【導(dǎo)讀】指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重。要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。許他人依法合理使用。200W的單相交流異步電動機(jī)和二相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動；通過變頻器控制，步進(jìn)電機(jī)由步進(jìn)驅(qū)動模塊進(jìn)行自動控制。1．變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計；2．各部分環(huán)節(jié)的工作原理及調(diào)試故障分析及排除方法；在現(xiàn)代的物流倉儲系統(tǒng)中，自動化立體倉庫應(yīng)用日益廣泛。提高碼垛機(jī)的性能，本文采用了轉(zhuǎn)速、位置反饋的雙閉環(huán)控制，以滿足系統(tǒng)的調(diào)速要求。系統(tǒng)的水平認(rèn)址采用激光測距傳感器定位，垂直認(rèn)址采用光電開關(guān)和認(rèn)址片組合定位。貨叉伸叉系統(tǒng)由S7-226PLC通過步進(jìn)電動。機(jī)驅(qū)動器SH-20403控制二相混合式步進(jìn)電動機(jī)。自動化立體倉庫又稱為自動存儲/檢索系統(tǒng)（AutomatedStorage. 目前，立體倉庫最大高度能達(dá)到40多米，最大庫

　　

【正文】 程序流程圖如圖 所示。當(dāng)按下歸位按鈕超過 3s 碼跺機(jī)開始在水平與垂直兩個方向同時以中速返回原位。當(dāng)碼跺機(jī)經(jīng)過強(qiáng)制限速點時，強(qiáng)制為低 速，直到運(yùn)動到原位停止。到達(dá)原位后，復(fù)位計數(shù)器；當(dāng)水平與垂直兩個方向均到達(dá)原位后，歸位動作完成。若重新啟動被按下超過 3s，系統(tǒng)會執(zhí)行初始化程序，對系統(tǒng)的各個內(nèi)存區(qū)及自由端口進(jìn)行重新定義，同時，系統(tǒng)會啟動返回原位程序，以重新設(shè)定計數(shù)器的當(dāng)前值；若不需要碼跺機(jī)歸位，則可以再松開重新啟動按鈕后，再短按一次重新啟動按鈕 (小于 3s)，就可停止系統(tǒng)回歸原位。 N Y Y N N Y 圖 復(fù)位程序流程圖 自 動方式下的碼垛機(jī)運(yùn)行控制 歸位按鈕按下 重啟信號 計時時間到？ 重啟信號定時到？ 返回原位 到達(dá)原位 /重啟按鈕按下？ 結(jié)束 啟動初化、歸位程序 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 24 碼垛機(jī)執(zhí)行自動入庫作業(yè)的初始條件為碼垛機(jī)位于入庫口，升降臺位于最下位置，入庫臺車在碼垛機(jī)前進(jìn)方向的右邊，車上有貨物，碼垛機(jī)貨叉上無貨物。操作開始先在上位機(jī)的監(jiān)控界面上輸入待入庫目標(biāo)貨位的列、層數(shù)，選擇入庫動作，然后按下運(yùn)行鍵，系統(tǒng)開始執(zhí)行入庫作業(yè)。于是碼垛機(jī)向入庫口的貨位伸叉 ,伸叉到位后貨叉向上托起，托到貨物后碼垛機(jī)收叉，然后貨叉托著貨物回到貨叉中位，貨叉停止，載著貨物的碼垛機(jī)向目的貨位移動，到達(dá)目的貨位之后檢測目標(biāo)貨位是否有貨，如無貨碼垛機(jī)向入庫目標(biāo)貨位伸叉，伸叉到位后貨叉下降， 將貨物放到貨位上后碼垛機(jī)收叉，然后貨叉回到貨叉中位，貨叉停止，碼垛機(jī)返回到入庫口位置待命，準(zhǔn)備下一次作業(yè)。出庫的作業(yè)順序與入庫的作業(yè)順序類似。 初始化程序設(shè)計 這段程序主要是對所需的計數(shù)器、寄存器進(jìn)行初始化復(fù)位。 網(wǎng)絡(luò) 1 和 2 是對兩個計數(shù)器進(jìn)行復(fù)位，其中計數(shù)器 C2 是對輸入的倉庫號的列數(shù)進(jìn)行計數(shù)， C3 是對輸入倉庫號的層數(shù)進(jìn)行計數(shù)。 網(wǎng)絡(luò) 3 中 VW100,VW102 分別放置輸入的列數(shù)和層數(shù)， VB100 中放置鍵盤的十六進(jìn)制輸入值。 Network 1+0C2CURPVCTU+0CURPVCTUC3Network 2 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 25 運(yùn)行方式選擇程序 當(dāng) 得電時，選擇自動方式，然后調(diào)用自動子程序（ SBR_0） ， 失電時，即選擇了手動運(yùn)行方式，然后調(diào)用手動子程序（ SBR_1） 。 自動控制中的尋址定位 自動控制子程序中的網(wǎng)絡(luò)，采用兩對光電開關(guān)來定位，當(dāng)兩對同時閉合時，說明已經(jīng)到達(dá)所到的列或?qū)印? 