【文章內(nèi)容簡介】 開關和按鈕，用于手動控制操作。 [13] 機械手的控制 機械手的動作由氣缸驅(qū)動，而氣缸由對應的電磁閥控制，當下降電磁閥通電時，機械手下降，當下降電磁閥斷電時機械手停止，只有當上升電磁通電時，機械手才上升，斷電時才停止。機械手的放松和夾緊由一個線圈兩位置電磁閥控制。 立體倉庫及自動堆垛機 控制 在立體貨庫中配有一臺全自動堆垛機，由二臺步進電機和一臺直流電機控制，可進行行走、升降及叉貨控制。主要根據(jù)設計程序，進行立體倉庫進貨的自動存儲及出貨的自動提取。堆垛機在行走方向共有三個限位開關 ： 左 /右極限限位開關和行走認址限位開關，行走的位置靠碰到限位開關計數(shù)來完成。堆垛機在升降方向共有四個限位開關 ： 上 /下極限限位開關、一個入庫認址限位開關和一個出庫認址限位開關，升降的位置靠碰到限位開關計數(shù)來完成。在實驗臺的按鈕板上有一些轉(zhuǎn)換開關和按鈕，用于手動控制操作。在發(fā)生緊急情況時，可按下緊停按鈕，用以切斷步進電 機控制模塊的電源。 [14] 四川理工學院本科畢業(yè)設計 6 圖 31 儲存單元圖 傳感與檢測系統(tǒng)設計 傳感器（ transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié) 。 光電傳感器 光電傳感器， 通常分 NPN 集電極開路 輸出與 PNP 集電極開路輸出 ，傳感器本系統(tǒng)只使用了 NPN 集電極開路輸出。 光電傳感器的原理圖 如下 ： 四川理工學院本科畢業(yè)設計 7 圖 32 光電傳感器原理圖 漫 反射式傳感器 漫反射式傳感器， 其 工作原理 為 ： 當物體相對于傳感器移動時，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信號相關的主流信號輸出電平。 在 自動化 倉庫中采用 EESPY402 凹槽型、反射型接插件式傳 感器 用作 貨物 的檢測。 第一， 采用能抗周圍外來剛干擾的變調(diào)光式 ； 第二， 采用變調(diào)光式與直流光式比不易受外來光干擾的影響。 第三， 其 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 作確認的光顯示 。 四川理工學院本科畢業(yè)設計 8 圖 33 漫射型光電傳感器接線圖 漫反射型光電傳感器 ，其 在探測物體擋在傳感器正面使傳感器接收到足夠的光線時輸出信號。 其對不同顏色的檢測距離不相同，反射性能越好檢測的距離越遠。 還 可以通過調(diào)節(jié)靈敏度調(diào)節(jié) VR 調(diào)節(jié)檢測的距離。 電容傳感器 圖 34電容傳感器基本原理圖及接線圖 電容傳感器的兩種形式 分為 ： NPN 集電極開路輸出和 PNP 集電極開路輸出，在本系統(tǒng) 中， 只使用了 PNP 集電極開路輸出型。當被測物接近傳感器時 則 輸出信號，PNP 型在沒有檢測到物體輸出 則 為懸空狀態(tài)，檢測到物體輸出 時 為 高電平狀態(tài)。 在本單元所使用的傳感器的位置及型號如下表所示： 四川理工學院本科畢業(yè)設計 9 表 31 傳感器的位置及型號 傳感器位置 型號 說明 編碼器 前后參考點 CR188D 電容傳感器 NPN集電極開路輸出 升降 參考點 BS5T2M NPN集電極開路輸出 升降上到位 DC73 舌簧型磁性開關 轉(zhuǎn)移氣缸右到位 DC73 舌簧型磁性開關 物料檢測 CCD40N 漫反射型光電傳感器 NPN集電極開路輸出 列一參考點 BS5T2M NPN集電極開路輸出 列二參考點 BS5T2M NPN集電極開路輸出 列 三參考點 BS5T2M NPN集電極開路輸出 列四參考點 BS5T2M NPN集電極開路輸出 S7— 200 系列 PLC 與通信系統(tǒng)的連接 整個控制系統(tǒng)的 下位機 含 三個主要組成部分： 傳送帶、機械手、堆垛機 ，均采用 PLC（可編程控制器） S7200 系列 實現(xiàn) 其 自動控制 。 