【正文】 另一個是開發(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化立體倉庫。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。圖 構(gòu)件的屬性設(shè)置3）指示燈的顏色變化：以啟動指示燈為例。圖 立體倉庫部分實時數(shù)據(jù)庫畢業(yè)設(shè)計（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)，實現(xiàn)對應(yīng)工業(yè)過程的實時監(jiān)控。實時數(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)各部分均以實時數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)公用區(qū)，進行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)處理和實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化處理。同時可以通過組態(tài)仿真使讀者能夠設(shè)計出更加實用的控制系統(tǒng)，從而可以在較短的時間內(nèi)，以較少的代價完成較好的效果。1 = 1ms/時基 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。指令是讀取位，并對發(fā)生器進行編程。 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（論文）20畢業(yè)設(shè)計（論文）21 系統(tǒng)流程圖 控制系統(tǒng)的設(shè)計思路取貨和存貨工作流程： 接通電源，通電狀態(tài)下，各機構(gòu)復(fù)位，X 軸、Y 軸、Z 軸回復(fù)零位，堆垛機停在初始位置(入庫口)，系統(tǒng)開始工作。在將新的設(shè)置下載到S7200之前，應(yīng)設(shè)置遠程站即的地址，使它與的地址相同。接點不能放在線圈的右邊，在繼電器控制的原理圖中，熱繼電器的接點可以加在線圈的右邊，而 PLC 的梯形圖是不允許的。 ? 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、加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機就能滿足要求。 立體倉庫的主要硬件原理 步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成和工作原理及應(yīng)用步進電機是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動機，當(dāng)系統(tǒng)將一個電脈沖信號加到步進電機定子繞組時，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動機時，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動的步數(shù)等于電脈沖個數(shù)。分布式網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)的每一臺計算機都要安裝一套 MCGS 工控組態(tài)軟件。運行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫一起作為一個整體，才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。? 功能強，擴展能力強。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。 ，施工比較困難，施工周期長。立體庫的空間利用率與其規(guī)劃緊密相連。其后，在英，法等國也相繼出現(xiàn)了類似的立體倉庫。計算機自控技術(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。PLC。 ? 立體倉庫中配置有多層貨架。這些新技術(shù)集中有以下幾種:? 自動導(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 )? 儲運機器人? 機械手? 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：早期立體倉庫的構(gòu)想，其基本出發(fā)點就是提高空間利用率，充分節(jié)約有限且寶貴的土地。這就要求生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)緊密相連，成為一個有機整體；要求生產(chǎn)管理科學(xué)實用，做到?jīng)Q策科學(xué)化。畢業(yè)設(shè)計（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。畢業(yè)設(shè)計（論文）7 PLC 的特點? 可靠性高，抗干擾能力強。用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進行，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)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。我們在組態(tài)環(huán)境中生成的畫面都是靜止的，在工程運行中產(chǎn)生動畫效果的方法是：圖形的每一種動畫屬性中都有一個“表達式”設(shè)定欄，在該欄中設(shè)定一個與圖形狀態(tài)相聯(lián)系的數(shù)據(jù)變量，連接到實時數(shù)據(jù)庫中，以此建立相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，MCGS 稱之為動畫連接。