選。在進行 1/0 分配時，將相同設(shè)備、相似功能的輸入輸出點集中在一起，即便于線路連接、記憶，又便于上位機查詢系統(tǒng)的工作狀態(tài)及設(shè)備的位置。 Modbus 串行鏈路協(xié)議是一個主從協(xié)議，采用請求 響應(yīng)方式，主站發(fā)出帶有從站地址的請求報文，具有該地址的從站收到后發(fā)出響應(yīng)報文進行應(yīng)答。立體倉庫控制系統(tǒng)要求監(jiān)控系統(tǒng)和 3 臺碼垛機控制系統(tǒng)連接，要求物理層的協(xié)議必須支持一點對多點的通信。碼垛機控制盤在收到作業(yè)信息之后向地面控制盤發(fā)出響應(yīng)信息。本文采用漫反射型的光電傳感器可以感知貨物在貨架的存在或者位置。所以在碼垛機的升降臺上安裝 三個光電開關(guān)，與升降臺一起上升下降，中間的一個共用，其他兩個分別為上位置和下位置。 以上是四種常見的認址檢測方式，四種方式各有優(yōu)劣，下面的表格 21 是他們之間的比較對照： 表 21 認址方式對比表 認址器 光電開關(guān) 旋轉(zhuǎn)編碼器 激光測距傳感器 認址方式 相 對認址 絕對認址 絕對認址 絕對認址 可靠性 較低 高 較高 最高 認址精度 格 格 Mm mm 系統(tǒng)成本 低 高 高 較高 數(shù)據(jù)接口 無 無 多種 多種 定位方式 反射式 反射式 接觸式 反射式 使用壽命 短 短 較長 長 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 認址方式確認 為完成對碼垛機的 位置控制，必須能檢測出碼垛機的運行位置，碼垛機系統(tǒng)認址方式如下： （ 1）水平認址系統(tǒng) 水平方向采用激光測距傳感器 [15]，當前數(shù)據(jù)為位移值，經(jīng)過 PLC 計算后的數(shù)據(jù)為當前速度值。 控制器 調(diào)速系統(tǒng) M 認址器 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 認址檢測方式 主要的認址檢測方式有以下幾種： （ 1）絕對認址：絕對認址是將每一個貨位賦予唯一的開關(guān)狀態(tài)，給每個貨位制作一個專 用的認址片，碼垛機上相應(yīng)安裝一個識別器，通常是二進制編碼板和一組光電開關(guān)的組合，通過讀取認址片的代碼來判斷碼垛機的當前位置。要完成對碼垛機自動控制系統(tǒng)的設(shè)計，首先要保證碼垛機能夠準確到達目標位置，所以在設(shè)計碼垛機自動控制系統(tǒng)時，關(guān)鍵在于準確可靠的認址 ]和定位 [17]保證碼垛機準確無誤的定位在目標貨位。 ⑤ 安全保護：水平行走、載貨臺升降及貨叉的伸縮等都有限位保護。界面操作時，應(yīng)具備對貨物的單送、單取操作。由碼垛機運行機構(gòu)特點及工作要求可知，能否保證碼垛機的穩(wěn)定工作 ，關(guān)鍵在碼垛機的三維位置移動定位的精確性。 主要內(nèi)容如下： (1) 介紹自動化碼垛機和立體倉庫的一般概念和基本組成，以及國內(nèi)外碼垛機和立體倉庫的發(fā)展現(xiàn)狀，簡單介紹了碼垛機控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 自動化立體倉庫的發(fā)展 高層貨架倉庫的出現(xiàn)和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)以后生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。輸送系統(tǒng)必須是具有高度的可靠性，在立體倉庫中一般只有一套輸送系統(tǒng)，所以應(yīng)保證輸送系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)上的設(shè)備可靠、耐用、維修方便，并且還應(yīng)該對輸送系統(tǒng)設(shè)置手動控制做后備。目前，立體倉庫最大高度能達到 40 多米，最大庫存數(shù)可達數(shù)萬個貨物單位，可以實現(xiàn)按計劃入庫和出庫的全自動化控制，以及無人操作的計算機網(wǎng)絡(luò)化管理。盡管如此，目前國產(chǎn)碼垛機的運行速度最高仍保持在 160m/min；提升速度在 0~80m/min；貨叉速度一直保持在 0~30m/min；認址采用光電探測，精度不足，認址差錯率高。 1967 年日本安裝了高 度 10~15 米的高層碼垛機， 1969 年出現(xiàn)了聯(lián)機全自動化倉庫 [6]，我國是在上世紀 70 年代初期開始研究采用巷道式碼垛機的立體倉庫。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求進行了 PLC、變頻器、電機和電機驅(qū)動器的選型，并給出了系統(tǒng)的硬件接線圖，然后利用西門子的編程軟件 step7 設(shè)計了碼垛機控制程序。 本人簽 名： 日期： i 摘 要 在現(xiàn)代的物流倉儲系統(tǒng)中，自動化立體倉庫應(yīng)用日益廣泛。論文的寫作基本規(guī)范。 2021 年 05 月：完成畢業(yè)設(shè)計論文，準備答辯。 