【文章內(nèi)容簡介】 ； 2 個對射式光電傳感器作為 Z 軸的限位控制， 此時 遮光時輸出晶體管 ON。 [16] 微動 開關(guān) 該立體倉庫控制系統(tǒng)中共有 13 個 庫位 （四層十二個 庫位 加 0 號 庫位 ）分別采用 13 個 微動開關(guān)作為貨物 的 檢測 裝置 ，當有貨物時相應(yīng)開關(guān)動作 ；為 了 保險起見，在 X 軸的左限位和 Y 軸的下限位處還 安 裝了 1 個 微動開關(guān)作限位保護，以確保立體倉庫的安全。 直流電動機 立體倉庫采用直流電機作為 Z 軸的 拖動元件。直流電動機具有良好的起動性能，且能在寬廣的范圍內(nèi)平滑、均勻 地調(diào)速。在自動控制系統(tǒng)中，小功率直流電動機的應(yīng)用也很廣泛。 本系統(tǒng)采用的直流電 動 機的輸入電壓為 1224V。 輸入信號由 PLC 提供，輸入電源由電源模塊提供，輸出信號 驅(qū)動直流電動機。 并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源 并聯(lián)式開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出功率大、體積小、重量輕、可靠性高、適應(yīng)變動寬范圍的輸入電壓，具有完備的過電壓過電流保護功能，內(nèi)置輸入 EMI 濾波器，具有較高的抗干擾能力。 在該立體倉庫控制系統(tǒng)中，考慮到 PLC 和步進電動機驅(qū)動器都要求 DC24V電源，綜合考慮系統(tǒng)的用電量、系統(tǒng)運行的可靠性和系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)整性，我們選用并聯(lián)式開關(guān)穩(wěn)壓電源。 PLC輸入輸出分配 根據(jù)系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)的 I/O 分配見下表所示。 第 13 頁 共 43頁 表 系統(tǒng)的 I/O分配 輸入接口 輸出接口 PLC端 單元板端口 注 釋 PLC端 單元板接口 注釋 D0 矩陣掃描第 1列 X軸 cp 平移電動機脈沖信號 D1 矩陣掃描第 2列 Y軸 cp 升降電動機脈沖信號 D2 矩陣掃描第 3列 X軸 DIR 平移電動機方向信號 D3 矩陣掃描第 4列 Y軸 DIR 升降電動機方向信號 D4 矩陣掃描第 5列 H0 矩陣掃描第 1行 D5 矩陣掃描第 6列 H1 矩陣掃描第 2行 D6 矩陣掃描第 7列 H2 矩陣掃描第 3行 D7 矩陣掃描第 8列 H3 矩陣掃描第 4行 SQ5(ZLMT) Z軸原點 SQ6(ZLMT+) Z軸限位 Z軸 F 貨物前伸 SN 檢測貨臺上是否有貨物 Z軸 R 貨物回縮 SW0 手動控制開關(guān) SQ2(XLMT+) X軸限位 B00 數(shù)碼顯示區(qū)第 0位 SQ1(XLMT) X軸原點 B01 數(shù)碼顯示 區(qū)第 1位 SQ4(YLMT+) Y軸限位 B02 數(shù)碼顯示區(qū)第 2位 SQ3(YLMT) Y軸原點 B03 數(shù)碼顯示區(qū)第 3位 第 14 頁 共 43頁 4. 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng) 的 電氣設(shè)計 中 ，電動機主要采用步進電動機和直流電動機，分別控制水平移動、垂直移動及貨臺的動作 （即 X 軸 Y 軸 Z 軸） 。 傳感器采用對射式和反射式傳感器以及微動開關(guān)，用于完成貨物的檢測和限位保護等。 系統(tǒng)在機構(gòu)設(shè)計上采用滾珠絲杠、滑軌和普通絲杠作為傳動機構(gòu)。當堆垛機平臺移動到貨 架 的指定位置時，貨臺向前伸出可將貨物 取出或取入，當取到貨物或貨已經(jīng)送入時，鏟叉縮回。整個系統(tǒng)流程如圖 所示 其工作流程如下： 1) 接通電源。 2) 系統(tǒng)自檢 。 3) 將功能開關(guān)置于自動位置 。 4) 執(zhí)行送貨指令。 a) 選擇欲送庫位號，按動庫位好對應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示庫位號。 