：復(fù)位到初始位置 水平移動到載貨臺位置 取貨 水平、垂直移動指定倉位 放貨 復(fù)位到初始位。 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，同時考慮到維護和保養(yǎng)，改造和經(jīng)濟等諸多因素，根據(jù)以上分析已知應(yīng)選用 S7200 CPU226。通過調(diào)制解調(diào)器可以實現(xiàn)遠程編程，可以用單次掃描和強制輸出等方式來調(diào)試程序和進行故障。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，將打開設(shè)置的通信參數(shù)的選項卡如圖 。堆垛機的二維位置定位采用了控制脈沖個數(shù)的定位方式，該方式是以水平、垂直方向步進電動機每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)為基礎(chǔ)，對立體倉庫每個貨格都予以確定相應(yīng)的脈沖個數(shù)。當(dāng)不使用 PTO/PWM 發(fā)生器時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。當(dāng)激活的脈沖串完成時，立即開始新脈沖的輸出。整體程序見附錄。如下圖：圖 畫面建立畢業(yè)設(shè)計（論文）32（6）雙擊“自動化立體倉庫”窗口圖標進入動畫組態(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。構(gòu)造實時數(shù)據(jù)庫的過程，就是定義數(shù)據(jù)對象的過程。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\停止”設(shè)置基本屬性，并設(shè)置好操作畢業(yè)設(shè)計（論文）40屬性。用比較多的是條件語句。根據(jù)編寫的 PLC 控制程序，通過計算機與 PLC 之間的串行通信交換信息，用 PLC 來控制“模擬”的立體倉庫。今后, 隨著中國企業(yè)規(guī)模的擴大和數(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, 具有節(jié)約土地資源優(yōu)勢、提企業(yè)管理水平的自動化立體庫必將得到更廣泛使用。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。當(dāng)某些控制和計算任務(wù)通過常規(guī)組態(tài)方法難以實現(xiàn)時，通過使用腳本語言，能夠增強整個系統(tǒng)的靈活性，解決其常規(guī)組態(tài)方法難以解決的問題。MCGS 設(shè)備目錄的分類方法，為了用戶在眾多的設(shè)備驅(qū)動中方便快速的找到需要的設(shè)備驅(qū)動，MCGS 所有的設(shè)備驅(qū)動都是按合理的分類方法排列的，分類方法如下圖所示： 圖 MCGS 設(shè)備驅(qū)動分類方法 在本次設(shè)計中，要進行設(shè)備通信的步驟是：打開“設(shè)備窗口” ，雙擊“設(shè)備窗口” ，選中設(shè)備工具箱，單擊設(shè)備管理，選中本組態(tài)設(shè)計中需要的“通用串口父設(shè)備” 、 “西門子 S7200PPI”，如下圖：畢業(yè)設(shè)計（論文）35 圖 MCGS 中設(shè)備通信的選擇 雙擊“通用串口父設(shè)備”對其設(shè)備屬性進行編輯，其中“最小采集周期”為1000ms， “串口端口號”為“0COM1” ， “數(shù)據(jù)校驗方式”為“2偶校驗” ，如下圖，再點擊確認：畢業(yè)設(shè)計（論文）36圖 通用串口父設(shè)備的設(shè)置 雙擊“PLC{西門子 S7200PPI}”，對 MCGS 數(shù)據(jù)與 PLC 中的數(shù)據(jù)進行連接，由畢業(yè)設(shè)計（論文）37于本次設(shè)計中需要的輸入口、輸出口較多，為滿足通道要求，需要增加輸入輸出口，具體步驟為：在 PLC{西門子 S7200PPI}中選中“設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性” ，選擇“增加通道” ，根據(jù)本次設(shè)計的需要，增加合適的通道值，點擊確認。不同類型的數(shù)據(jù)對象，屬性不同，用途也不同。? 建立設(shè)備管理和構(gòu)造實時數(shù)據(jù)庫。由于采用了這樣的子程序調(diào)用，后續(xù)掃描不會再調(diào)用這個子程序從而減少了掃描時間也提供了一個結(jié)構(gòu)優(yōu)化的程序。 PTO 操作PTO 提供指定脈沖個數(shù)的方波 (50% 占空比) 脈沖串發(fā)生功能。X、Y軸電機復(fù)位，堆垛機運行至入庫口。下圖顯示計算機連接到 S7200。（4）同一編號的線圈在一個程序中使用兩次稱為雙線圈輸出。 S7200 PLC 的介紹西門子公司的SIMATIC S7200系列屬于小型PLC,用于代替繼電器的簡單控制場合，也可用于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)。步進電機驅(qū)動器是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移，或者說：控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號，通過驅(qū)動器就使步進電機旋轉(zhuǎn)一步距角。MCGS 提供了豐富的功能構(gòu)件，供用戶選用，通過構(gòu)件配置和屬性設(shè)置兩項組態(tài)操作，生成各種功能模塊（稱為“用戶策略” ） ，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件，操作實時數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對動畫窗口的任意切換，控制系統(tǒng)的運行流程和設(shè)備的工作狀態(tài)。 