【導(dǎo)讀】得到了大大的提高。與此同時原有的物流和倉儲系統(tǒng)已不能滿足新形勢的要求,綜合物流成本,提高企業(yè)綜合效益便成為目前亟待解決的問題。術(shù)、通信技術(shù)、機電技術(shù)于一體的高效率、大容量存儲機構(gòu)。自動化立體倉庫的出現(xiàn),實現(xiàn)了倉庫功能從單純保管型向綜合。流通型的轉(zhuǎn)變，而且自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流與倉儲系統(tǒng)的重要組成部分，強大，可靠性高，抗干擾能力強，維修方便，易于實現(xiàn)機電一體化。立體倉庫工作環(huán)境和控制系統(tǒng)的要求。。本設(shè)計就是針對那些中小型企業(yè)而設(shè)計的采用三菱FX1N系列PLC作。采用專用鍵盤作為人機接口部件，具有手動和自動操作，可根據(jù)用戶需求。到2020年為止，我國自動化立體倉庫數(shù)量已超過200座。但是國內(nèi)的自動化立體倉庫系統(tǒng)具有一定的局限性，主要以單機為主，使用自動化立體倉庫可以產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。同時，由于使用自動化倉庫，促進企業(yè)的科學(xué)管理，減少了。報警等各項過程的控制。同時將作業(yè)完成情況和設(shè)備狀況實時上報上位調(diào)度管

　　

【正文】 1 0 0 1 1 1 5 6 0110 0 1 1 1 1 1 0 1 6 7 0111 0 0 1 0 0 1 1 1 7 8 1000 0 1 1 1 1 1 1 1 8 9 1001 0 1 1 0 1 1 1 1 9 0 0000 0 0 1 1 1 1 1 1 0 七段燈示意圖 PLC 程序的編制 4 步進電機的選擇與控制 步進電機作為本系統(tǒng)的動力驅(qū)動元件，控制其穩(wěn)定性是至關(guān)重要的本章將具體介紹，三相六拍式步進電機的控制 原理 。 步進電機的介紹及選型 Page 26 26 步進電機主要為本設(shè)計執(zhí)行元件，之所以選擇步進電機就是因為其適用于開環(huán)控制，而且其控制精度較高，在供電電源切斷時，混合式步進電機具有自定位轉(zhuǎn)矩，因此仍能保持原來的位置，同時也是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈 沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度 (稱為“步距角” )，因此，可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的?，F(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應(yīng)式步進電機（ VR）、永磁式步進電機（ PM）、混合式步進電機（ HB）和單相式步進電機等。它的時序為 脈沖正序列為 A→ AB→ B→ BC→ C→ CA,反序列為 CA→ C→BC→ B→ AB→ A。 按照時序循環(huán)輸入就可以通過軟件控制來實現(xiàn)。當(dāng)將時序輸入按照與正轉(zhuǎn)時序相反的順序輸入時，就可以實現(xiàn)步進電機的反轉(zhuǎn) 。 步進電動機驅(qū)動器的工作原理及型號 不管是那一 種類型的步進電機，其運動控制系統(tǒng)都是相似的。均屬于開環(huán)控制系統(tǒng)，一般主要由步進電機運動控制器（本設(shè)計中步進電機運動控制器為PLC）、步進電機驅(qū)動器和步進電機三部分組成。 本設(shè)計步進電機驅(qū)動器主要包括環(huán)形分配器和功率放大器兩部分。其中環(huán)形分配器又稱脈沖分配器，它根據(jù)運行指令按一定的邏輯關(guān)系分配脈沖，通過功率放大器加到步進電機的各相繞組，使步進電機按一定的方式運行；并實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制和定位控制。由于輸出的功率極小，所以脈沖分配器不能直接驅(qū)動步進電機工作，必須通過功率放大器進行放大，才能給步進電機各相繞組提供 足夠的電流。 