【正文】 式，并使其與庫位號庫位 1 傳感器建立連接，并添加填充顏色連接。當(dāng)某些控制和計(jì)算任務(wù)通過常規(guī)組態(tài)方法難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，通過使用腳本語言，能夠增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的靈活性，解決其常規(guī)組態(tài)方法難以解決的問題。所有的腳本程序都可由這五種語句組成，當(dāng)需要在一個(gè)程序行中包含多條語句時(shí)，各條語句之間須用“：”分開，程序行也可以是沒有任何語句的空行。單擊新增策略行末端的小方塊，腳本程序即被添加到該策略。（2）通過對立體倉庫運(yùn)行原理的分析，探討了用可編程控制器 PLC 實(shí)現(xiàn)立體倉庫控制系統(tǒng)的基本方法，實(shí)現(xiàn)了對 2*2 模型的控制，用可編程控制器 PLC 編寫立體倉庫控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)存取功能。今后, 隨著中國企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和數(shù)量的增加, 以及重視與合理利用土地這一稀缺資源的意識不斷增強(qiáng), 具有節(jié)約土地資源優(yōu)勢、提企業(yè)管理水平的自動(dòng)化立體庫必將得到更廣泛使用。 對本人來說參加這個(gè)項(xiàng)目拓寬了本人的知識面，拓展了視野和思維。根據(jù)編寫的 PLC 控制程序，通過計(jì)算機(jī)與 PLC 之間的串行通信交換信息，用 PLC 來控制“模擬”的立體倉庫。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）45圖 腳本程序設(shè)計(jì) 運(yùn)行和調(diào)試MCGS工程已經(jīng)初步建立起來，進(jìn)入到運(yùn)行和調(diào)試階段。用比較多的是條件語句。它被封裝在一個(gè)功能構(gòu)件里（稱為腳本程序功能構(gòu)件） ，在后臺(tái)由獨(dú)立的線程來運(yùn)行和處理，能夠避免由于單個(gè)腳本程序的錯(cuò)誤而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。圖 數(shù)據(jù)對象填充顏色設(shè)置2）按鈕的開關(guān)的設(shè)置：添加數(shù)據(jù)對象“啟動(dòng)\停止”設(shè)置基本屬性，并設(shè)置好操作畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）40屬性。如下圖所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）38 圖 5 PLC 與 MCGS 的通道連接 然后單擊“設(shè)備調(diào)試 ”就可以在線調(diào)試了。構(gòu)造實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的過程，就是定義數(shù)據(jù)對象的過程。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）33? 數(shù)值型：數(shù)值型數(shù)據(jù)對象除了存放數(shù)值及參與數(shù)值運(yùn)算外，還提供報(bào)警信息，與外部設(shè)備的模擬量輸入輸出通道連接。如下圖：圖 畫面建立畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）32（6）雙擊“自動(dòng)化立體倉庫”窗口圖標(biāo)進(jìn)入動(dòng)畫組態(tài)窗口，可以通過在工具欄打開“工具箱”來制作立體倉庫的畫面。? 編寫腳本控制流程程序。整體程序見附錄。用這些值設(shè)置控制字節(jié)的目的是：允許PTO/PWM 功能，選擇 PTO 操作，選擇以毫秒為增量單位，設(shè)置更新脈沖計(jì)數(shù)和周期值。當(dāng)激活的脈沖串完成時(shí)，立即開始新脈沖的輸出。如果設(shè)定的周期是奇數(shù)，會(huì)引起占空比的一些失真。當(dāng)不使用 PTO/PWM 發(fā)生器時(shí)輸出由映像寄存器控制映像寄存器決定輸出波形的初始和結(jié)束狀態(tài)以高電平或低電平產(chǎn)生波形的起始和結(jié)束。分析系統(tǒng)的入庫操作和出庫操作，都包括8個(gè)動(dòng)作，動(dòng)作過程是連貫無間斷的，所用Z軸的動(dòng)作以及次序都是完全一致的，最大的區(qū)別在于取貨和放貨時(shí)X軸和Y軸所走的距離不一樣。堆垛機(jī)的二維位置定位采用了控制脈沖個(gè)數(shù)的定位方式，該方式是以水平、垂直方向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)為基礎(chǔ)，對立體倉庫每個(gè)貨格都予以確定相應(yīng)的脈沖個(gè)數(shù)。表 PLC 輸入輸出 I/O 分配輸入與輸出 選擇庫位1按鈕 X軸限位 選擇庫位2按鈕 X軸原點(diǎn) 選擇庫位3按鈕 Y軸限位 選擇庫位4按鈕 Y軸原點(diǎn) 啟動(dòng)按鈕 Z軸原點(diǎn) 停止按鈕 Z軸限位 取貨按鈕 X軸CP 存貨按鈕 Y軸CP 庫位1傳感器 X軸方向 庫位2傳感器 Y軸方向 庫位3傳感器 Z軸前伸 庫位4傳感器 Z軸回縮 手動(dòng)控制開關(guān) 步進(jìn)電機(jī)的控制與交直流電動(dòng)機(jī)不同，僅僅接上供電電源，步進(jìn)電機(jī)不會(huì)運(yùn)行的。