【文章內(nèi)容簡介】 Z4個 20KHZ脈沖輸出2個 20KHZ2個 20KHZ2個 20KHZ2個 20KHZ2個 20KHZ通訊口1RS4851RS4851RS4852RS4852RS485 EM232模擬量輸出模塊該系統(tǒng)選用EM232模擬量輸出模塊，2通道電流/電壓輸出。 EM232模擬量輸出模塊技術(shù)規(guī)范型號物理I/O數(shù)量功耗信號范圍分辨率全量程數(shù)據(jù)字格式最大驅(qū)動從+5VDC從 L+電壓輸出電流輸出電壓電流電壓電流電壓輸出電流輸出EM232 AQ2*12位6ES7 2320HB200XA0220mA70mA+/10V0到20mA12位11位32000到+320000到+32000最小5000歐最大500歐圖31 EM232擴展模塊的連接器的端子標識EM232控制無刷直流電機原理接線圖如圖32所示。圖32 無刷直流電機原理接線圖（三）立體倉庫的系統(tǒng)介紹及MCGS組態(tài)軟件的應用 立體倉庫的簡述貨架自動化立體倉庫簡稱立體倉庫。一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲存單元貨物，用相應的物料搬運設備進行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫。由于這類倉庫能充分利用空間儲存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉庫”。立體倉庫必然是機械化倉庫。由于貨架在5米以上，人工已難以對貨架進行進出貨操作，因而必須依靠機械進行作業(yè)。而立體倉庫中的自動化立體倉庫，則是當前技術(shù)水平較高的形式。如圖33所示。圖33 貨架自動化立體倉庫簡稱立體倉庫立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中的重要物流節(jié)點，在物流中心中的應用越來越普遍。目前世界上最高的立體倉庫高度已達50米。（t / m2），是普通倉庫的5～10倍。由于使用高層貨架存儲貨物，存儲區(qū)可以大幅度地向高空發(fā)展，充分利用倉庫地面和空間，因此，節(jié)省了庫存占地面積，提高了空間利用率。使用機械和自動化設備，運行和處理速度快，提高了勞動生產(chǎn)率，降低操作人員的勞動強度。而自動化立體倉庫是當代貨架儲存系統(tǒng)發(fā)展的最高階段，它與自動分揀系統(tǒng)和自動導向車并稱為物流技術(shù)現(xiàn)代化的三大標志。立體倉庫的產(chǎn)生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。50年代初，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機的立體倉庫；50年代末60年代初出現(xiàn)了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫；1963年美國率先在高架倉庫中采用計算機控制技術(shù)，建立了第一座計算控制的立體倉庫。此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學科。60年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。 我國對立體倉庫及其物料搬運設備的研制開始并不晚，1963年研制成第一臺橋式堆垛起重機。立體倉庫由于具有很高的空間利用率、很強的入出庫能力、采用計算機進行控制管理而利于企業(yè)實施現(xiàn)代化管理等特點，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉儲技術(shù)，越來越受到企業(yè)的重視。 立體倉庫的優(yōu)越性立體倉庫其優(yōu)越性是多方面的，對于企業(yè)來說,可從以下幾個方面得到體現(xiàn)：（1）提高空間利用率早期立體倉庫的構(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。