【文章內(nèi)容簡介】 ，目前國內(nèi)外常用 PLC(可編程邏輯控制器 )控制。 PLC 的模塊化結(jié)構(gòu)以及遠(yuǎn)程通訊功能，完全可 以滿足堆垛機(jī)單機(jī)自動控制、全自動控制的要求。 ⑦ 安全及連鎖保護(hù)機(jī)構(gòu) 堆垛機(jī)是一種起重機(jī)械，它要在又高又窄的巷道內(nèi)高速運(yùn)行。為了保證人身及設(shè)備的安全，堆垛機(jī)必須配備完善的硬件及軟件的安全保護(hù)裝置，并在電氣控制上采取一系列聯(lián)鎖和保護(hù)措施。除了一般起重機(jī)常備的安全保護(hù)措施 (如各機(jī)構(gòu)的終端限位和緩沖、電機(jī)過熱和過電流保護(hù)、控制電路的零位保護(hù)等 )外，還應(yīng)根據(jù)實際需要，增設(shè)各種保護(hù)。需增設(shè)的安全保護(hù)裝置有 : 1）終端限位保護(hù) :在行走、升降和伸縮的終端都設(shè)有限位保護(hù)。 2）聯(lián)鎖保護(hù) :行走與升降時，貨 叉伸縮驅(qū)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(yùn)動可同時進(jìn)行。 3）正位檢測控制 :只有當(dāng)堆垛機(jī)在垂直和水平方向停準(zhǔn)時，貨叉才能伸縮，即貨叉運(yùn)動是條件控制，以認(rèn)址裝置檢測到確己停準(zhǔn)的信息為貨叉運(yùn)動的必要條件。 4）載貨臺斷繩保護(hù) :當(dāng)鋼絲繩斷裂時，斷繩保護(hù)機(jī)構(gòu)動作，機(jī)械夾軌上移，載貨臺被卡在導(dǎo)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(dǎo)軌分離。 5)斷電保護(hù) :載貨臺升降過程中若出現(xiàn)意外斷電情況，則機(jī)械式制動裝置會使載貨臺停止升降運(yùn)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(cè)進(jìn)行 。 自動化立體倉庫計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 自動化立體倉庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在不同企業(yè)和行業(yè)之間具有不同的特點(diǎn)。目前，國內(nèi)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(jié)構(gòu)和二級控制管理結(jié)構(gòu) [2]。三級管理控制結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)將監(jiān)控層與執(zhí)行層功能融合在一起，簡化了計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但是加重執(zhí) 行層 PLC 的負(fù)擔(dān)。本課題的計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用三級管理控制結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)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(jī)管理系統(tǒng)類似，負(fù)責(zé)接收調(diào)度系統(tǒng)發(fā)布的調(diào)度任務(wù)，完成出入庫操作、庫存數(shù)據(jù)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(dá)后，操作人員要根據(jù)此單進(jìn)行相應(yīng)的出入庫操作，管理層自動或由操作人員手動選擇相應(yīng)的貨位進(jìn)行出入庫操作，同時生成相應(yīng)的報表統(tǒng)計結(jié)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(jù)入庫、出庫的生產(chǎn)任 務(wù)，發(fā)出命令來觸發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)的通信，發(fā)布入庫、出庫操作任務(wù)單，并接收監(jiān)控系統(tǒng)返回的入庫、出庫任務(wù)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(xiàn)自動化立體倉庫實時控制的重要組成部分。它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各個部分的運(yùn)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(shè)備，各設(shè)備的作業(yè)任務(wù)、運(yùn)動路徑、運(yùn)動方向都需要由監(jiān)控系統(tǒng)來統(tǒng)一調(diào)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(jī)下發(fā)的出入庫指 令，控制設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的出入庫任務(wù)，自動完成取送貨任務(wù)。 _______________________________________________________________________________________________________ 12 第 3 章 FX 系列 PLC 計算機(jī)鏈接通信 計算機(jī)鏈接功能，就是以計算機(jī)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(jìn)行數(shù)據(jù)鏈接的功能。 （ 1）計算機(jī)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(jī)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(zhuǎn) RS485 接口模塊，它將計算機(jī)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(xiàn)上位監(jiān)控機(jī)與 PLC 的通信，這種通信是一種主從協(xié)議。主站設(shè)備發(fā)送要求到從站設(shè)備，從站設(shè)備響應(yīng)，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(jī)發(fā)出讀寫命令， PLC 做出接收正確的響應(yīng)，上位機(jī)接到此響應(yīng)則發(fā)出確認(rèn)申請命令， PLC 則完成正確的讀寫響應(yīng)，回應(yīng)給上位機(jī)數(shù)據(jù)。