【文章內(nèi)容簡介】 觸點(diǎn)輸出型電路，晶體管輸出型用于高頻小功率負(fù)載、晶閘管輸出型用于高頻大功率負(fù)載；繼電器輸出為有觸點(diǎn)輸出型電路，用于低頻負(fù)載。 現(xiàn)場控制或檢測元件輸入給 PLC 各種控制信號，如限位開 關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)以及其他一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量等，通過輸入接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成 CPU 能夠接收和處理的信號。輸出接口電路將 CPU 送出的弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強(qiáng)電信號輸出，以驅(qū)動電磁閥、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。 1)輸入接口 輸入接口用于接收和采集兩種類型的輸入信號，一類是由按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸頭等開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、測速發(fā)電機(jī)和各種變換器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。 以圖 2 所示的直流輸入接口電路為例， R1 是限流與分壓電阻， R2 與 C 構(gòu)成濾波電路，濾波后 的輸入信號經(jīng)光耦合器 T 與內(nèi)部電路耦合。當(dāng)輸入端的按鈕 SB 接通時，光耦合器 T 導(dǎo)通，直流輸入信號被轉(zhuǎn)換成 PLC 能處理的 5V標(biāo)準(zhǔn)信號電平 (簡稱 TTL)，同時 LED 輸入指示燈亮，表示信號接通。微電腦輸入接口電路一般由寄存器、選通電路和中斷請求邏輯電路組成，這些電路集成在一個芯片上。交流輸入與交直流輸入接口電路與直流輸入接口電路類似。 圖 2 直流輸入接口電路 濾波電路用以消除輸入觸頭的抖動，光電耦合電路可防止現(xiàn)場的強(qiáng)電干擾進(jìn)入 PLC。由于輸入電信號與 PLC 內(nèi)部電路之間采用光信號耦合，所以兩者在電氣上完全隔離，使輸入接口 具有抗干擾能力?，F(xiàn)場的輸入信號通過光電耦合后轉(zhuǎn)換為 5V的 TTL 送入輸入數(shù)據(jù)寄存器，再經(jīng)數(shù)據(jù)總線傳送給 CPU。 2)輸出接口 輸出接口電路向被控對象的各種執(zhí)行元件輸出控制信號。常用執(zhí)行元件有Confidential Page 12 12/13/2020 12 作者： 12 9:27:41 AM 12 接觸器、電磁閥、調(diào)節(jié)閥 (模擬量 )、調(diào)速裝置 (模擬量 )、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等。輸出接口電路一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電路組成，與輸入接口電路類似，內(nèi)部電路與輸出接口電路之間采用光電耦合器進(jìn)行抗干擾電隔離。 微電腦輸出接口電路一般由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求邏輯電路集成在芯片上， CPU 通過數(shù)據(jù)總線將 輸出信號送到輸出數(shù)據(jù)寄存器中，功率放大電路是為了適應(yīng)工業(yè)控制要求，將微電腦的輸出信號放大。 3)其它接口 若主機(jī)單元的 I/O 數(shù)量不夠用，可通過 I/O 擴(kuò)展接口電纜與 I/O 擴(kuò)展單元 (不帶 CPU)相接進(jìn)行擴(kuò)充。 PLC 還常配置連接各種外圍設(shè)備的接口，可通過電纜實(shí)現(xiàn)串行通信、 EPROM 寫入等功能。 編程器作用是將用戶編寫的程序下載至 PLC 的用戶程序存儲器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過程，顯示 PLC 狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。 編程器有簡易編程器和圖形編程器兩種。簡易編程器 體積小，攜帶方便，但只能用語句形式進(jìn)行聯(lián)機(jī)編程，適合小型 PLC 的編程及現(xiàn)場調(diào)試。