基于plc的自動化倉儲控制系統(tǒng)設計與研究畢業(yè)設計(編輯修改稿)
2025-07-21 22:17 本頁面
【文章內容簡介】 庫的硬件設計 系統(tǒng)結構本設計的控制對象可分為三個控制區(qū)域，即傳送帶、機械手及立體倉庫。 傳送帶輸送機控制本系統(tǒng)中共有二臺輥道輸送帶，其傳動采用交流變頻調速系統(tǒng)控制，可進行速度調節(jié)設定及正、反轉控制。每臺輸送機可由安裝在其上面的光電開關根據(jù)程序設計自動控制啟/停及正/反轉，完成貨物送入、取出動作。在實驗臺的按鈕板上有一些轉換開關和按鈕，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光式；第二，采用變調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；帶有容易調整的光軸標識；帶有便于調整，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。還可以通過調節(jié)靈敏度調節(jié) VR 調節(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四川理工學院本科畢業(yè)設計11能力，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，能驅動步進電機。同時，步進電機和步進驅動器共同組成步進驅動模塊。CPU226 外設接線圖如下：圖 37 CPU226 外圍典型接線圖 立體倉庫驅動設計 步進電動機步進電動機是用專門的步進驅動器驅動，而非直接通過 PLC 驅動，連接步進電機和步進驅動器，PLC 只需向步進驅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
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