【正文】 sfH? 由要求的速度可求出運(yùn)行的頻率： / 2022 / ( 60 ) 3333f V L H Z? ? ? ? 可知需要加減速的驅(qū)動(dòng)方式。 齒輪比： 0 0 03 6 0 / 0 .0 0 7 5 3 6 0 / ( 1 .8 0 .0 1 ) 1 5 0bGL??? ? ? ? ? 換算到電機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 ( ) / 2lT G L T F ??? ? ? 150 ( 5 ) / ( )? ? ? ? ? cm?? 對首次設(shè)計(jì)的裝置來講，所選用的電動(dòng)機(jī)通常留有 2～ 3 倍的余量，所以電機(jī)轉(zhuǎn)矩 3 3 T k g c m N M? ? ? ? ? ? ? 根據(jù)以上的計(jì)算，在該立體倉庫控制系統(tǒng)中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用 北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 2 相 8 拍混合式步進(jìn)電機(jī)，它的主要特點(diǎn)：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。型號： 42BYGHl01。電氣原理圖如圖 39 所示?？旖泳€插頭：紅色表示 A 相，藍(lán)色表示 B 相；如果發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向不對時(shí)可以將 A 相或 B 相中的兩條線對調(diào)。 圖 39 步進(jìn)電機(jī)的出線圈 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 共 57 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 步進(jìn)電機(jī)的電氣技術(shù)數(shù)據(jù) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇 （ 1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸入輸出信號介紹 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行需要有電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這種裝置就是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器。控制系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)脈沖信號，通過驅(qū)動(dòng)器就使得步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，也就是說，它把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。 所有型號驅(qū)動(dòng)器的輸入信號都相同，它們是步進(jìn)脈沖信號 CP、方向電平信號DIR、脫機(jī)信號 FREE（此端為低電平有效時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于無轉(zhuǎn)矩 狀態(tài)；此端為高電平或懸空不接時(shí)，此功能無效，電動(dòng)機(jī)可以正常運(yùn)行）。它們在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的接口電路都相同如圖 310 所示。該立體倉庫中，由于提供的電平為 24V，而輸入部分的電平為 5V，所以需要外部另加 。 圖 310 輸入輸出接口電路 （ 2）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器選擇 我們這里采用 SH 系列的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，它主要由電源輸入部分、信號輸入部分、信號輸出部分組成。 （ 3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分?jǐn)?shù)和電動(dòng)機(jī)電流設(shè)定 SH 系列驅(qū)動(dòng)器是靠驅(qū)動(dòng)器上的撥位開關(guān)來設(shè)定細(xì)分?jǐn)?shù)的，只需根據(jù)面板上的提示進(jìn)行設(shè)定即可。對于兩 相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，細(xì)分后電動(dòng)機(jī)的步距角等于電動(dòng)機(jī)整步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)。細(xì)分后完全消除了電動(dòng)機(jī)的低頻振蕩，而且提高了電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)的分辨率。所以，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器只要改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就能改變步距角。 （ 4）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器電源接口 電機(jī)型號 相數(shù) 步距角 相電流 驅(qū)動(dòng)電壓 額定轉(zhuǎn)矩 重量 42BYGH101 2 DC24V M XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 共 57 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 對于超小型驅(qū)動(dòng)器，采用一組 DC 24~40V 供電。因?yàn)?PLC 需要采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電，所以該立體倉庫中應(yīng)該選用開關(guān)式穩(wěn)壓電源。 （ 5）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器選型 我采用 SH 系列步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，型號為 SH2H057。主要由電源輸入部分、信號輸入部分、輸出部分組成。 SH2H057 步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用鑄鋁結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于小功率驅(qū)動(dòng)器 ,這種結(jié)構(gòu)為封閉的超小型結(jié)構(gòu)，本身不帶風(fēng)機(jī)，其外殼即為散熱體，所以使用時(shí)要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機(jī)柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導(dǎo)熱硅脂，在其旁邊加一個(gè)風(fēng)機(jī)也是一種較好的散熱辦法。