網(wǎng)絡(luò) 11， C2 中的計數(shù)脈沖數(shù)和 VW100 中輸入的倉庫的列數(shù)進(jìn)行比較，相等時說明已經(jīng)到達(dá)列，小車停止前進(jìn)，到達(dá)列標(biāo)志 。 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 26 網(wǎng)絡(luò) 12， C3 中的計數(shù)脈沖數(shù)和 VW102 中輸入的倉庫的層數(shù)進(jìn)行比較，相等時 說明已經(jīng)到達(dá)層，升降臺停止上升，到達(dá)層標(biāo)志 。 網(wǎng)絡(luò) 13 中，當(dāng)列和層都到位時，調(diào)用步進(jìn)電機(jī)子程序，機(jī)械手前伸取 /放貨物。 是取 /放完成標(biāo)志，當(dāng)取放完成時，手臂縮回（如網(wǎng)絡(luò) 14），并置動作完成標(biāo)志 。 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 27 手動方式下的碼垛機(jī)運(yùn)行控制 手動控制中的尋址定位 手動控制子程序中，手動運(yùn)動時經(jīng)過每一列或?qū)訒r指示燈都會亮（網(wǎng)絡(luò) 1中 \ 分別接層 /列顯示燈），燈亮后才可以伸縮機(jī)械手臂（見網(wǎng)絡(luò) 2 中）。 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 28 手動方式下的貨叉運(yùn) 行控制 手動方式下貨叉的運(yùn)行控制是分步進(jìn)行的，貨叉的任何兩個動作均不聯(lián)動。程序流程圖如 所示。 手動狀態(tài)堆垛機(jī)到位且允許貨叉動作 ？控制按鈕被按下 ？貨叉動作貨叉動作到位 ？貨叉動作結(jié)束YNYNNY 圖 手動方式貨叉運(yùn)行程序圖 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 29 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動程序 將 1685 送給 SMB67 是設(shè)置 PTO 的控制字節(jié)，選擇 PTO 方式，時基為 1us。然后設(shè)置周期為 50us,脈沖數(shù)為 70000 個。 當(dāng)動作完成時，完成標(biāo)志 置 1，然后返回起點。 本章小結(jié)： 本章主要對碼垛機(jī)程序控制進(jìn)行了設(shè)計并介紹了部分動作運(yùn)行 程序圖。用STEP 7Micro／ WIN 32 軟件設(shè)計了 PLC 某些主要功能塊的程序，實現(xiàn)在西門子s7— 200PLC 對碼垛機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)的控制。達(dá)到了提高控制精度與提高運(yùn)行速度的要求。 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 30 第四章 總 結(jié) 碼垛機(jī)是立體倉庫的主要輸送設(shè)備，同時也是提高整個倉庫運(yùn)行效率的關(guān)鍵所在。本文設(shè)計了碼垛機(jī)的電控系統(tǒng)，針對碼垛機(jī)運(yùn)行速度與認(rèn)址精度的要求，圍繞碼垛機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)的性能提升展開一系列的工作。同時本文主要完成了以下幾個方面的內(nèi)容： （ 1）依據(jù)設(shè)計立體倉庫的有關(guān)參數(shù)，對碼垛機(jī)電氣控制的硬件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。采用了激光測距傳感 器在水平方向認(rèn)址，提高了碼垛機(jī)的認(rèn)址精度及行系統(tǒng)的可靠性，為以后運(yùn)行速度的提升奠定了基礎(chǔ)。同時在水平和垂直方向采用閉環(huán)控制方式，實現(xiàn)高速運(yùn)行、換速平穩(wěn)、低速停準(zhǔn)的控制要求。簡單介紹了系統(tǒng)的通信協(xié)議和方式，并設(shè)置了相應(yīng)的安全保護(hù)措施。 （ 2）設(shè)計運(yùn)行了系統(tǒng)在不同工作方式下的控制流程，應(yīng)用 Step7 編程軟件編寫了主要運(yùn)行動作的 PLC 程序。 PLC 的運(yùn)用及其程序的簡化，縮短了系統(tǒng)掃描周期，使碼垛機(jī)的控制運(yùn)行更方便，動作更加簡單、準(zhǔn)確。 但是盡管如此本設(shè)計系統(tǒng)還是存在很多需要改進(jìn)的地方，比如監(jiān)控系統(tǒng)還需要進(jìn)一 步的完善充實，碼垛機(jī)運(yùn)行的速度和位置精度還有待提高，出入庫作業(yè)優(yōu)化調(diào)度方面需要做進(jìn)一步的研究，這些對提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率有非常重要的作用。 