此外還應(yīng)該為 S7200 設(shè)置波特率和站地址，在 STEP7Micro/WIN 中選擇菜單命令“檢視”→“元件”→“系統(tǒng)塊”或雙擊指令樹中的系統(tǒng)塊文件夾下面的“通信端口”圖標(biāo)，將打開設(shè)置的通信參數(shù)的選項(xiàng)卡如圖 。（5）梯形圖程序必須符合順序執(zhí)行的原則，即從左到右，從上到下地執(zhí)行，如不符合順序執(zhí)行的電路就不能直接編程。通過調(diào)制解調(diào)器可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程，可以用單次掃描和強(qiáng)制輸出等方式來調(diào)試程序和進(jìn)行故障。 S7200 的可靠性高，可以用梯形圖、語句表和功能圖三種語言來編程。 PLC 型號的選擇本課題根據(jù) I/O 的信號數(shù)量，類型及控制要求，同時(shí)考慮到維護(hù)和保養(yǎng)，改造和經(jīng)濟(jì)等諸多因素，根據(jù)以上分析已知應(yīng)選用 S7200 CPU226。 傳感器的工作原理和應(yīng)用（1）反射式傳感器的工作原理：當(dāng)物體相對于傳感器移動(dòng)時(shí)，反射回來的信號與原先的信號相比較，產(chǎn)生頻移，集成電路再把微弱的頻移信號進(jìn)行放大，再經(jīng)多普勒檢測、放大、限幅等措施，最后取得和物體移動(dòng)信號相關(guān)的直流信號輸出電平。：復(fù)位到初始位置 水平移動(dòng)到載貨臺(tái)位置 取貨 水平、垂直移動(dòng)指定倉位 放貨 復(fù)位到初始位。第 3 章 硬件部分 立體倉庫的基本結(jié)構(gòu)該立體倉庫主體由底盤、二層四倉位庫體、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制等四部分組成。我們在組態(tài)環(huán)境中生成的畫面都是靜止的，在工程運(yùn)行中產(chǎn)生動(dòng)畫效果的方法是：圖形的每一種動(dòng)畫屬性中都有一個(gè)“表達(dá)式”設(shè)定欄，在該欄中設(shè)定一個(gè)與圖形狀態(tài)相聯(lián)系的數(shù)據(jù)變量，連接到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，以此建立相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，MCGS 稱之為動(dòng)畫連接。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面，組態(tài)配置各種不同類型和功能的對象或構(gòu)件，同時(shí)可以對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行，組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。整體式 PLC 一般由 CPU、I/O 單元、存儲(chǔ)器、電源、通訊端口、I/O 擴(kuò)展端口組成，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7 PLC 的特點(diǎn)? 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。PLC 可以通過它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6第 2 章 可編程控制器與 MCGS 的概述 可編程控制器定義和組成 PLC 的定義可編程控制器，英文稱 Programmable Controller，簡稱 PLC，本課題中用 PLC作為它的簡稱。 此課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容及主要思路 該立體倉庫主體由底盤、二層四倉位庫體、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制等四部分組成。這就要求生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)緊密相連，成為一個(gè)有機(jī)整體；要求生產(chǎn)管理科學(xué)實(shí)用，做到?jīng)Q策科學(xué)化。企業(yè)外購件和自制生產(chǎn)件進(jìn)入自動(dòng)化倉庫儲(chǔ)存是整個(gè)生產(chǎn)的一個(gè)環(huán)節(jié)，短時(shí)儲(chǔ)存是為了在指定的時(shí)間自動(dòng)輸出到下一道工序進(jìn)行生產(chǎn)，從而形成一個(gè)自動(dòng)化的物流系統(tǒng)，這是一畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4種“動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存” ，也是當(dāng)今自動(dòng)化倉庫發(fā)展的一個(gè)明顯的技術(shù)趨勢。這些新技術(shù)集中有以下幾種:? 自動(dòng)導(dǎo)向小車系統(tǒng)(Automated Guided Vehicle)? 磁性導(dǎo)軌裝置? 激光掃描儀(Laser Scanner)? 條形碼識別(Barcode Labels)? 