【文章內容簡介】 ，目前國內外常用 PLC(可編程邏輯控制器 )控制。 PLC 的模塊化結構以及遠程通訊功能，完全可 以滿足堆垛機單機自動控制、全自動控制的要求。 ⑦ 安全及連鎖保護機構 堆垛機是一種起重機械，它要在又高又窄的巷道內高速運行。為了保證人身及設備的安全，堆垛機必須配備完善的硬件及軟件的安全保護裝置，并在電氣控制上采取一系列聯鎖和保護措施。除了一般起重機常備的安全保護措施 (如各機構的終端限位和緩沖、電機過熱和過電流保護、控制電路的零位保護等 )外，還應根據實際需要，增設各種保護。需增設的安全保護裝置有 : 1）終端限位保護 :在行走、升降和伸縮的終端都設有限位保護。 2）聯鎖保護 :行走與升降時，貨 叉伸縮驅動電路切斷 。相反，貨叉縮時，行走與升降電路切斷。另外，行走與升降運動可同時進行。 3）正位檢測控制 :只有當堆垛機在垂直和水平方向停準時，貨叉才能伸縮，即貨叉運動是條件控制，以認址裝置檢測到確己停準的信息為貨叉運動的必要條件。 4）載貨臺斷繩保護 :當鋼絲繩斷裂時，斷繩保護機構動作，機械夾軌上移，載貨臺被卡在導軌上而阻止其墜落 。正常工作時在彈簧力作用下夾軌塊 (凸輪 )與導軌分離。 5)斷電保護 :載貨臺升降過程中若出現意外斷電情況，則機械式制動裝置會使載貨臺停止升降運動，從而防止載貨 臺墜落。 (4)出入庫輸送系統(tǒng) 本課題出入庫輸送系統(tǒng)為出入庫站臺小車。出入庫站臺小車安裝在貨架的一端，這也決定了出入庫方式，即出庫入庫均在庫房一側進行 。 自動化立體倉庫計算機系統(tǒng)結構 自動化立體倉庫系統(tǒng)的結構在不同企業(yè)和行業(yè)之間具有不同的特點。目前，國內外倉庫的管理及控制系統(tǒng)大致可以分為兩大類 :三級管理控制結構和二級控制管理結構 [2]。三級管理控制結構是指由管理層、監(jiān)控層和執(zhí)行層組成的三級控制系統(tǒng)。二級控制管理結構將監(jiān)控層與執(zhí)行層功能融合在一起，簡化了計算機系統(tǒng)結構，但是加重執(zhí) 行層 PLC 的負擔。本課題的計算機系統(tǒng)結構采用三級管理控制結構，其結構圖如圖 所示。 _______________________________________________________________________________________________________ 11 (l)管理層的主要功能 [3] 管理層是自動化倉儲系統(tǒng)的中樞，與普通的計算機管理系統(tǒng)類似，負責接收調度系統(tǒng)發(fā)布的調度任務，完成出入庫操作、庫存數據管理與統(tǒng)計分析等常規(guī)作業(yè)，而且具有倉儲管理的操作流程。在出入庫貨品單下達后，操作人員要根據此單進行相應的出入庫操作，管理層自動或由操作人員手動選擇相應的貨位進行出入庫操作，同時生成相應的報表統(tǒng)計結果，來完成一個完整的倉儲出入庫操作。同時，還要求管理系統(tǒng)能根據入庫、出庫的生產任 務，發(fā)出命令來觸發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)，實現與監(jiān)控系統(tǒng)的通信，發(fā)布入庫、出庫操作任務單，并接收監(jiān)控系統(tǒng)返回的入庫、出庫任務的完成報告情況。 (2)監(jiān)控層的主要功能 監(jiān)控系統(tǒng)是自動化立體倉庫的信息樞紐，是實現自動化立體倉庫實時控制的重要組成部分。它負責協(xié)調系統(tǒng)中各個部分的運行，在整個系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。自動化立體倉庫使用了很多自動化執(zhí)行設備，各設備的作業(yè)任務、運動路徑、運動方向都需要由監(jiān)控系統(tǒng)來統(tǒng)一調度。 (3)執(zhí)行層的主要功能 執(zhí)行層的主要功能是接受并執(zhí)行監(jiān)控層計算機下發(fā)的出入庫指 令，控制設備執(zhí)行相應的出入庫任務，自動完成取送貨任務。 _______________________________________________________________________________________________________ 12 第 3 章 FX 系列 PLC 計算機鏈接通信 計算機鏈接功能，就是以計算機作為主站，最多連接 16 臺 FX系列可編程控制器或者A系列可編程控制器，進行數據鏈接的功能。 （ 1）計算機鏈接最多可以執(zhí)行 16 臺。 （ 2）與 A 系列可編程控制器的計算機鏈接模塊所支持的專用協(xié)議相同。（但是在支持的格式、指令方面有所限制。） 下圖中的 FX485PCIF 是 RS232 轉 RS485 接口模塊，它將計算機上的 COM1 串口和PLC 通信適配器上的 RS485 接口連接起來，從而實現上位監(jiān)控機與 PLC 的通信，這種通信是一種主從協(xié)議。主站設備發(fā)送要求到從站設備，從站設備響應，從站不能主動發(fā)出信息。一次讀寫操作的步驟包括 :首先上位機發(fā)出讀寫命令， PLC 做出接收正確的響應，上位機接到此響應則發(fā)出確認申請命令， PLC 則完成正確的讀寫響應，回應給上位機數據。這樣收發(fā)兩次數據，完成一次數據的讀寫。使用 FX485PCIF 接口轉換模塊將上位監(jiān)控機的 COM1串口和 PLC 通信板卡上的 RS485 接口連接起來，再向 PLC 寫入一小段通信程序，并選擇一定的波特率即可。分析 PLC 的 通信協(xié)議，然后上位機采用 VC 編程，遵循 PLC 通信協(xié)議，讀寫 PLC 數據，實現人機操作任務。 FX 系列 PLC 的計算機鏈接通信規(guī)格 按下列規(guī)格執(zhí)行通信，波特率等內容是用編程工具的參數或是順控程序進行設定的。 表 FX 系列 PLC 通信格式 項目 規(guī)格 備注 連接臺數 最大 16 臺 傳送規(guī)格 符合 RS485/RS232C 規(guī)格 最大總延長距離 RS485： 500m 以下 當系統(tǒng)中同時存在 485BD 時為 50m 以下 RS232C： 15m 以下 根據通信設備的種類不同距離也不同。 協(xié)議格式 計算機 鏈接（專用協(xié)議） 有協(xié)議格式 1/協(xié)議格式 4 控制協(xié)議 通信方式 半雙工雙向 波特率 300/600/1， 200/2， 400/4， 800/9， 600/19，200bps 字符格式 起始位 固定 數據位 7 位 /8 位 奇偶校驗 無 /奇校驗 /偶校驗 停止位 1 位 /2 位 報頭 固定 報尾 固定 控制線 固定 和校驗 無 /有 FX 系列 PLC 的計算機鏈接通信的 PLC 通信設定 利用 FX485PCIF 模塊進行 FX 系列 PLC 的計算機鏈接通信時，必須對 PLC 進行串口通信格式設定。對 D8120 進行通信格式設置。 D8120 各位的內容如下表。 D8120 的內容 位編號 名稱 內容 0（位為 OFF） 1（位為 ON） _______________________________________________________________________________________________________ 13 b0 數據長度 7 位 8 位 b1 b2 奇偶校驗 b2， b1 （ 0， 0）：無 （ 0， 1）：奇校驗（ ODD） （ 1， 1）：偶校驗（ EVEN） b3 停止位 1 位 2 位 b4 b5 b6 b7 波特率 b7,b6,b5,b4 (0,0,1,1): 300 (0,1,0,0): 600 (0,1,0,1):1200 (0,1,1,0):2400 (0,1,1,1):4800 (1,0,0,0):9600 (1,0,0,1):19200 b8 報頭 無 有（ D8124） 初始值 :STX(02H) b9 報尾 無 有（ D8125） 初始值 :ETX(03H) b10 b11 控制線 計算機鏈接 b11,b10 (0,0):RS485/RS422 接口 (1,0):RS232C 接口 b12 不可以使用 b13 和校驗 不附加 附加 b14 協(xié)議 無協(xié)議 專用協(xié)議 b15 控制順序 協(xié)議格式 1 協(xié)議格式 4 在設定的過程中，應注意使用計算機鏈接時，報頭（ b8），報尾（ b9）請務必選擇“無”。