這里 和別 的 PLC 相同 ，單元加編程器 是其基本組成部分 ， 如遇系統(tǒng)擴展需要，系統(tǒng)組件還 應 包括：數(shù)字擴展單元模塊，模擬量擴展單元模塊，網(wǎng)絡，通信模塊， HMI 人機界面 等 。 [15] 通過 PC/ PPT 電纜建立 S7200 CPU 與個人計算機連接。具 體實施過程如下： 設置 PC/PPI 電纜開關（下＝ 0，上＝ 1）； DIP 開關上選擇計算機 支持的波特率 9600（ 123 設為 010） 選擇 11 位（ 4 設置為 0） 選擇 數(shù)據(jù)通信設備 （ DCE） （ 5 設置為 0） PC/ PPI 電纜的 RS232 端子（ PC）連接到 PC 通信 口： COM1 或者 COM2。 PC/ PPI 電纜 RS485 端子（ PPI） 連接到 CPU 的通信口。 四川理工學院本科畢業(yè)設計 10 圖 35 PU的通信口的連接圖 圖 36 C24V 輸入 /輸出點的基本原理圖（源型接法） PLC 的選擇 該設計采用了可編程控制器是 siemensS7200 系列 的 小型 PLCCPU226。本機集成 24 輸入 / 16 輸出 40 個數(shù)字 I/ 0 點。 含 PID 控制器 ， 可連接 7 個擴展模塊，最大可擴展至 248 個數(shù)字 I /0 點，或 35 通道模擬 I/ 0 點。 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 6 個獨立的 30kHz 的高速計數(shù)器， 以及 2 個獨立通道 20kHz 的高速脈沖輸出。 2 個 RS485 通訊 /編程 端 口 ，并具備 PPI 通訊協(xié)議以及 自由方式通訊能力，四川理工學院本科畢業(yè)設計 11 還 有功能強 大 、體積 精 小、性價比 較 高等 優(yōu)勢 ， 而且還具有高速脈沖輸出（ PTO）功能，能 驅(qū)動步進電機 。同時， 步進電機和步進驅(qū)動器 共同 組成 步進驅(qū) 動模塊 。CPU226 外設接線圖 如下： 圖 37 CPU226外圍典型接線圖 立體倉庫驅(qū)動設計 步進電 動 機 步進電動機是用專門的步進驅(qū)動器驅(qū)動， 而非 直接通過 PLC 驅(qū)動， 連接步進電機和步進驅(qū)動器 ， PLC 只需向步進驅(qū)動器提供方向信號與 脈沖信號 。 “方向控制信號 +” 連接 ，經(jīng) 的置“ 1”和置“ 0”的狀態(tài)以 控制步進電動機的方向；將步進驅(qū)動器“脈沖信號 +”接到 PLC 的輸出 點， PLC 輸出的高速脈沖信號通過 發(fā)出驅(qū)動步進電動機；而“方向控制信號 — ”和 “脈沖信號 — ”直接接到了 PLC 開關電源的負極 1M 上。 [16] 該程序可以分為主程序，子程序與中斷程序三大 部分，分工明確，相互配合。主程序 負責 確定步進電動機 的 方向 以及子程序調(diào)用 。 而 子程序負責設定 高速脈沖指令 PLC 的控制字節(jié) ， 輸出的脈沖個數(shù) 和 脈沖周期 ， 然后連接 開放和 中斷， 最終 輸出高速脈沖， 驅(qū)動步進電機 電動機 運行。 輸出脈 沖來完成執(zhí)行中斷：一方面， 在步進電動機未 運行到原點時，繼續(xù)調(diào)用子程序，機械手后限位 不動作， 繼續(xù)發(fā)脈沖讓步進電動機繼續(xù)運行；相對的，在步進電動機已 運行