3 設(shè)計了碼垛機運行系統(tǒng)的控制程序，包括碼垛機各種工作方式下的控制程序。它是集喂料、流量測量和控制 于一身的設(shè)備。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )主要參考資料： [1] 陳建明，巫付專，熊軍華等．電氣控制與 PLC 應(yīng)用 [M]．北京：電 子工業(yè)出版社， 2021 [2] 孫承志，徐智，張家海，吉順平．西門子 S7200/300/400PLC 基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) [M]． 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [3] 馬秀坤 ，石雪濤，馬學軍 .S7200PLC 與數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)的原理及應(yīng)用 [M]． 北京：國防工業(yè)出版社， 2021 [4] 劉昌棋，董良．自動化立體倉庫設(shè)計 [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 2021： 1321， 132138，166168 [5] 王勇軍，周奇才．自動化倉庫碼垛機的高速運行控制技術(shù)研究 [J]．起重運輸機械，2021(1)： 2729 [6] 周興萬．自動化立體倉庫中碼垛機的位置定位和速度控制 [J]．基礎(chǔ)自動化， 1998， 6：48 [7] 陳曉軍． PLC 控制技術(shù)在立體倉庫碼垛機中的應(yīng)用 [J]．工業(yè)技術(shù)， 2021， 34： 11 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )應(yīng)完成的工作： PLC 控制系統(tǒng)硬、軟件系統(tǒng)； PLC 控制完成機械的工作流程 ； ， PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計及方案論證。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 碼垛機控制系統(tǒng)設(shè)計 學 號： 10131203 姓 名： 石澤旭 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 系 別： 機械與電氣工程系 指導教師： 王雷鋼 講師 二 ○一四年六月 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評議 題目： 碼垛機控制系統(tǒng)設(shè)計 系別： 機械與電氣工程系 專業(yè)： 電氣工程及其自動化 姓名： 石澤旭 學號： 10131203 指導教師建議成績： 73 評閱教師建議成績： 76 答辯小組建議成績： 70 總成績： 73 答辯委員會主席簽字： 年 月 日 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 姓名 石澤旭 學號 10131203 專業(yè) 電氣工程及其自動化 設(shè)計（論文）題目 碼垛機控制系統(tǒng)設(shè)計 題目 性質(zhì) √設(shè)計； □ 論文 題目 來源 □ 教學； √ 科研； □ 生產(chǎn)； □ 其他 指導 教師 職 稱 工作單位 備注 王雷鋼 講師 清華大學信息科學與工程學院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )的內(nèi)容和要求 ： 內(nèi)容： 1 介紹自動化立體倉庫和碼垛機的一般概念和基本組成，以及國內(nèi)外立體倉庫和碼垛機的發(fā)展現(xiàn)狀，簡單介紹了立體倉庫的發(fā)展方向。 進度安排： 2021 年 12 月：文獻調(diào)研，方案設(shè)計。自動控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，如果能提高系統(tǒng)的自動化程度，就有著重要的現(xiàn)實意義。 技術(shù)方案： （ 1）進行對碼垛系統(tǒng) 的控制工藝流程分析，確定碼垛系統(tǒng)原理。 5. 指導教師意見： 該同學充分、全面地查閱了碼垛機控制設(shè)計的相關(guān)資料，在此基礎(chǔ)上提出了可行的技術(shù)方案，時間進度合理，嚴格按照進度安排執(zhí)行同意開題。存在問題是對存在問題的探討還可進一步深入，對存在問題原因的分析還可進一步展開。而碼垛機是立體倉庫的關(guān)鍵組成部分，碼垛機性能的優(yōu)劣對整個立體倉庫的運行起到至關(guān)重要的作用，所以設(shè)計與開發(fā)自動化程度較高的碼垛機控制系統(tǒng)成為當前立體倉庫的發(fā)展趨勢，開展與此有關(guān)的研究具有重要的理論和應(yīng)用價值。 