這樣收發(fā)兩次數(shù)據(jù)，完成一次數(shù)據(jù)的讀寫。使用 FX485PCIF 接口轉(zhuǎn)換模塊將上位監(jiān)控機(jī)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(jī)采用 VC 編程，遵循 PLC 通信協(xié)議，讀寫 PLC 數(shù)據(jù)，實現(xiàn)人機(jī)操作任務(wù)。 FX 系列 PLC 的計算機(jī)鏈接通信規(guī)格 按下列規(guī)格執(zhí)行通信，波特率等內(nèi)容是用編程工具的參數(shù)或是順控程序進(jìn)行設(shè)定的。 表 FX 系列 PLC 通信格式 項目 規(guī)格 備注 連接臺數(shù) 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(dāng)系統(tǒng)中同時存在 485BD 時為 50m 以下 RS232C： 15m 以下 根據(jù)通信設(shè)備的種類不同距離也不同。 協(xié)議格式 計算機(jī) 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(shù)據(jù)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(jī)鏈接通信的 PLC 通信設(shè)定 利用 FX485PCIF 模塊進(jìn)行 FX 系列 PLC 的計算機(jī)鏈接通信時，必須對 PLC 進(jìn)行串口通信格式設(shè)定。對 D8120 進(jìn)行通信格式設(shè)置。 D8120 各位的內(nèi)容如下表。 D8120 的內(nèi)容 位編號 名稱 內(nèi)容 0（位為 OFF） 1（位為 ON） _______________________________________________________________________________________________________ 13 b0 數(shù)據(jù)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(jī)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(shè)定的過程中，應(yīng)注意使用計算機(jī)鏈接時，報頭（ b8），報尾（ b9）請務(wù)必選擇“無”。并且，協(xié)議（ b14）請選擇“專用協(xié)議”。在特殊數(shù)據(jù)寄存器中設(shè)定通信格式時，數(shù)據(jù)寫入后，直到下一次上電時才反映出設(shè)定內(nèi)容。 站號的設(shè)定 — [D8121] 數(shù)據(jù)寄存器 D8121 用于計算機(jī)鏈接中設(shè)定本站的站號。在站號 0到站號 15（ H00H0F）的范圍內(nèi)設(shè)定。 FX2N可編程控制器中，上電時保存參數(shù)中設(shè)定的內(nèi)容。 超時判定時間 — [D8129] 數(shù)據(jù)寄存器 D8129 的作用是以 10ms 為 單位，設(shè)定當(dāng)從計算機(jī)接收數(shù)據(jù)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(shè)定范圍為 13276（ 1032760ms），但是，設(shè)定為“ 0”時為 100ms。 使用 D8129 進(jìn)行超時判定時間的設(shè)定時，應(yīng)注意將超時判定時間設(shè)定超過當(dāng)前使用的波特率下，接受 1 個字符所需的時間。 具體的設(shè)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?qū)?PLC 的通信參數(shù)設(shè)置為，數(shù)據(jù)傳輸率為 9600bit/s， 7位數(shù)據(jù)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(jù)用途選擇連接方法。 （ 2）準(zhǔn)備好接線所需的電纜及終端電阻。 （ 3）開始接線前請務(wù)必確認(rèn)可編程控制器的電源已經(jīng)斷開。 （ 4）連接 RS482/RS232 通信設(shè)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(cè)的屏蔽線要接地。 PLC 的報文格式 本次設(shè)計中，上位監(jiān)控機(jī)與 PLC 的通信為主從通信方式，即主站設(shè)備發(fā)送要求到從站設(shè)備，從站設(shè)備響應(yīng)，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(jī)發(fā)出讀寫命令， PLC 作出接收正確的響應(yīng)，上位機(jī)接到此響應(yīng)則發(fā)出確認(rèn)申請命令， PLC 則完成正確的讀寫響應(yīng)，回應(yīng)給上位機(jī)數(shù)據(jù)。這樣收發(fā)兩次數(shù)據(jù)，完成一次數(shù)據(jù)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(yīng)的具體格式如表。 _______________________________________________________________________________________________________ 15 表 PLC 報文格式 內(nèi)容 控制順序（協(xié)議） 在計算機(jī)一側(cè)讀出可編程控制器的數(shù)據(jù)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(jī) 一 側(cè)*傳 送 順 序 由計算機(jī)一側(cè)向可編程控制器寫入數(shù)據(jù)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(jī) 一 側(cè)可 編 程 控 制 器 一 側(cè)*傳 送 順 序 備 注 1）只有當(dāng)設(shè)定 [有 ]和校驗時才有和校驗。 當(dāng)設(shè)定 [無 ]和校驗時沒有和校驗碼。 2）當(dāng)設(shè)定 [有 ]和校驗時，僅對上圖中帶※部分的字符進(jìn)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(nèi)容因通過內(nèi)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(jī)發(fā)出請求。