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 31 致 謝 借此論文完成之際，謹(jǐn)向給予我悉心指導(dǎo)的 季祥老師致以衷心的感謝！從開始論文題目的確定到設(shè)計內(nèi)容的完善都傾注著季老師的心血。從我進(jìn)入河南工院季老師就一直是我們的任課老師，從專業(yè)基礎(chǔ)課到專業(yè)課、實踐課，每一步都體現(xiàn)著季老師愛崗敬業(yè)、服務(wù)學(xué)生、忠于教學(xué)事業(yè)的精神。同時，季老師扎實的專業(yè)知識和博大的知識量都給我留下了很深的印象。他一絲不茍的治學(xué)態(tài)度和寬 厚的待人作風(fēng)都深深的影響了我，給即將離開大學(xué)步入社會的我樹立了榜樣！ 感謝我的同學(xué)和朋友在論文寫作過程中給予我的支持和幫助，是他們無私的愛和關(guān)懷有效的保證了我項目的進(jìn)度和課題的順利完成。 還要感謝我的父母，是他們的無私支持，使我能夠全身心的投入學(xué)習(xí)和工作中，去除了身上的浮躁情緒，成為一個有責(zé)任心的青年。祝愿他們永遠(yuǎn)健康 ！ 最后祝愿自己在以后的生活和工作中一切順利，在未來的道路上走的更高更遠(yuǎn)！ PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 32 附錄一 碼跺機(jī)水平、垂直運(yùn)動在手動運(yùn)行方式下的操作順序如下圖 所示，按前進(jìn)按鈕，碼跺機(jī) 運(yùn)動到目標(biāo) 。按后退按鈕，碼跺機(jī)后退到庫臺所在列；按上升按鈕，碼跺機(jī)上升到目標(biāo) 。按下降按鈕，碼跺機(jī)下降到庫臺所在層。 手動狀態(tài)貨物確認(rèn)按鈕被按下 ？貨單處理與儲存堆垛機(jī)進(jìn)退按鈕被按下 ？堆垛機(jī)升降按鈕被按下 ？堆垛機(jī)水平運(yùn)動到位 ？堆垛機(jī)垂直運(yùn)動館到位 ？兩個方向均到位 ？結(jié)束NYYNYNYNYNYN 手動狀態(tài)垂直水平方向碼垛機(jī)控制流程圖 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 33 二 初始化接收任務(wù)行 、 列走到位 ？貨架是否有貨 ？上位置向貨格方向伸叉貨物是否歪斜 ？定時到 ？下位置放貨叉回中定時到 ？向地面控制臺發(fā)送任務(wù)完成信息結(jié)束貨物歪斜警報Y貨物有貨警報YNYNNNYYN 碼垛機(jī)入庫流程圖PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 34 參考資料 [1] 陳建明，巫付專，熊軍華等．電氣控制與 PLC 應(yīng)用 [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [2] 孫承志，徐智，張家海，吉順平．西門子 S7200/300/400PLC 基礎(chǔ)與應(yīng)用 技術(shù) [M]． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [3] 馬秀坤 ，石雪濤，馬學(xué)軍 .S7200PLC 與數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)的原理及應(yīng)用 [M]． 北京：國防工業(yè)出版社， 2021 [4] 周興萬．自動化立體倉庫中碼垛機(jī)的位置定位和速度控制 [J]．基礎(chǔ)自動化，1998， 6： 48 [5] 陳曉軍． PLC 控制技術(shù)在立體倉庫碼垛機(jī)中的應(yīng)用 [J]．工業(yè)技術(shù)， 2021，34： 11 [6] 西門子公司． SIMATIC S7200 可編程序控制器系統(tǒng)手冊， 2021 [7] 西門子公司． MICROMASTER 440 變頻器手 冊 [8] 吳麗，梅楊．電氣控制與 PLC 應(yīng)用技術(shù)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [9] 廖常初．可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M]．重慶：重慶大學(xué)出版社， 1998 [10] 熊肖磊．巷道碼垛起重機(jī)的認(rèn)址方式與調(diào)速 [J]，起重運(yùn)輸機(jī)械， 1996， (8) [11] 葛永國．自動化立體倉庫控制系統(tǒng)程序設(shè)計與故障診斷 [D]．天津大學(xué)，202112 [12] 鄭鳳翼，鄭丹丹，趙春江 . 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