b) 按動送指令按鈕，若被選擇的庫位已有貨物，則該指令不被執(zhí)行。 c) 指令完成后，系統(tǒng)自動返回。 d) 如果執(zhí)行送入指令前，載貨臺上沒有貨物，則送指令也不被執(zhí)行。 5) 執(zhí)行取貨 指令。 a) 選擇欲取的 庫位 ，按動 庫位 號對應(yīng)的按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示 庫位 號。 b) 按動“取”按鈕，執(zhí)行取操作。如果載貨臺上有貨物，則 取指令不被執(zhí)行。 c) 指令完成后，系統(tǒng)自動返回。 d) 如執(zhí)行取出指令前，被選 庫位 無貨物，則取指令不被執(zhí)行。 因此，該立體倉庫系統(tǒng)的運行情況可歸納為：當按下起動按鈕后，允許進行立體倉庫允許的控制。在正常的情況下，按下某一 庫位 的按鈕以及“取”或“送”按鈕，系統(tǒng)將進行相應(yīng)的動作，此時控制面板上的數(shù)碼管顯示相應(yīng)的 庫位 號。 而 在緊急情況下，按下緊急按鈕，貨物送回原來的位置，只有當故障排除 之后，才能重新運行。 第 15 頁 共 43頁 圖 系統(tǒng)流程圖 第 16 頁 共 43頁 系統(tǒng) 程序 的設(shè)計 1. 系統(tǒng)的控制要求： 1) 當選擇開關(guān)置于自動位置時，系統(tǒng)復(fù)位到初始位置，各個軸回到 原點。 2) 執(zhí)行入庫指令。 ① 選擇欲入庫的 庫位 號，按動 庫位 號對應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示庫位 號。 ② 按動 K8 按鈕，起動入庫操作，當載貨臺有貨物時，起重機自動將貨物送到指定的 庫位 。 ③ 若被選擇 庫位 內(nèi)已有貨物時，則該入庫操作不被執(zhí)行。 ④ 完成入庫操作之后，機械自動返回初始位置。 ⑤ 載貨臺若無 貨物 ，則下一個入庫操作 將 不被執(zhí)行。 3) 執(zhí)行出庫指令 ① 選擇 要 出庫的 庫位 號，按動 庫位 號對應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示庫位 號。 ② 按動 K8 按鈕，當載貨臺上有貨物時，起重機不執(zhí)行任何操作。 ③ 如果 被選擇 的 庫位 內(nèi)無貨物時，則該出庫操作不被執(zhí)行。 ④ 當 按下 K8 按鈕時，載物臺上 沒有 貨物，且該 庫位 內(nèi)有貨物時，起重機自動將貨物從指定的 庫位 轉(zhuǎn)移到載貨臺上。 ⑤ 完成出庫操作后，機械 手 自動返回到初始位置 。 2. 程序設(shè)計如下： 主程序如下： 第 17 頁 共 43頁 第 18 頁 共 43頁 第 19 頁 共 43頁 3. 各部分程序分析： （ 1） 初始化程序，讓各個軸回到初始位置。 子 程序 SBR0 如下： 第 20 頁 共 43頁 （ 2） 當系統(tǒng)運行過程中達到某個軸的限位時，應(yīng)當停止當前軸的動作 。 子 程序 SBR1 如下： 第 21 頁 共 43頁 （ 3） 倉庫的 庫位 坐標定位計算程序設(shè)計 。 在倉庫 的 管理中，各個庫位坐標的一個基本參數(shù)。本程序采用子程序的方法進行編寫。子程序的入口參數(shù)為指定的庫位號（ 012），輸出的 參數(shù)為庫位的 X 軸和 Y 軸的坐標。倉庫的 庫位 編號 下圖所示： 圖 倉庫的 庫位 編號 子 程序 SBR2 如下所示： 第 22 頁 共 43頁 第 23 頁 共 43頁 程序中的第一段用來計算 0 號庫位、 1 號庫位、 2 號庫位、 3 號庫位的 X 軸坐標值 。 第二段是用于計算第 1 號庫位、 4 號庫位、 7 號庫位、 10 號庫位的 Y 軸坐標。程序中的第三段到第十段中分別計算各個庫位的 X、 Y 軸的坐標。其中各個庫位的坐標值均可以用 0、 3 號庫位的 X 軸坐標和 10號庫位的 Y 軸坐標來表示。最后一段是用于給其他的程序送出坐標值。 （ 4） 立體倉 庫的出入庫控制的程序設(shè)計 。 入庫的操作順序為： X 軸電動機右行→ Z 軸電動機前伸→ Y 軸電動機上升→Z 軸電動機回縮→ X 軸電動機右行、 Y 軸電動機上升→ Z 軸電動機前伸→ Y 軸電動機下降→ Z 軸電動機回縮→復(fù)位。 