【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ； 2 個(gè)對(duì)射式光電傳感器作為 Z 軸的限位控制， 此時(shí) 遮光時(shí)輸出晶體管 ON。 [16] 微動(dòng) 開(kāi)關(guān) 該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中共有 13 個(gè) 庫(kù)位 （四層十二個(gè) 庫(kù)位 加 0 號(hào) 庫(kù)位 ）分別采用 13 個(gè) 微動(dòng)開(kāi)關(guān)作為貨物 的 檢測(cè) 裝置 ，當(dāng)有貨物時(shí)相應(yīng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作 ；為 了 保險(xiǎn)起見(jiàn)，在 X 軸的左限位和 Y 軸的下限位處還 安 裝了 1 個(gè) 微動(dòng)開(kāi)關(guān)作限位保護(hù)，以確保立體倉(cāng)庫(kù)的安全。 直流電動(dòng)機(jī) 立體倉(cāng)庫(kù)采用直流電機(jī)作為 Z 軸的 拖動(dòng)元件。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)性能，且能在寬廣的范圍內(nèi)平滑、均勻 地調(diào)速。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，小功率直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用也很廣泛。 本系統(tǒng)采用的直流電 動(dòng) 機(jī)的輸入電壓為 1224V。 輸入信號(hào)由 PLC 提供，輸入電源由電源模塊提供，輸出信號(hào) 驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)。 并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源 并聯(lián)式開(kāi)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(dòng)寬范圍的輸入電壓，具有完備的過(guò)電壓過(guò)電流保護(hù)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(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中，考慮到 PLC 和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器都要求 DC24V電源，綜合考慮系統(tǒng)的用電量、系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)整性，我們選用并聯(lián)式開(kāi)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(jiàn)下表所示。 第 13 頁(yè) 共 43頁(yè) 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(dòng)機(jī)脈沖信號(hào) D1 矩陣掃描第 2列 Y軸 cp 升降電動(dòng)機(jī)脈沖信號(hào) D2 矩陣掃描第 3列 X軸 DIR 平移電動(dòng)機(jī)方向信號(hào) D3 矩陣掃描第 4列 Y軸 DIR 升降電動(dòng)機(jī)方向信號(hào) 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(diǎn) SQ6(ZLMT+) Z軸限位 Z軸 F 貨物前伸 SN 檢測(cè)貨臺(tái)上是否有貨物 Z軸 R 貨物回縮 SW0 手動(dòng)控制開(kāi)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(diǎn) 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(diǎn) B03 數(shù)碼顯示區(qū)第 3位 第 14 頁(yè) 共 43頁(yè) 4. 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng) 的 電氣設(shè)計(jì) 中 ，電動(dòng)機(jī)主要采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)，分別控制水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)及貨臺(tái)的動(dòng)作 （即 X 軸 Y 軸 Z 軸） 。 傳感器采用對(duì)射式和反射式傳感器以及微動(dòng)開(kāi)關(guān)，用于完成貨物的檢測(cè)和限位保護(hù)等。 系統(tǒng)在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用滾珠絲杠、滑軌和普通絲杠作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)堆垛機(jī)平臺(tái)移動(dòng)到貨 架 的指定位置時(shí)，貨臺(tái)向前伸出可將貨物 取出或取入，當(dāng)取到貨物或貨已經(jīng)送入時(shí)，鏟叉縮回。整個(gè)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(kāi)關(guān)置于自動(dòng)位置 。 4) 執(zhí)行送貨指令。 a) 選擇欲送庫(kù)位號(hào)，按動(dòng)庫(kù)位好對(duì)應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示庫(kù)位號(hào)。 b) 按動(dòng)送指令按鈕，若被選擇的庫(kù)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(dòng)返回。 