命令揀選系統(tǒng)(OrderPicking System )? 儲(chǔ)運(yùn)機(jī)器人? 機(jī)械手? 智能卡車（1)立體倉庫之所以受到青睞，是由于它具有以下優(yōu)點(diǎn)：早期立體倉庫的構(gòu)想，其基本出發(fā)點(diǎn)就是提高空間利用率，充分節(jié)約有限且寶貴的土地。但是，這些普通微機(jī)對環(huán)境和電源要求較高，部適合在工業(yè)現(xiàn)場和堆垛機(jī)上直接使用。 ? 立體倉庫中配置有多層貨架。 自動(dòng)化立體倉庫定義、特點(diǎn)與分類在現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，自動(dòng)化立體倉庫是一個(gè)重要的組成部分，它是一種新型的倉儲(chǔ)技術(shù)，是物流倉儲(chǔ)中出現(xiàn)的新概念，利用立體倉庫設(shè)備可實(shí)現(xiàn)倉庫高層合理化，存取自動(dòng)化，操作簡便化，是當(dāng)前技術(shù)水平較高的形式。PLC。其中電氣控制是由西門子 S7200 CPU226 型可編程序控制器(PLC)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、開關(guān)電源、位置傳感器等器件組成。計(jì)算機(jī)自控技術(shù)的飛速發(fā)展，為現(xiàn)代企業(yè)的物流管理提供了重要的技術(shù)支持。自動(dòng)化立體倉庫有以下特點(diǎn)：? 立體倉庫一般都較高。其后，在英，法等國也相繼出現(xiàn)了類似的立體倉庫。采用 PLC 作為實(shí)時(shí)控制裝置已成為當(dāng)前各先進(jìn)工業(yè)國家一致的發(fā)展方向。立體庫的空間利用率與其規(guī)劃緊密相連。經(jīng)過對一些大型企業(yè)的調(diào)查了解，由于歷史原因造成管理手段落后，物資管理零散，使生產(chǎn)管理和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的緊密聯(lián)系難以到位，為了到達(dá)預(yù)期的生產(chǎn)能力和滿足生產(chǎn)要求，就必須準(zhǔn)備充足的原材料和零部件。 ，施工比較困難，施工周期長。(2)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要思路是：? 查閱 PLC 以及步進(jìn)電機(jī)相關(guān)資料,對設(shè)計(jì)中所用的西門子 S7200 系列 PLC 和步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行熟悉和掌握。它通過運(yùn)行存儲(chǔ)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(jìn)而再通過輸出電路的物理過程去實(shí)現(xiàn)對負(fù)載的控制。由于繼電器控制系統(tǒng)明顯的缺點(diǎn)即通用性和靈活性、可擴(kuò)展性較差，導(dǎo)致當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都需要對控制系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和安裝。? 功能強(qiáng)，擴(kuò)展能力強(qiáng)。MCGS 工控組態(tài)軟件是一套32 位工控組態(tài)軟件，它基于 Windows 平臺(tái)，可穩(wěn)定運(yùn)行于 Windows95/98/NT 操作系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫一起作為一個(gè)整體，才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是由 VB 程序設(shè)計(jì)語言編寫的 DLL（動(dòng)態(tài)連接庫）文件，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中包含符合各種設(shè)備通訊協(xié)議的處理程序，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進(jìn)來或發(fā)送出去。分布式網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都要安裝一套 MCGS 工控組態(tài)軟件。轉(zhuǎn)貨區(qū)主要是由載貨臺(tái)組成的，用來周轉(zhuǎn)貨物，當(dāng)貨物入庫以及貨物出庫時(shí)，都是通過轉(zhuǎn)貨區(qū)來完成的。 立體倉庫的主要硬件原理 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成和工作原理及應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)將一個(gè)電脈沖信號加到步進(jìn)電機(jī)定子繞組時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)等于電脈沖個(gè)數(shù)。在該立體倉庫控制系統(tǒng)中，采用 8 個(gè)對射式傳感器作為限位控制。 ? 對于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目中，一般其控制速度無須考慮，因此，選用帶 A/D 轉(zhuǎn)換、D/A 轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求。