關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)，自動化立體倉庫，碼垛機，傳感器， PLC ii ABSTRACT In modern logistics warehousing systems, automated storage is increasingly widespread. Hay stackers are the key equipment, Performance of the stacker plays an important role. Design and Development of a higher degree of automation Stacker Control System bee Warehouse trend of development, Therefore related research has important theory and application value. This paper introduces application and performance of automated Highrise Warehouse basing on application and development requirement of modern logistics techniques. And puts emphasis on the researching of control techniques in automated Highrise Warehouse stacker bining modern science and techniques. This paper elaborated on the design of the system of control, as well as the implementation of the system39。目前的碼垛機技術(shù)取得了重大的發(fā)展，控制技術(shù)、定位精度、運行速度都得到了很大程度的提高。 自動化立體倉庫的概述 在現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，自動化立體倉庫是一個重要的組成部分，它是一種新型的倉儲技術(shù)。 其主要的組成部分有高層貨架、倉儲機械設(shè)備、控制及管理設(shè)施。自動化立體倉庫中的貨物輸送裝置主要有傳送帶、各種流動小車及 AGV 等 ，短距離的傳送還可以采用機器人。在生產(chǎn)發(fā)張的實際需要和科技水平發(fā)展的現(xiàn)實可能下，五十年代初開始出現(xiàn)了自動化立體倉庫。 (2) 對碼垛機在水平方向和垂直方向運行進行速度控制，根據(jù)運行的目的地址和當前地址之間的比較，選擇合適的變頻器，對電機的運行速度進行控制。 主要技術(shù)指標和和主要設(shè)計參數(shù) 碼垛機運行的速度范圍： 水平方向： 2m/min~360m/min； 垂直方向： 2m/min~80/min； 貨叉： 2m/min~60/min （ 2）碼垛機的控制方式有自動和手動控制。人機界面應(yīng)具備實時顯示設(shè)備運行工況，故障及歷史故障查詢等功能。 ⑥ PLC 還有工作故障報警功能。另外為了提高存取效率和保證碼垛機的穩(wěn)定性，必須對碼垛機三個機構(gòu)的速度進行合理有效的控制，其中速度位置檢測是碼垛機自動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 （ 2）相對認址：相對認址：相對認址時每個貨位的認址片結(jié)構(gòu)相同。激光測距傳感器安裝在碼垛機上，目標放射板安裝在巷道末端。存貨開始或取貨結(jié)束時，升降臺貨叉停在高位置，下面兩個光電開關(guān)處于認址片內(nèi)；取貨開始或存貨結(jié)束時，貨叉停在低位置，此時上面兩個光電開關(guān)處于認址片內(nèi)，如圖 23 所示。 （ 2）貨物突出貨架檢測 貨物存放在貨架上，可能由于異常的情況導致貨物突出貨架的情況。碼垛機根據(jù)作業(yè)信息進行作業(yè)。 （ 2） RS485 采用差動發(fā)送 /接收，所以共模抑制比高，抗干擾能力強。采用該協(xié)議，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以互連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)集中監(jiān)控。 碼垛機控制系統(tǒng)采用的 PLC 是 S7200 CPU226，總共使用了所有的 24 個輸入點和 11 個輸出點，具體 I/O 點分配如表 24 所示碼垛機控制系統(tǒng)使用擴展 I/O 模塊 EM221，其 I/O 分配表如表 25。 （ 6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬 件發(fā)生異常情況， CPU 立即采用有效措施，以防止故障擴大。 ④ 編程簡單易學； PLC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。它結(jié)構(gòu)小巧，可靠性高，運行速度快 ，繼承和發(fā)揮了它在大、中型 PLC 領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，又極豐富的指令集，具有強大的多種集成功能和實時特性，配有功能豐富的擴展模塊，性能價格比非常高。 （ 2）擴展單元：主機 I/O 數(shù)量不