在西方有些發(fā)達國家，提高空間利用率的觀點已有更廣泛深刻的含義，節(jié)約土地，已與節(jié)約能源、環(huán)境保護等更多的方面聯(lián)系起來。有些甚至把空間的利用率作為系統(tǒng)合理性和先進性考核的重要指標來對待。立體倉庫的空間利用率與其規(guī)劃緊密相連。一般來說，立體倉庫其空間利用率為普通平庫的25倍。這是相當可觀的。（2）便于形成先進的物流系統(tǒng)，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”。立體倉庫采用先進的自動化物料搬運設備，不僅能使貨物在倉庫內(nèi)按需要自動存取，而且可以與倉庫以外的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行有機的連接，并通過計算機管理系統(tǒng)和自動化物料搬運設備使倉庫成為企業(yè)生產(chǎn)物流中的一個重要環(huán)節(jié)。企業(yè)外購件和自制生產(chǎn)件進入自動化倉庫儲存是整個生產(chǎn)的一個環(huán)節(jié)，短時儲存是為了在指定的時間自動輸出到下一道工序進行生產(chǎn)，從而形成一個自動化的物流系統(tǒng)，這是一種“動態(tài)儲存”，也是當今立體倉庫發(fā)展的一個明顯的技術(shù)趨勢。以上所述的物流系統(tǒng)又是整個企業(yè)生產(chǎn)管理大系統(tǒng)（從訂貨、必要的設計和規(guī)劃、計劃編制和生產(chǎn)安排、制造、裝配、試驗、發(fā)運等）的一個子系統(tǒng)，建立物流系統(tǒng)與企業(yè)大系統(tǒng)間的實時連接，是目前立體倉庫發(fā)展的另一個明顯的技術(shù)趨勢?？傊?，立體倉庫的出現(xiàn)與發(fā)展，是與工業(yè)、科技發(fā)展相適應的。現(xiàn)代化大生產(chǎn)，越來越促使工業(yè)生產(chǎn)社會化、專業(yè)化、集中化。生產(chǎn)的高度機械化,自動化必然要求物資的供應分發(fā)及時、迅速、準確。這就促使立體倉庫技術(shù)得到迅速的發(fā)展，并已成為工廠設計中高科技的一個象征。 立體倉庫一般基本由以下部分高層貨架：用于存儲貨物的鋼結(jié)構(gòu)。目前主要有焊接式貨架和組合式貨架兩種基本形式。托盤（貨箱）：用于承載貨物的器具，亦稱工位器具。巷道堆垛機：用于自動存取貨物的設備。按結(jié)構(gòu)形式分為單立柱和雙立柱兩種基本形式；按服務方式分為直道、彎道和轉(zhuǎn)移車三種基本形式。輸送機系統(tǒng)：立體庫的主要外圍設備，負責將貨物運送到堆垛機或從堆垛機將貨物移走。輸送機種類非常多，常見的有輥道輸送機、鏈條輸送機、升降臺、分配車、提升機、皮帶機等。AGV系統(tǒng)即自動導向小車。根據(jù)其導向方式分為感應式導向小車和激光導向小車。自動控制系統(tǒng)：驅(qū)動自動化立體倉庫系統(tǒng)各設備的自動控制系統(tǒng)。目前以采用現(xiàn)場總線方式為控制模式為主。庫存信息管理系統(tǒng)：亦稱中央計算機管理系統(tǒng)。是全自動化立體倉庫系統(tǒng)的核心。目前典型的自動化立體倉庫系統(tǒng)均采用大型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如ORACLE，SYBASE等）構(gòu)筑典型的客戶機/服務器體系，可以與其他系統(tǒng)（如ERP系統(tǒng)等）聯(lián)網(wǎng)或集成。立體倉庫的形式以高層貨架的基本形式為基準可分為整體式倉庫（Building type: Building in rack supported）和分離式倉庫（Unit type: Building is freestanding front rack structure）兩個基本類型。