圖形編程器既可用語句形式編程，又可用梯形圖編程，同時還能進(jìn)行脫機(jī)編程。 目前 PLC 制造廠家大都開發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助 PLC 編程支持軟件，當(dāng)個人計(jì)算機(jī)安裝了 PLC 編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶程序的編輯、修改，并通過個人計(jì)算機(jī)和 PLC 之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶程序的雙向傳送、監(jiān)控PLC 運(yùn)行狀態(tài)等。 PLC 的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供 CPU、存儲器等所需的直流電，是整個 PLC 的能源供給中心。 PLC 大都采用高質(zhì)量的工作 穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開關(guān)穩(wěn)壓電源，許多 PLC 電源還可向外部提供直流 24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡化外圍配置。 三菱 FX 系列 PLC 簡介 及型號說明 三菱公司的 FX 系列 PLC 是比較具有代表性的微型 PLC，除具有基本指令表編程以外，還可以采用梯形圖編程及對應(yīng)機(jī)械動作流程進(jìn)行順序設(shè)計(jì)的 SFC（ Sequential Function Chart）順序功能圖編程，而且這些程序可以相互轉(zhuǎn)換。在FX 系列 PLC 中還設(shè)置了高速計(jì)數(shù)器、各種應(yīng)用指令及模塊，大大的擴(kuò)大 展 了本系列 PLC 的功能和 應(yīng)用領(lǐng)域。 FX 系列 PLC 型號的含義如下： 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 其中系列名稱：如 0、 0s、 1s、 0N、 1N、 2N 等 單元類型： M— 基本單元 E— 輸入輸出混合擴(kuò)展單元 Ex— 擴(kuò)展輸入模塊 EY— 擴(kuò)展輸出模塊 輸出方式： R— 繼電器輸出 S— 晶閘管輸出 T— 晶體管輸出 特殊品種： D— DC 電源， DC 輸出 Al— AC 電源， AC（ AC100～ 120V）輸入或 AC 輸出模塊 H— 大電流輸出擴(kuò)展模塊 V— 立式端子排的擴(kuò)展模塊 C— 接插口輸入輸出方式 F— 輸入濾波時間為 1ms的擴(kuò)展模塊 例如 FX2N— 32MT— D表示 FX2N 系列， 32 個 I/O 點(diǎn)基本單位，晶體管輸出，使用直流電源， 24V 直流輸出型。 本章小結(jié) 本章系統(tǒng)全面的介紹了有關(guān) PLC 的基本知識，其型號、優(yōu)勢、功能及組成和各部分的作用 ，使讀者能夠?qū)删幊炭刂破饔?總體全面的了解。 3 自動化立體倉庫的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 立體倉庫的基本組成 Confidential Page 14 12/13/2020 14 作者： 14 9:27:41 AM 14 自動化立體倉庫是機(jī)械和電氣、強(qiáng)電控制和弱電控制相結(jié)合的產(chǎn)品。它主要由貨物儲存系統(tǒng)、貨物存取和傳送系統(tǒng)、控制和管理等三大系統(tǒng)所組成。貨物存儲系統(tǒng)由立體貨架的貨格 (托盤或貨箱 )組成，貨架按照排、列、層組合而成立體倉庫儲存系統(tǒng)；貨物存取和傳送系統(tǒng)承擔(dān)貨物存取、出入倉庫的功能，它由有軌或無軌堆垛機(jī)、出入庫輸送機(jī)、裝卸機(jī)械等組成；自動化立體倉庫視情況不同采取不同的控制方式：有的倉庫只采取對存取堆垛機(jī)、出入庫輸送機(jī)的單臺 PLC 控制，機(jī)與機(jī)無聯(lián)系；有的倉庫對各單臺機(jī)械進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制。更高級的自動化立體倉庫的控制系統(tǒng)采用集中 控制、分離式控制和分布式控制，即由管理計(jì)算機(jī)、中央控制計(jì)算機(jī)和堆垛機(jī)、出入庫輸送等直接控制的可編程序控制器組成控制系統(tǒng)。