步進電機運動控制器則是控制系統(tǒng)的核心部分，它根據(jù)控制要求提供給步進電機驅(qū)動控制信號，該控制信號包括脈沖信號、脈沖方向信號、控制方式信號。運動控制器提供給步進電機的驅(qū)動信號是標(biāo)準(zhǔn)的信號，不論哪種驅(qū)動器都接受這樣的標(biāo)準(zhǔn)信號，從而為開放式的控制提供了標(biāo)準(zhǔn)接口。這樣為步進電機設(shè)計的運動控制器就可根據(jù)不同的需要與不同的驅(qū)動器連接使用 [21]。 為了控制的方便，步進電機一般可以有兩種不同的控制模式可供選擇。控制模式就是由控制方式信號來設(shè)置的。一種是方向 /脈沖模式，在這種控制模式下，脈沖信號控制的是步進 電機的運動，脈沖方向信號控制的是步進電機的運動方向 (即正、反轉(zhuǎn) )；另一種是脈沖模式，此時這兩路信號分別控制步進電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)運動，這樣對于某些只需要一個方向運動的應(yīng)用場合，可以省去一路信號，簡化設(shè)計。 步進電機的正反轉(zhuǎn)及速度的 PLC 控制 控制要求 ①步進電機的通電方式為三相六拍（脈沖正序列為 A→ AB→ B→ BC→ C→ CA,青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 27 反序列為 CA→ C→ BC→ B→ AB→ A） ②步進電機的工作方式為手動跟自動 。手動時，按正轉(zhuǎn)按鈕電機每次正轉(zhuǎn)一拍，按反轉(zhuǎn)按鈕，電機每次反轉(zhuǎn)一拍 。自動方式時， 按啟動按鈕，電機連 續(xù)正轉(zhuǎn) ，按反轉(zhuǎn)按鈕，電機連續(xù)反轉(zhuǎn)。按加速按鈕，電機加速，按減速按鈕，電機減速。 I/O 分配表 輸入 說明 輸出 說明 輸入 說明 X0 總開關(guān) Y0 A 相功放電 X3 反轉(zhuǎn)按鈕 X1 手動 /自動開關(guān) Y1 B 相功放電 X4 減速按鈕 X2 正轉(zhuǎn) Y2 C 相功放電 X5 加速按鈕 控制程序 PLC\電機控制 \ 程序說明 ①本程序中采用定時器 T246 為脈沖發(fā)生器，設(shè)定值為 K200～ K1000（即200～ 1000ms），則步進電機可獲得 1～ 5步的變速范圍。 ②當(dāng) X3 為‘ OFF’時，輸出正脈沖序列，步進電機正轉(zhuǎn)。接通總開關(guān) X0，T246 以 D0的預(yù)置值 K500 開始計時，時間到， T246 的常開觸點閉合，執(zhí)行 DECO指令，根據(jù) D1 的數(shù)值，第一次為 0，使 M10 為 ON， Y0輸出 ，步進電機 A相通電 ；D1加 1， T246 自行復(fù)位后又重新開始計時，時間到， T246 常開觸點又接通，執(zhí)行 DECO 指令 ，根據(jù) D1的數(shù)值，（此時為 1）則使 M11 為 ON，使 Y0、 Y1輸出， Page 28 28 步進電機的 A、 B相同時通電； D1 加 1， T246自行復(fù)位后又重新開始計時，時間到， T246 常開觸點又接通，執(zhí)行 DECO 指令，根據(jù) D1的數(shù)值，（此時為 2）則使M12 為 ON，使 Y1輸出，步進電機的 B相通電； D1又加 1， T246 自行復(fù)位后又重新開始計時，時間到， T246 常開觸點又接通，執(zhí)行 DECO 指令，根據(jù) D1 的數(shù)值，（此時為 3）則使 M13 為 ON，使 Y Y2 輸出，步進電機的 B、 C 相同時通電；程序繼續(xù)執(zhí)行， D1 又加 1， T246 自行復(fù)位后又重新開始計時，時間到， T246 常開觸點又接通，執(zhí)行 DECO 指令，根據(jù) D1 的數(shù)值，（此時為 4）則使 M14 為 ON，使 Y2 輸出， 步進電機的 C相通電； D1 再 加 1， T246 自行復(fù)位后又重新開始計時，時間到， T246 常開觸點又接通，執(zhí)行 DECO 指令，根據(jù) D1的數(shù)值，（此時為 5）則使 M15 為 ON，使 Y0、 Y2 輸出，步進電機的 A、 C 相同時通電； 完成脈沖序列的正轉(zhuǎn)輸出要求。