立體倉庫起始于12米以上的高層貨架倉庫，這種倉庫的貨架結(jié)構(gòu)不但用于存放貨物，同時又是倉庫基筑的柱子和倉庫側(cè)壁的支撐，即倉庫建筑與貨架結(jié)構(gòu)成為一個不可分開的整體，故稱整體式倉庫。整體式倉庫具有技術(shù)水平高、投資大和建設周期長等問題，適用于大型企業(yè)和流通中心。相反，貨架結(jié)構(gòu)自成一個單元與建筑無關(guān)的倉庫，則稱分離式倉庫。四、系統(tǒng)的軟件設計（一）系統(tǒng)的總體程序設計 I/0地址分配表I/O地址分配表見附錄。 系統(tǒng)的程序流程圖及程序編制系統(tǒng)的程序流程圖見附錄。系統(tǒng)的整體程序見附錄。接通電源，程序初始化，機構(gòu)復位，X軸、Y軸、Z軸、R軸回零位，設定優(yōu)先存取倉位并逐行掃描倉位。當小車移動到位置1時，光電開關(guān)1閉合，阻擋器工作小車停止移動，檢測光電開關(guān)2是否閉合。當其閉合時表明小車上有貨物，選擇入庫指令。按預設的存儲優(yōu)先級選擇優(yōu)先存儲的倉位，R軸順時針旋轉(zhuǎn)90176。，X、Y軸向位置1移動，驅(qū)動器比較設定坐標值與編碼器值是否相符，實施監(jiān)控。到達位置1后，R軸逆時針旋轉(zhuǎn)90176。，Z軸移動指定位移，Y軸下降，檢測機械手到位后，電磁閥控制氣缸夾緊貨物，Y軸上升，R軸順時針旋轉(zhuǎn)90176。，X、Y軸向位置2移動，驅(qū)動器監(jiān)控比較設定坐標值與編碼器值是否相符。到達位置2后，R軸順時針轉(zhuǎn)90176。，Z軸移動指定位移，Y軸下降，檢測到位后，電磁閥控制氣缸松開貨物，Y軸上升,R軸逆時針轉(zhuǎn)90176。，入庫完成。系統(tǒng)開始循環(huán)，檢測光電開關(guān)1是否閉合，即是否有小車到位，當閉合時，阻擋器阻擋小車移動，當光電開關(guān)2未閉合時，表示車上無貨物，此時執(zhí)行出庫指令。按取貨優(yōu)先級選擇倉位，R軸順時針轉(zhuǎn)90176。，X、Y軸向位置3移動，檢測到位后，R軸順時針轉(zhuǎn)90176。，Z軸移動指定位移，Y軸下降，檢測到位后，電磁閥控制氣缸夾緊貨物，Y軸上升，R軸逆時針轉(zhuǎn)90176。，X、Y軸向位置1移動，檢測到位后，R軸逆時針轉(zhuǎn)90176。，Z軸移動指定位移，Y軸下降，到位后電磁閥控制氣缸松開貨物，Y軸上升，R軸順時針轉(zhuǎn)90176。，出庫完成。系統(tǒng)進入下一個循環(huán)過程。（二）旋轉(zhuǎn)編碼器程序編制編碼器采用增量式編碼器，對編碼器的高速脈沖計數(shù)在cpu226PLC中，、 完成輸入，采用HSC1和HSC2高速計數(shù)器，用模式9，A/B相正交計數(shù)器模式完成編碼器脈沖的計數(shù)。其設置程序如下：LD h:MOVB 16FC, SMB47 //設置控制位：向上計數(shù)；速率1X；已啟用；MOVD +0, SMD48 //載入CVMOVD +0, SMD52 //載入PVHDEF 1, 9 //HSC1；模式9ENI //允許全局中斷HSC 1 //執(zhí)行HSC指令（三）步進電機的控制及程序編制 指令說明脈沖輸出指令（PLC）檢測為脈沖輸出（）設置的特殊存儲器位，然后激活由特殊存儲器位定義的脈沖操作。操作數(shù)：Q常數(shù)（0或1）數(shù)據(jù)類型：字脈沖輸出范圍：形式如圖41所示：圖41 程序形式圖S7200的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。PTO/。，PTO/PWM發(fā)生器控制輸出，在輸出點禁止使用通用功能。映像寄存器的狀態(tài)、輸出強置或立即輸出指令的執(zhí)行都不影響輸出波形。當不使用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。