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 自動化立體倉庫的設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)過程 Confidential Page 16 12/13/2020 16 作者： 16 9:27:41 AM 16 本輸送系統(tǒng)的基本控制要求 1 接通電源，將選擇開關(guān)置于手動位置，分別按下↑、↓、←、→后觀察各方向運(yùn)動情況，小車在高強(qiáng)度絲杠上運(yùn)行平穩(wěn)，在接近極限位置時，執(zhí)行限位保護(hù)。 2 將選擇開關(guān)置于自動位置，通電狀態(tài)下，各機(jī)構(gòu)復(fù)位，即返回零位。立體倉庫坐標(biāo)定位以零位開 始。 3 當(dāng)送貨的時候，選擇欲送貨物的倉位號，按動倉位號對應(yīng)的按鈕，控制青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 面板數(shù)碼管顯示倉位號。按送貨按鈕后，貨物自動送入指定的倉位號對應(yīng)的倉庫位里。若被指定的倉位號里有貨物，則送貨命令不被執(zhí)行。送貨完成后，小車自動返回原來的位置。 4 當(dāng)取貨的時候，選擇欲取貨物的倉位號后，在控制面板的數(shù)碼管里顯示出來，按動取貨按鈕后，可以自動將貨物取出。如果小車?yán)镉胸浳?，則取貨命令不被執(zhí)行。取貨與送貨裝有互鎖開關(guān)，防止發(fā)生故障。 5 取貨和送貨指令完成后，機(jī)構(gòu)自動返回原來位置。 6 當(dāng)小車內(nèi)有貨物時，若無外部操作，就緒指示 燈亮，十秒后程序把最大倉位號里的貨物轉(zhuǎn)運(yùn)至沒有放貨物的比它小的倉位號所對應(yīng)的倉位里。上述自動優(yōu)化放貨只對 1～ 6 號倉庫適用。 7 需用手動取貨時，必須在斷電狀態(tài)下進(jìn)行。 8 通過控制面板可以控制步進(jìn)電機(jī)，正反轉(zhuǎn)和加減速?？商岣咚拓浶?。 了保護(hù)人身、設(shè)備和貨物的安全，堆垛機(jī)必須具有完 善的安全保護(hù)措施： 1 ) 堆垛機(jī)在行走、載貨臺升降和貨又伸縮終端處都設(shè)有 機(jī)械和電氣限位裝置。 2 ) 貨物檢測載貨臺上設(shè)有貨物超高、超長和超寬檢測裝 置。在貨物進(jìn)入載貨臺時，當(dāng)檢測到貨物超過設(shè)定高度、長 度或 寬度時， 堆垛機(jī)便停止運(yùn)行并報警。 一般允許誤差為 3 0 ～ 4 0 m m，檢測元件采用對射或反射式光電傳感器。 3 ) 載貨臺上還設(shè)有檢測貨又是否回位、貨叉上有無貨物 和貨位中有無貨物的裝置。如貨叉沒有回位，堆垛機(jī)不能水 平運(yùn)行；如貨叉上已有貨物，則不能再取貨；入庫時，必須 檢測貨位中有無貨物，以避免發(fā)生事故。 4 ) 斷電保護(hù) 如載貨臺升降過程中忽然斷電， 則通過提升 電動機(jī)制動使載貨臺停在當(dāng)前位置，不會掉下來。 本倉庫系統(tǒng)的基本物流過程 與控制面板 Confidential Page 18 12/13/2020 18 作者： 18 9:27:41 AM 18 物流過程示意圖 數(shù)碼管 倉位號顯示 送貨指令 送貨指令 取貨指令 Dxf PLC 檢測有無貨物 無 /有 有 /無 送貨指令 無 /執(zhí)行送貨 控制面板接受指令 有 /指令不執(zhí)行 有 /執(zhí)行取貨 送貨指令 無 /指令不執(zhí)行 動作完成后，返回原點(diǎn)等待下一個命令的執(zhí)行 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 1234567 890就緒取送數(shù)碼管顯示手動 自動 停取送電源控制面板控制面板示意圖控制面板示意圖 輸入與輸出點(diǎn)數(shù)（ I/O）的分配 輸入： X0 按鈕 0 X7 按鈕 7 X16 送 X23 X軸 2位置行程開關(guān) X1 按鈕 1/手動向左 X42 自動 X17 取 X24 X軸 3位置行程開關(guān) X2 按鈕 2/手動向下 X100 電源 X18 左限位開關(guān) X25 X軸 4位置行程開關(guān) X3 按鈕 3/手動向右 X10 按鈕 8 X19 右限位開關(guān) X26 X軸 5位置行程開關(guān) X4 按鈕 4/手動向外 X11 按鈕 9 X20 Z 軸里側(cè)限位開關(guān) X27 X軸 6位置行程開關(guān) X5 按鈕 5/手 X12 手動 X21 Z 軸外限位開 X28 X軸 7位置行Confidential Page 20 12/13/2020 20 作者： 20