d) 如果執(zhí)行送入指令前，載貨臺(tái)上沒(méi)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(kù)位 ，按動(dòng) 庫(kù)位 號(hào)對(duì)應(yīng)的按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示 庫(kù)位 號(hào)。 b) 按動(dòng)“取”按鈕，執(zhí)行取操作。如果載貨臺(tái)上有貨物，則 取指令不被執(zhí)行。 c) 指令完成后，系統(tǒng)自動(dòng)返回。 d) 如執(zhí)行取出指令前，被選 庫(kù)位 無(wú)貨物，則取指令不被執(zhí)行。 因此，該立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況可歸納為：當(dāng)按下起動(dòng)按鈕后，允許進(jìn)行立體倉(cāng)庫(kù)允許的控制。在正常的情況下，按下某一 庫(kù)位 的按鈕以及“取”或“送”按鈕，系統(tǒng)將進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，此時(shí)控制面板上的數(shù)碼管顯示相應(yīng)的 庫(kù)位 號(hào)。 而 在緊急情況下，按下緊急按鈕，貨物送回原來(lái)的位置，只有當(dāng)故障排除 之后，才能重新運(yùn)行。 第 15 頁(yè) 共 43頁(yè) 圖 系統(tǒng)流程圖 第 16 頁(yè) 共 43頁(yè) 系統(tǒng) 程序 的設(shè)計(jì) 1. 系統(tǒng)的控制要求： 1) 當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于自動(dòng)位置時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位到初始位置，各個(gè)軸回到 原點(diǎn)。 2) 執(zhí)行入庫(kù)指令。 ① 選擇欲入庫(kù)的 庫(kù)位 號(hào)，按動(dòng) 庫(kù)位 號(hào)對(duì)應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示庫(kù)位 號(hào)。 ② 按動(dòng) K8 按鈕，起動(dòng)入庫(kù)操作，當(dāng)載貨臺(tái)有貨物時(shí)，起重機(jī)自動(dòng)將貨物送到指定的 庫(kù)位 。 ③ 若被選擇 庫(kù)位 內(nèi)已有貨物時(shí)，則該入庫(kù)操作不被執(zhí)行。 ④ 完成入庫(kù)操作之后，機(jī)械自動(dòng)返回初始位置。 ⑤ 載貨臺(tái)若無(wú) 貨物 ，則下一個(gè)入庫(kù)操作 將 不被執(zhí)行。 3) 執(zhí)行出庫(kù)指令 ① 選擇 要 出庫(kù)的 庫(kù)位 號(hào)，按動(dòng) 庫(kù)位 號(hào)對(duì)應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示庫(kù)位 號(hào)。 ② 按動(dòng) K8 按鈕，當(dāng)載貨臺(tái)上有貨物時(shí)，起重機(jī)不執(zhí)行任何操作。 ③ 如果 被選擇 的 庫(kù)位 內(nèi)無(wú)貨物時(shí)，則該出庫(kù)操作不被執(zhí)行。 ④ 當(dāng) 按下 K8 按鈕時(shí)，載物臺(tái)上 沒(méi)有 貨物，且該 庫(kù)位 內(nèi)有貨物時(shí)，起重機(jī)自動(dòng)將貨物從指定的 庫(kù)位 轉(zhuǎn)移到載貨臺(tái)上。 ⑤ 完成出庫(kù)操作后，機(jī)械 手 自動(dòng)返回到初始位置 。 2. 程序設(shè)計(jì)如下： 主程序如下： 第 17 頁(yè) 共 43頁(yè) 第 18 頁(yè) 共 43頁(yè) 第 19 頁(yè) 共 43頁(yè) 3. 各部分程序分析： （ 1） 初始化程序，讓各個(gè)軸回到初始位置。 子 程序 SBR0 如下： 第 20 頁(yè) 共 43頁(yè) （ 2） 當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中達(dá)到某個(gè)軸的限位時(shí)，應(yīng)當(dāng)停止當(dāng)前軸的動(dòng)作 。 子 程序 SBR1 如下： 第 21 頁(yè) 共 43頁(yè) （ 3） 倉(cāng)庫(kù)的 庫(kù)位 坐標(biāo)定位計(jì)算程序設(shè)計(jì) 。 在倉(cāng)庫(kù) 的 管理中，各個(gè)庫(kù)位坐標(biāo)的一個(gè)基本參數(shù)。本程序采用子程序的方法進(jìn)行編寫(xiě)。子程序的入口參數(shù)為指定的庫(kù)位號(hào)（ 012），輸出的 參數(shù)為庫(kù)位的 X 軸和 Y 軸的坐標(biāo)。倉(cāng)庫(kù)的 庫(kù)位 編號(hào) 下圖所示： 圖 倉(cāng)庫(kù)的 庫(kù)位 編號(hào) 子 程序 SBR2 如下所示： 第 22 頁(yè) 共 43頁(yè) 第 23 頁(yè) 共 43頁(yè) 程序中的第一段用來(lái)計(jì)算 0 號(hào)庫(kù)位、 1 號(hào)庫(kù)位、 2 號(hào)庫(kù)位、 3 號(hào)庫(kù)位的 X 軸坐標(biāo)值 。 第二段是用于計(jì)算第 1 號(hào)庫(kù)位、 4 號(hào)庫(kù)位、 7 號(hào)庫(kù)位、 10 號(hào)庫(kù)位的 Y 軸坐標(biāo)。程序中的第三段到第十段中分別計(jì)算各個(gè)庫(kù)位的 X、 Y 軸的坐標(biāo)。其中各個(gè)庫(kù)位的坐標(biāo)值均可以用 0、 3 號(hào)庫(kù)位的 X 軸坐標(biāo)和 10號(hào)庫(kù)位的 Y 軸坐標(biāo)來(lái)表示。最后一段是用于給其他的程序送出坐標(biāo)值。 （ 4） 立體倉(cāng) 庫(kù)的出入庫(kù)控制的程序設(shè)計(jì) 。 