脈沖串（PTO）功能提供方波（50%占空比）輸出，用戶控制周期和脈沖數(shù)。脈沖寬度調(diào)制（PWM）功能提供連續(xù)、變占空比輸出，用戶控制周期和脈沖寬度。每個PTO/PWM發(fā)生器有一個控制字節(jié)，16位無符號的周期時間值和脈寬值各一個，還有一個32位無符號的脈沖計數(shù)值。這些值全部存儲在指定的特殊存儲器中，一旦這引起特殊存儲器的位被置成所示需操作，可通過執(zhí)行脈沖指令（PLC）來調(diào)用這些操作。修改特殊寄存器（SM）區(qū)（包括控制字節(jié)），然后執(zhí)行PLC指令，可以改變PTO或PWM特性。把PTO/PWM控制字節(jié)（）的允許位置為0，并執(zhí)行PLC指令，可以在任何時候禁止PTO或PWM波形的產(chǎn)生。所有的控制字節(jié)、周期、脈沖寬度和脈沖數(shù)的缺省值都是0。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。周期可以用微秒或毫秒為單位指定。周期的范圍是50到65,535微秒，或2到65,535毫秒。如果設定的周期是奇數(shù)，會引起占空比的一些失真。脈沖數(shù)的范圍是：1到4,294,967,295。如果周期時間少于2個時間單位，就把周期缺省地設定為2個時間單位。如果指定脈沖數(shù)為0，就把脈沖數(shù)缺省地設定為1個脈沖。狀態(tài)字節(jié)中的PTO空閑位（）用來指示可編程序脈沖串完成。另外，根據(jù)脈沖串的完成調(diào)用中斷程序（）。如果使用多段操作，根據(jù)包絡表C的完成調(diào)用中斷程序。請見下面的多段管線。PTO功能允許脈沖串排隊。當激活的脈沖串完成時，立即開始新脈沖的輸出。這保證了順序輸出脈沖串的連續(xù)性。有兩種方法完成管線，單段管線和多段管線。（1）單段管線：在單段管線中，需要為下一個脈沖串更新特殊寄存器。一旦啟動了起始PTO段，就必須立即按照第二個波形的要求改變特殊寄存器，并再次執(zhí)行PLS指令。第二個脈沖串的屬性在管線一直保持到第一個脈沖串發(fā)送完成。在管線中一次只能存入一個入口，一旦第一個脈沖串發(fā)送完成，接著輸出第二個波形，管線可以用于新的脈沖串。重復這個過程設定下一個脈沖串的特性：除下面的情況外，脈沖串之間進行平滑轉(zhuǎn)換：1）如果發(fā)生了時間基準的改變。2）如果在利用PLS指令捕捉到新脈沖串前啟動的脈沖串已經(jīng)完成。當管線滿時，如果試圖裝入管線，狀態(tài)寄存器中的PTO溢出位（）將置位。當PLC進入RUN狀態(tài)時，這個初始位化為0。如果要檢測序列的溢出，必須在檢測到溢出后手動清除這個位。（2）多段管線：在多段管線中，CPU自動從V存儲器區(qū)的包絡表中讀出每個脈沖串段的特性。在該模式下，僅使用特殊寄存器區(qū)的控制字節(jié)和狀態(tài)字節(jié)。選擇多段操作，必須裝入包絡表C的起始V存儲器構(gòu)的偏移地址（SMW168或SMW178）。時間基準可以選擇微秒或者毫秒，但是，在包絡表C中的所示有周期值必須使用一個基準，而且當包絡執(zhí)行時，不能改變。多段操作可以用PLS指令啟動。每段的長度是8個字節(jié)，由16位周期、16位周期增量值和32位脈沖計數(shù)值組成。多段PTO操作的另一個特點是按照每個脈沖的個數(shù)自動增減周期的能力。在周期增量區(qū)輸入一個正值將增加周期：輸入一個負值將減小周期；輸入0值將不改變周期。如果在許多脈沖后指定的周期增量值導致非法周期值，會產(chǎn)生一個算術(shù)溢出錯誤，同時停止PTO功能，PLC的輸出變?yōu)橛捎诚窦拇嫫骺刂?。另外，在狀態(tài)字節(jié)中的增量計算錯誤位（）被置為1。如果要人為地終止一個正進行中的PTO包絡，只需要把狀態(tài)字節(jié)中的用戶終止位（）置為1。當PTO包絡執(zhí)行時，當前啟動的段數(shù)目保存在SMB166（或SMB176）中。 多段PTO操作的包絡表格式（3）計算包絡表值