出庫的操作順序為： X 軸電動機右行、 Y 軸電動機上升→ Z 軸電動機前伸→Y 軸電動機上升→ Z 軸電動機回縮→ X 軸電動機左行、 Y 軸電動機下降→ Z 軸電動機 前伸→ Y 軸電動機下降→ Z 軸電動機回縮→復(fù)位。 程序設(shè)計時，可以安排入庫操作和出庫操作在一個程序中，通過完成順序指令，完成上述的連續(xù)動作。 程序中網(wǎng)絡(luò)一是對程序的初始化以及傳送 Y 軸行走的偏差值。程序中的網(wǎng)絡(luò) 28 是 X、 Y 軸的第一次位移，到達指定位置準備取貨。網(wǎng)絡(luò) 914 是控制貨臺前伸到位，準備提貨。網(wǎng)絡(luò) 1519 是控制貨臺的回縮，完成貨物從庫位到貨臺的轉(zhuǎn)移。網(wǎng)絡(luò) 2428 是控制起重機的第二次位移，到達指定的位置準備放下貨物。網(wǎng)絡(luò) 2933 是控制貨臺前伸到位，準備放物。網(wǎng)絡(luò) 3438 是控制 Y 軸下降，放下貨物到指定的位置。網(wǎng)絡(luò) 3943是送貨回縮，完成從貨臺到庫位的轉(zhuǎn)移。網(wǎng)絡(luò) 4450是控制起重機復(fù)位，使其回到待命的狀態(tài)，準備下一動作。 這里采用的是 PLC中的順序控制。 子 程序 SBR3 如下所示： 第 24 頁 共 43頁 第 25 頁 共 43頁 第 26 頁 共 43頁 （ 5） 鍵盤裝置掃描檢測及顯示系統(tǒng)的 PLC 程序設(shè)計。通過掃描 H0、 HH H3 端口來判斷當前的按鈕的狀態(tài)。當按下 K5 時 H1 觸發(fā)， 4 號輸入信號有效。子程序 SBR4 如下所示： 程序網(wǎng)絡(luò)一是用來初始化程序的，對寄存器進行清零。 使用 ，是指接通了從 STOP 到 RUN 的那個掃描周期。 網(wǎng)絡(luò) 2 中產(chǎn)生周期為 的時序脈沖。網(wǎng)絡(luò)三中用脈沖發(fā)生器掃描輸出端口 ,，接通周期和掃描的周期是一致的。網(wǎng)絡(luò)四將狀態(tài)信號傳送至主 程序。 （ 6） 在倉庫的控制中，機械手運行于各個庫位之間，每個庫位的坐標是定位，所以要求系統(tǒng)在絕對系統(tǒng)下工作。 這樣，通過輸入不同的庫位坐 標值系統(tǒng)下實現(xiàn)系統(tǒng)的位置控制。步進電動機根據(jù)系統(tǒng)提供的脈沖做標準 進行移動，當目標值大于當前值時，步進電動機正轉(zhuǎn)； 反之， 電動機反轉(zhuǎn)；當目標值與當前值相同，則不轉(zhuǎn)。 子程序 SBR5 控制脈沖發(fā)生器 PT0 的程序如下： 第 27 頁 共 43頁 第 28 頁 共 43頁 第 29 頁 共 43頁 子程序 SBR7 控制脈沖發(fā)生器 PT1 的程序如下： 第 30 頁 共 43頁 以脈沖發(fā)生器 1 為例，網(wǎng)絡(luò) 2 中，將步進電動機的當前脈沖存儲于 VD4200中，通過運算得出設(shè)定值與當前脈沖值的差值 AC0，即為步進電動機的將要行走的路程距離。網(wǎng)絡(luò)三將實際需要行走的距離轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)量。網(wǎng)絡(luò)四中實現(xiàn)了步進電動機的正反轉(zhuǎn)， 的值為正時，電動機向左運行，同時將它 所 行走的距離給 AC2。反之，則向右運行。網(wǎng)絡(luò) 9 是用于將數(shù)據(jù)傳送給相應(yīng)的存儲區(qū)。網(wǎng)絡(luò) 10 是為了避免距離過短而導(dǎo)致錯誤而設(shè)計的。當恒速區(qū)的脈沖值為負時，采用單段 PTO 輸出方式，速度恒為 1000HZ。網(wǎng)絡(luò) 11 調(diào)用指令。 （ 7） 控制脈沖發(fā)生器 PT0 和 PT1 停止輸出脈沖。 控制脈沖發(fā)生器 PTO 的子程序 SBR6 和控制脈沖發(fā)生器 PT1 的 子程序 SBR8 分別 如下： 第 31 頁 共 43頁 第 32 頁 共 43頁 5. 程序的 仿真 與調(diào)試 程序的仿真 下面簡單介