當(dāng) M16 為 ON時 ， D1 復(fù)位，重新開始新一輪的脈沖序列的產(chǎn)生，步進電機連續(xù)正向運轉(zhuǎn)。 ③ 當(dāng) X3 為 ON時，輸出反向序列脈沖，步進電機反轉(zhuǎn)。分析方法同上。 ④ 每次按下 減 速按鈕 X4時，每隔 秒（ M8012 的時鐘周期為 100ms）將 D0的當(dāng)前值與 K1000 比較，若 D0﹤ K1000， 則使 D0 增加 1，輸出脈沖頻率降低，電機減速。 ⑤ 每次按下加速按鈕 X5 時，通過 CMP 指令，將 D0 的當(dāng)前值與 K200 比較，只要 D0﹥ K200，則使 D0的數(shù)減小，輸出脈沖頻率增大，電機加速轉(zhuǎn)動。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 29 5 實驗環(huán)節(jié) 實驗?zāi)康呐c實驗要求 根據(jù)實驗室現(xiàn)有設(shè)備進行自動化立體倉庫的控制實驗，完成兩個貨位的取貨與送貨。 實驗設(shè)備 自動化立體倉庫模擬實驗架、直流電機、三菱 FX1N 系列 PLC、三菱專用編程軟件、個人計算機、電源 實驗內(nèi)容 控制要求 將貨物放到送貨臺上后，按啟動按鈕，自 動將貨物送到小車旁邊，由傳感器控制送貨臺停止后，小車接收傳感器脈沖將貨物取入小車內(nèi)，自動放入指定的貨位里，送貨完成后，小車自動回到原來的位置。 當(dāng)要取貨時，小車自動到指定倉位將貨物取出放到出貨臺，同樣由傳感器發(fā)出脈沖，出貨臺將貨物送出。 輸入與輸出點數(shù) 分配 X0 X 軸 1位置 X11 X軸 10 位置 X22 Z 軸 3 位置上限位 X1 X 軸 2位置 X12 X軸 11 位置 X23 Z 軸 3 位置下限位 X2 X 軸 3位置 X13 Y軸前向限位 X24 Z 軸 4 位置上限位 X3 X 軸 4位置 X14 Y軸中向限位 X25 Z 軸 4 位置下限位 X4 X 軸 5位置 X15 Y軸后向限位 X26 Z 軸 5 位置上限位 X5 X 軸 6位置 X16 Z軸 1位置上限位 X27 Z 軸 5 位置下限位 X6 X 軸 7位置 X17 Z軸 1位置下限位 X30 小車處物料檢測 X7 X 軸 8位置 X20 Z軸 2位置上限位 X31 進料出物料檢測 X10 X 軸 8位置 X21 Z軸 2位置下限位 X32 出料處物料檢測 輸出 Y0 沿 X 軸向右 Y3 沿 Y 軸向后 Y6 進料處傳送帶 Y1 沿 X 軸向左 Y4 沿 Z 軸向上 Y7 出料處傳送帶 Y2 沿 Y 軸向前 Y5 沿 Z 軸向下 外部接線 Page 30 30 實驗編程與調(diào)試 立體倉庫實驗 \立體倉庫 .dvp 實驗演示 立體倉庫實驗 \立體倉庫 .mpg 實驗總結(jié) 本系統(tǒng)通過最終調(diào)試表明 本控制系統(tǒng) 能夠較為準(zhǔn)確地完成對貨物的存取功能，而且運行比較靈敏、可靠、。 但同時也暴露出了一系列問題， 在具體應(yīng)用中可以采用半閉環(huán)控制，傳感器采用旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器 安裝在傳動 絲杠軸端，既能判定速度，又能確定位置，比較精確可靠。驅(qū)動采用步進 電機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速可以提高，力矩也較大，靈敏度也高，更接近與實用。 另外在工作臺上安裝機械自鎖，以提高安全。在智能化 上可以提高，在工作臺上安裝接近傳感器，防止工作臺與倉庫、存放貨物 等相撞。增加記憶、邏輯判定、自動存放、自動提取、采用條形碼識別自動執(zhí)行等方式。利用上位機編程青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 31 組態(tài)軟件，來提高控制方式增加數(shù)據(jù)分析等工作能力。