CPU通過PC/PPI電纜或插在計(jì)算機(jī)中的CP551CP5611通訊卡通訊。接點(diǎn)不能放在線圈的右邊，在繼電器控制的原理圖中，熱繼電器的接點(diǎn)可以加在線圈的右邊，而 PLC 的梯形圖是不允許的。 S7200 的通信 S7200 的通信協(xié)議S7200支持多種通信協(xié)議，例如點(diǎn)對點(diǎn)接口（PPI）、多點(diǎn)接口（MPI）和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15PROFIBUS。在將新的設(shè)置下載到S7200之前，應(yīng)設(shè)置遠(yuǎn)程站即的地址，使它與的地址相同。接線圖如下： 步進(jìn)電機(jī)接線部分 堆垛機(jī)三維位置定位 本系統(tǒng)中堆垛機(jī)由水平、垂直及伸叉機(jī)構(gòu)三部分組成。 立體倉庫程序流程圖及程序編寫 立體倉庫的工作流程圖 立體倉庫的工作控制流程圖如圖 32 所示：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21 系統(tǒng)流程圖 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路取貨和存貨工作流程： 接通電源，通電狀態(tài)下，各機(jī)構(gòu)復(fù)位，X 軸、Y 軸、Z 軸回復(fù)零位，堆垛機(jī)停在初始位置(入庫口)，系統(tǒng)開始工作。 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。指令是讀取位，并對發(fā)生器進(jìn)行編程。如果指定脈沖數(shù)為 0 ，就把脈沖數(shù)缺省地設(shè)定為1個(gè)脈沖。1 = 1ms/時(shí)基 PWM 更新方法 0 = 異步更新 1 = 同步更新 PTO 操作 0 = 單段操作 1 = 多段操作 PTO/PWM 模式選擇 0 = 選擇 PTO 1 = 選擇 PWM PTO/PWM 允許 0 = 禁止 PTO/PWM。? 執(zhí)行 PLS 指令使 S7200 對 PTO/PWM 發(fā)生器編程? 退出子程序。同時(shí)可以通過組態(tài)仿真使讀者能夠設(shè)計(jì)出更加實(shí)用的控制系統(tǒng)，從而可以在較短的時(shí)間內(nèi)，以較少的代價(jià)完成較好的效果。組成 MCGS 各要素間的關(guān)系如下圖所示：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30圖 MCGS 工程各要素間的關(guān)系工程畫面的制作是整個(gè)工程制作的主要步驟之一，其主要目的是以實(shí)際的控制對象為模板通過繪制和動(dòng)畫功能的設(shè)置能夠?qū)崟r(shí)模擬系統(tǒng)的運(yùn)行。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是MCGS 的核心，是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，系統(tǒng)各部分均以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)公用區(qū)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)處理和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化處理。事件型數(shù)據(jù)對象的值是 19 個(gè)字符組成的定長字符串，用來保留當(dāng)前最近一次事件所產(chǎn)生的時(shí)刻：“年，月，日，時(shí)，分，秒” 。圖 立體倉庫部分實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）34 MCGS 與 PLC 設(shè)備的通信設(shè)備窗口是 MCGS 系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)建立系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接，使得 MCGS 能從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)工業(yè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。MCGS 實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫屬性。圖 構(gòu)件的屬性設(shè)置3）指示燈的顏色變化：以啟動(dòng)指示燈為例。MCGS 引入的事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，與 VB 或 VC 中的事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制類似，比如：對用戶窗口，有裝載，卸載事件；對窗口中的控件，有鼠標(biāo)單擊事件，鍵盤按鍵事件等等。條件語句允許多級嵌套，即條件語句中可以包含新的條件語句，MCGS 腳本程序的條件語句最多可以有 8 級嵌套，為編制多分支流程的控制程序提供了可能。顯示出MCGS運(yùn)行系統(tǒng)畫面，即可看到畫面的動(dòng)態(tài)變化。另一個(gè)是開發(fā)對錄音帶、錄像帶或半導(dǎo)體器件之類的輕型或超輕量物體的小型自動(dòng)化