此步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為： 表 32 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù) 驅(qū)動(dòng)器型號 相數(shù) 類別 細(xì)分?jǐn)?shù) 通過撥位 開關(guān)設(shè)定 最大 相電流 開關(guān)設(shè)定 工作電源 SH2H057 二相或四相 混合式 二相八拍 一組直流 DC(24V40V) （ 6） 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖見圖 311 圖 311 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 共 57 頁 第 19 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 傳感器的選擇 在該立體倉庫中采用歐姆龍 EESPY402 凹槽型、反射型接插件式傳感器作貨物檢測，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周圍外來光干擾的變調(diào)光式；采用變調(diào)光式，與直流光式比，不易受外來光干擾的影響；電源電壓為 DC524V 的大量程電壓輸出型；帶有容易調(diào)整的光軸標(biāo)識(shí)；帶有便于調(diào)整，動(dòng)作確認(rèn)的入光顯示燈；反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖如圖 312 所示。 圖 312 反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖 它有三根連接線 (紅、藍(lán)、黑 )，紅色接電源的正極、黑色接電源的負(fù)極、藍(lán)色為輸出信號，當(dāng)與擋塊接近時(shí)輸出電平為低電平，否則為高電平。需要注意檢測距離不要離傳感器太近，否則傳感器不能動(dòng)作；連接是采用接插件方式，千萬不要對端子 (讀出頭 )進(jìn)行焊接。此傳感器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為 : 表 33 傳感器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù) 型 號 EESPY402 形 狀 立式 檢測方式 反射型 檢測距離 5mm(反射率 90﹪ 1515mm) 應(yīng)差距離 (檢測距離 3mm,橫 方向 ) 光源 (發(fā)光波長 ) GaAs～紅外發(fā)光二級管 (940nm) 顯示燈 入光時(shí)燈亮 (紅 ) 電源電壓 DC5～ 24V177。10﹪ 脈動(dòng) (pp)5﹪以下 消耗電流 平均值 15mA 以上 50mA 以下 控制輸出 NPN 電壓輸出 負(fù)載電源電壓 DC5～ 24V 負(fù)載電流 80mA 以下 殘留電壓 以下 (負(fù)載電流 80mA 時(shí) ) XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 共 57 頁 第 20 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 殘留電壓 以下 (負(fù)載電流 10mA 時(shí) ) 應(yīng)答頻率 100HZ 使用環(huán)境照度 受光面照度 白熾燈 太陽光：各 3， 000 X 以下 環(huán) 境溫度 動(dòng)作時(shí)： 10 ～ +55176。C 保存時(shí) 25 ～ +65176。 C ( 不 結(jié) 冰 ) 環(huán)境濕度 動(dòng)作時(shí)： 5～ 85﹪ RH 保存時(shí) 5～ 95﹪ RH (不結(jié)露 ) 耐久振動(dòng) 10～ 55HZ 上下振幅 XYZ 各方向 2h 耐久沖擊 2500 /ms X、 Y、 Z 各方向三次 保護(hù)構(gòu)造 IEC 規(guī)格 IP50 連接方式 接插件式 (不可進(jìn)行軟釬焊 ) 質(zhì)量 約 g 外殼材質(zhì) 聚碳酸酯 (PC) 微動(dòng)開關(guān)的選擇 在該立體倉庫控 制系統(tǒng)中共有 13 個(gè)倉位（四層十二個(gè)倉位加 0 號倉位）分別采用 13 只微動(dòng)開關(guān)作為貨物檢測，當(dāng)有貨物時(shí)相應(yīng)開關(guān)動(dòng)作，其信號對應(yīng) PLC 的輸入點(diǎn)是 I22I36；另外為保險(xiǎn)起見，在 X 軸的左限位和 Y 軸的下限位處還分別加裝了 1只微動(dòng)開關(guān)作限位保護(hù)，以確保立體倉庫在程序出錯(cuò)時(shí)不損壞；微動(dòng)開關(guān)原理圖如圖313 所示。 圖 313 微動(dòng)開關(guān)原理圖 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(dòng)寬范圍的輸入電壓，具有完備的過電壓過電流保護(hù)功能，內(nèi)置輸入 EMI 濾波器，具有較高的抗干 擾能力 。 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 共 57 頁 第 21 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 在該立體倉庫控制系統(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)式開關(guān)穩(wěn)壓電源。 PLC 輸入輸出分配表 根據(jù)系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)的 I/O 分配見下表所示 表 34 PLC 輸入輸出分配表 I0 啟 動(dòng) I24 檢驗(yàn) 2 號倉庫 Q0 前 進(jìn) I1 手動(dòng) /自動(dòng) I25 檢驗(yàn) 3 號倉庫 Q1 后 退 I2 取 出 I26 檢驗(yàn) 4 號倉庫 Q2 向 上 I3 送 進(jìn) I27 檢驗(yàn) 5 號倉庫 Q3 向 下 I4 取 消 I30 檢驗(yàn) 6 號倉庫 Q4 送 進(jìn) I5 急 停 I31 檢驗(yàn) 7 號倉庫 Q5 取 出 I6 1 號倉庫的鍵 I32 檢驗(yàn) 8 號倉庫 Q6 顯示取出 I7 2 號倉庫的鍵 I33 檢驗(yàn) 9 號倉庫 Q7 顯示送進(jìn) I10 3 號倉庫的鍵 I34 檢驗(yàn) 10 號倉庫 Q10 顯示操作錯(cuò)誤 I11 4 號倉庫的鍵 I35 檢驗(yàn) 11 號倉庫 Q11 顯示 1 號倉庫 I12 5 號倉庫的鍵 I36 檢驗(yàn) 12 號倉庫 Q12 顯示 2 號倉庫 I13 6 號倉庫的鍵 I37 前 進(jìn)限制 Q13 顯示 3 號倉庫 I14 7 號倉庫的鍵 I40 后退限制 Q14 顯示 4 號倉庫 I15 8 號倉庫的鍵 I41 后退超過 Q15 顯示 5 號倉庫 I16 9 號倉庫的鍵 I42 向上限制 Q16 顯示 6 號倉庫 I17 10 號倉庫的鍵 I43 向下限制 Q17 顯示 7 號倉庫 I20 11 號倉庫的鍵 I44 向下超過 Q20 顯示 8 號倉庫 I21 12 號倉庫的鍵 I45 前進(jìn)限制 Q21 顯示 9 號倉庫 I22 檢驗(yàn) 0 號倉庫 I46 取出限制 Q22 顯示 10 號倉庫 I23 檢驗(yàn) 1 號倉庫 I47 取出超過 Q23 顯示 11 號倉庫 Q24 顯示 12 號倉庫 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 共 57 頁 第 22 頁 ┊ ┊