并且，協(xié)議（ b14）請選擇“專用協(xié)議”。在特殊數據寄存器中設定通信格式時，數據寫入后，直到下一次上電時才反映出設定內容。 站號的設定 — [D8121] 數據寄存器 D8121 用于計算機鏈接中設定本站的站號。在站號 0到站號 15（ H00H0F）的范圍內設定。 FX2N可編程控制器中，上電時保存參數中設定的內容。 超時判定時間 — [D8129] 數據寄存器 D8129 的作用是以 10ms 為 單位，設定當從計算機接收數據中斷時開始，到出錯為止的判斷時間。 對于 FX2N可編程控制器， D8129 的設定范圍為 13276（ 1032760ms），但是，設定為“ 0”時為 100ms。 使用 D8129 進行超時判定時間的設定時，應注意將超時判定時間設定超過當前使用的波特率下，接受 1 個字符所需的時間。 具體的設定程序如下圖： _______________________________________________________________________________________________________ 14 [ M O V H 6 0 8 6 D 8 1 2 0 ][ M O V H 0 0 0 0 D 8 1 2 1 ][ M O V K 6 D 8 1 2 9 ][ E N D ]M 8 0 0 2 圖中程序將 PLC 的通信參數設置為，數據傳輸率為 9600bit/s， 7位數據位， 1 位停止位，偶校驗，站號為 0，超時判定時間為 60ms。 接線 接線步驟 （ 1）根據用途選擇連接方法。 （ 2）準備好接線所需的電纜及終端電阻。 （ 3）開始接線前請務必確認可編程控制器的電源已經斷開。 （ 4）連接 RS482/RS232 通信設備之間的接線。 選擇連接方法 選用的連接方法是 RS485 通信場合的方法。如 圖所示： 在 RS485 中有 1 對接線和 2 對接線。接線方法取決于用途。兩對線的接線方法如下圖所示： S D AR D AS D BR D BS GS D AS D BR D AR D BS GR S 4 8 5 / 4 2 2 U N I T4 8 5 B D 在上圖中， RS485UNIT 中 SDA 與 SDB 和 RDA 與 RDB 間接電阻（ 300 歐 姆）。雙絞線在 485BD側的屏蔽線要接地。 PLC 的報文格式 本次設計中，上位監(jiān)控機與 PLC 的通信為主從通信方式，即主站設備發(fā)送要求到從站設備，從站設備響應，從站不能主動發(fā)出信息。一次讀寫操作的步驟包括 :首先上位機發(fā)出讀寫命令， PLC 作出接收正確的響應，上位機接到此響應則發(fā)出確認申請命令， PLC 則完成正確的讀寫響應，回應給上位機數據。這樣收發(fā)兩次數據，完成一次數據的讀寫。 通信控制順序 通信控制順序為控制順序 1，其讀寫申請以及 PLC 響應的具體格式如表。 _______________________________________________________________________________________________________ 15 表 PLC 報文格式 內容 控制順序（協(xié)議） 在計算機一側讀出可編程控制器的數據時 ENQ站號PC號指令報文等待字 符A 區(qū)和 校驗 碼STX站號PC號字 符B 區(qū)ETX和 校驗 碼ACK站號PC號或 是NAK站號PC號*NAK站號PC號或 是出 錯代 碼計 算 機 一 側*傳 送 順 序 由計算機一側向可編程控制器寫入數據時 ENQ站號PC號指令報文等待字 符C 區(qū)和 校驗 碼ACK站號PC號NAK站號PC號或 是出 錯代 碼計 算 機 一 側可 編 程 控 制 器 一 側*傳 送 順 序 備 注 1）只有當設定 [有 ]和校驗時才有和校驗。 當設定 [無 ]和校驗時沒有和校驗碼。 2）當設定 [有 ]和校驗時，僅對上圖中帶※部分的字符進行和校驗。 3）上圖中 [字符 A 區(qū) ]， [字符 B 區(qū) ]， [字符 C 區(qū) ]的內容因通過內容不同 各異，但是不會因控制協(xié)議格式不同而各異。 說明： ENQ：計算機發(fā)出請求。