入庫(kù)的操作順序?yàn)椋?X 軸電動(dòng)機(jī)右行→ Z 軸電動(dòng)機(jī)前伸→ Y 軸電動(dòng)機(jī)上升→Z 軸電動(dòng)機(jī)回縮→ X 軸電動(dòng)機(jī)右行、 Y 軸電動(dòng)機(jī)上升→ Z 軸電動(dòng)機(jī)前伸→ Y 軸電動(dòng)機(jī)下降→ Z 軸電動(dòng)機(jī)回縮→復(fù)位。 出庫(kù)的操作順序?yàn)椋?X 軸電動(dòng)機(jī)右行、 Y 軸電動(dòng)機(jī)上升→ Z 軸電動(dòng)機(jī)前伸→Y 軸電動(dòng)機(jī)上升→ Z 軸電動(dòng)機(jī)回縮→ X 軸電動(dòng)機(jī)左行、 Y 軸電動(dòng)機(jī)下降→ Z 軸電動(dòng)機(jī) 前伸→ Y 軸電動(dòng)機(jī)下降→ Z 軸電動(dòng)機(jī)回縮→復(fù)位。 程序設(shè)計(jì)時(shí)，可以安排入庫(kù)操作和出庫(kù)操作在一個(gè)程序中，通過(guò)完成順序指令，完成上述的連續(xù)動(dòng)作。 程序中網(wǎng)絡(luò)一是對(duì)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(dá)指定位置準(zhǔn)備取貨。網(wǎng)絡(luò) 914 是控制貨臺(tái)前伸到位，準(zhǔn)備提貨。網(wǎng)絡(luò) 1519 是控制貨臺(tái)的回縮，完成貨物從庫(kù)位到貨臺(tái)的轉(zhuǎn)移。網(wǎng)絡(luò) 2428 是控制起重機(jī)的第二次位移，到達(dá)指定的位置準(zhǔn)備放下貨物。網(wǎng)絡(luò) 2933 是控制貨臺(tái)前伸到位，準(zhǔn)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(tái)到庫(kù)位的轉(zhuǎn)移。網(wǎng)絡(luò) 4450是控制起重機(jī)復(fù)位，使其回到待命的狀態(tài)，準(zhǔn)備下一動(dòng)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(yè) 共 43頁(yè) 第 25 頁(yè) 共 43頁(yè) 第 26 頁(yè) 共 43頁(yè) （ 5） 鍵盤(pán)裝置掃描檢測(cè)及顯示系統(tǒng)的 PLC 程序設(shè)計(jì)。通過(guò)掃描 H0、 HH H3 端口來(lái)判斷當(dāng)前的按鈕的狀態(tài)。當(dāng)按下 K5 時(shí) H1 觸發(fā)， 4 號(hào)輸入信號(hào)有效。子程序 SBR4 如下所示： 程序網(wǎng)絡(luò)一是用來(lái)初始化程序的，對(duì)寄存器進(jìn)行清零。 使用 ，是指接通了從 STOP 到 RUN 的那個(gè)掃描周期。 網(wǎng)絡(luò) 2 中產(chǎn)生周期為 的時(shí)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(hào)傳送至主 程序。 （ 6） 在倉(cāng)庫(kù)的控制中，機(jī)械手運(yùn)行于各個(gè)庫(kù)位之間，每個(gè)庫(kù)位的坐標(biāo)是定位，所以要求系統(tǒng)在絕對(duì)系統(tǒng)下工作。 這樣，通過(guò)輸入不同的庫(kù)位坐 標(biāo)值系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的位置控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)根據(jù)系統(tǒng)提供的脈沖做標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行移動(dòng)，當(dāng)目標(biāo)值大于當(dāng)前值時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)； 反之， 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)目標(biāo)值與當(dāng)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(yè) 共 43頁(yè) 第 28 頁(yè) 共 43頁(yè) 第 29 頁(yè) 共 43頁(yè) 子程序 SBR7 控制脈沖發(fā)生器 PT1 的程序如下： 第 30 頁(yè) 共 43頁(yè) 以脈沖發(fā)生器 1 為例，網(wǎng)絡(luò) 2 中，將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前脈沖存儲(chǔ)于 VD4200中，通過(guò)運(yùn)算得出設(shè)定值與當(dāng)前脈沖值的差值 AC0，即為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的將要行走的路程距離。網(wǎng)絡(luò)三將實(shí)際需要行走的距離轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)量。網(wǎng)絡(luò)四中實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)， 的值為正時(shí)，電動(dòng)機(jī)向左運(yùn)行，同時(shí)將它 所 行走的距離給 AC2。反之，則向右運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò) 9 是用于將數(shù)據(jù)傳送給相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)。網(wǎng)絡(luò) 10 是為了避免距離過(guò)短而導(dǎo)致錯(cuò)誤而設(shè)計(jì)的。當(dāng)恒速區(qū)的脈沖值為負(fù)時(shí)，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(yè) 共 43頁(yè) 第 32 頁(yè) 共 43頁(yè) 5. 程序的 仿真 與調(diào)試 程序的仿真 下面簡(jiǎn)單介