圖 MCGS 組態(tài)環(huán)境與運行環(huán)境的關(guān)系MCGS 組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和畢業(yè)設(shè)計（論文）9運行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。? 體積小，重量輕，易于實現(xiàn)機電一體化。而 PLC 則要考慮信息入出的可靠性、實時性，以及信息的實際使用。 ，所以對儲存貨物的種類有一定的局限性。 ，提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平傳統(tǒng)倉庫只是貨物儲存的場所，保存貨物是其唯一的功能，是一種“靜態(tài)儲存”。現(xiàn)在，自動化立體倉庫技術(shù)已日趨成熟，并隨著科學(xué)技術(shù)尤其是計算機技術(shù)的發(fā)展，而不斷向前發(fā)展。自動化立體倉庫是融計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)、機電技術(shù)為一體的綜合系統(tǒng)，科技含量高，并具有一定的復(fù)雜性。然后采用基于WINDOWS 平臺的工控組態(tài)軟件 MCGS 建立監(jiān)視界面。 ? 立體倉庫必然是機械化倉庫。另一個是開發(fā)對錄音帶、錄像帶或半導(dǎo)體器件之類的輕量或超輕量物體的小型自動化立體倉庫。如何降低庫存資金積壓和充分滿足生產(chǎn)需要，已成為大型企業(yè)不得不面對的一個大問題。? 對立體倉庫的監(jiān)視用工控組態(tài)軟件 MCGS，使其能夠?qū)崿F(xiàn)立體倉庫控制系統(tǒng)“取/存”貨運行動作的模擬仿真。為了適應(yīng)汽車型號的不斷翻新及生產(chǎn)工藝不斷變化的需要， 1968 年美國通用公司公開招標，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，由此，PLC 這種新型的工業(yè)控制裝置得以誕生并以其簡單易懂、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小和使用壽命長等一系列優(yōu)點，很快在美國其他工業(yè)領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。 MCGS 的主要特點和基本功能? 簡單靈活的可視化操作界面? 實時性強、良好的并行處理性能? 豐富、生動的多媒體畫面? 開放式結(jié)構(gòu)，廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能? 完善的安全機制? 強大的網(wǎng)絡(luò)功能? 多樣化的報警功能? 實時數(shù)據(jù)庫為用戶分部組態(tài)提供極大方便畢業(yè)設(shè)計（論文）8? 支持多種硬件設(shè)備，實現(xiàn)“設(shè)備無關(guān)”? 方便控制復(fù)雜的運行流程? 良好的可維護性和可擴充性 ? 用數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)存儲，系統(tǒng)可靠性高? 設(shè)立對象元件庫，組態(tài)工作簡單方便? 實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理總之，MCGS 組態(tài)軟件功能強大，操作簡單，易學(xué)易用，普通工程人員經(jīng)過短時間的培訓(xùn)就能迅速掌握多數(shù)工程項目的設(shè)計和運行操作。每個驅(qū)動程序獨占一個線程，達到互不干擾的目的。在轉(zhuǎn)貨區(qū)、儲貨區(qū)都分別安裝了檢測傳感器，用于檢測對貨物的定位。同時要充分利用好輸入和輸出擴展單元，提高主機的利用率，例如S7200 CPU224 分為 14 輸入、10 輸出，S7200 CPU226 分為 24 輸入、16 輸出，還有各種輸入和輸出擴展單元，這樣在增加 I/O 點數(shù)時，不必改變機型，可以通過擴展模塊實現(xiàn)，降低了經(jīng)濟投入。STEP7Micro/WIN的用戶程序結(jié)構(gòu)簡單清晰，即通過一個主程序調(diào)用主程序，在中斷事件出現(xiàn)時調(diào)用中斷程序，還可以通過數(shù)據(jù)塊進行變量的初始化設(shè)置。S7200的通信接口是RS485，計算機可以使用RS232或USB通信接口，多主站PPI電纜用于計算機和S7200之間的通信，有RS232/PPI和USB/PPI兩種電纜。在此系統(tǒng)中，當(dāng)堆垛機平臺運行到目標庫位后，鏟叉需伸入庫內(nèi)取、放貨物，然后向后縮回，因此，整個運行過程需要對堆垛機進行三維位置控制。 每個 CPU 有兩個 PTO/PWM 發(fā)生器產(chǎn)生高速脈沖串和脈沖寬度可調(diào)的波形一個發(fā)生器分配在數(shù)字輸出 另一個分配在數(shù)字輸出 。另外，根據(jù)脈沖串的完成調(diào)用中斷程序。X、Y軸的運行程序如下：畢業(yè)設(shè)計（論文）26 畢業(yè)設(shè)計（論文）27畢業(yè)設(shè)計（論文）28Z軸運行程序如下： 程序分析：為了實現(xiàn)X軸Y軸的順序運行實際就是順序控制兩個脈沖發(fā)生器的動作，通過了取其動作邊沿，達到了在脈沖發(fā)生器PTO0完成脈沖輸出后立即啟動脈沖發(fā)生器PTO1的作用。立體倉庫畫面制作具體步驟如下：（1）啟動 MCGS 組態(tài)軟件，進入組態(tài)環(huán)境，如下圖所示：圖 組態(tài)開始畫面(2)在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口 0”，如下圖所示： 畢業(yè)設(shè)計（論文）31圖 新建畫面窗口（3）單擊“文件”菜單，彈出下拉菜單，單擊“工程另存為” ，彈出文件保存窗口，如圖：圖 保存文件（4）選中“窗口 0”，單擊“窗