【正文】 本文的研究工作是在；李國利老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、研究計劃的制定、技術(shù)路線的選擇到系統(tǒng)的開發(fā)研制，各個方面都離不開李國利老師熱情耐心的幫助和教導(dǎo)。特別要感謝我的指導(dǎo)老師李國利老師給予我很大的幫助。 Automation STEP 7 Micro/WIN SP3， 2005. [12] S7200 :北京理工大學(xué)出版社,2002 [13] ：北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司，2004. [14] 汪志鋒、胡志華、：電子工業(yè)出版社，2007.伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)或國際網(wǎng)絡(luò)的重要的作成部分，將在工業(yè)幾工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。從產(chǎn)品的規(guī)模上來看，會進一步向小型和超小型的方向發(fā)展。通過大量資料的查找，使我不僅熟悉了立體倉庫的組成部分和運動過程，對其中的步進電機，微動開關(guān)，PLC原理及設(shè)計程序等有關(guān)事項有了深刻地認識與學(xué)習(xí)，并從方方面面深刻的體會到了立體倉庫在現(xiàn)代自動化控制系統(tǒng)中的重要性和必要性。我深刻的認識到，要想成為一名合格的工程設(shè)計人員只是掌握本專業(yè)的知識是遠遠不夠的，我們應(yīng)該具有更加淵博的知識，如應(yīng)該對計算機應(yīng)用，市場營銷，外語交流等各個方面能力進行加強。經(jīng)過本次設(shè)計，使我更進一步了解到可編程控制器在現(xiàn)代工業(yè)以及其他行業(yè)中的應(yīng)用，以及它的優(yōu)點，如：成本底、使用范圍廣、高速、便捷、結(jié)構(gòu)靈活等等。單擊繪圖工具箱中的“插入元件”圖標(biāo)，彈出對象元件管理對話框，并從元件庫中選中需要使用的元器件，并在主界面窗口中放好位置。在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)”，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標(biāo)點擊一下，文字輸入完畢。： 設(shè)備管理： 設(shè)備屬性的設(shè)置設(shè)置對象的類型，與實時數(shù)據(jù)庫中定義的變量建立相關(guān)性的連接關(guān)系，作為動畫圖形的驅(qū)動源。此項操作在設(shè)備窗口內(nèi)進行。MCGS還為用戶提供了編程用的功能構(gòu)件（稱之為“腳本程序”功能構(gòu)件），使用簡單的編程語言，編寫工程控制程序。制作動畫顯示畫面：動畫制作分為靜態(tài)圖形設(shè)計和動態(tài)屬性設(shè)置兩個過程。封面窗口和啟動窗口也可等到建立了用戶窗口后，再行建立。 組建MCGS組態(tài)工程的一般過程工程項目系統(tǒng)分析：分析工程項目的系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)要求和工藝流程，弄清系統(tǒng)的控制流程和測控對象的特征，明確監(jiān)控要求和動畫顯示方式，分析工程中的設(shè)備采集及輸出通道與軟件中實時數(shù)據(jù)庫變量的對應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來傳遞數(shù)據(jù)及動畫顯示的。隨著工作的積累，對象元件庫將日益擴大和豐富，組態(tài)工作將會變得越來越簡單方便。利用數(shù)據(jù)庫來保存數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和運行效率，同時，也使其它應(yīng)用軟件系統(tǒng)能直接處理數(shù)據(jù)庫中的存盤數(shù)據(jù)。 支持OLE Automation技術(shù)。l不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨立。MCGS開辟了“策略窗口”，用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的“策略構(gòu)件”，用圖形化的方法構(gòu)造多分支的應(yīng)用程序，實現(xiàn)自由、精確地控制運行流程，按照設(shè)定的條件和順序，操作外部設(shè)備，控制窗口的打開或關(guān)閉，與實時數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換。如：實時曲線構(gòu)件、歷史曲線構(gòu)件、報警顯示構(gòu)件、自由表格構(gòu)件等。用變化大小、改變顏色、明暗閃爍、移動翻轉(zhuǎn)等多種手段，增強畫面的動態(tài)顯示效果。以窗口為單位，構(gòu)造用戶運行系統(tǒng)的圖形界面，使得MCGS的組態(tài)工作既簡單直觀，又靈活多變。各個部件獨立地向?qū)崟r數(shù)據(jù)庫輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的差錯控制。MCGS組態(tài)軟件由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成。另外許多工作則是非實時性的，或稱為非時間關(guān)鍵任務(wù)，如畫面顯示，可在主機運行周期時間內(nèi)插空進行。MCGS為解決工程監(jiān)控問題提供了豐富多樣的手段，從設(shè)備驅(qū)動（數(shù)據(jù)采集）到數(shù)據(jù)處理、報警處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出、曲線顯示等各個環(huán)節(jié)，均有豐富的功能組件和常用圖形庫可供選用，用戶只需根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點，進行方案設(shè)計和組態(tài)配置，即可生成用戶應(yīng)用軟件系統(tǒng)。 概念簡單，易于理解和使用。MCGS工控組態(tài)軟件的功能和特點可歸納如下：lBCD碼常用于輸入輸出設(shè)備，例如撥碼開關(guān)輸入的是BCD碼，送給七段顯示器的數(shù)字也是BCD碼。指令的操作數(shù)Q=0或1。特殊存儲器SMB67為PTO/PWM寄存器，PTO/PWM寄存器（SMB66SMB85）用于控制和監(jiān)視脈沖輸出（PTO）和脈寬調(diào)制（PWM）功能。特殊寄存器用于CPU與用戶之間交換信息。STEP7Micro/： STEP7Micro/WIN軟件的啟動界面STEP7Micro/WIN軟件的工作界面[11]： PLC編程軟件的工作界面 立體倉庫的流程圖及程序。STEP7Micro/WIN的用戶程序結(jié)構(gòu)簡單清晰，既可以通過一個主程序調(diào)用子程序，在中斷事件出現(xiàn)時調(diào)用中斷程序，還可以通過數(shù)據(jù)塊進行變量的初始化設(shè)置。 微動開關(guān)原理圖 PLC的介紹本自動化立體倉庫系統(tǒng)所用的可編程控制器是由德國西門子公司生產(chǎn)的SIEMENS S7200系列CPU226CN機型，24VDC電源，24個輸入/16個快速輸出，型號為6ES72162AD230XB8。 反射式傳感器的時間圖和輸出回路圖它有三根連接線(紅、藍、黑)，紅色接電源的正極、黑色接電源的負極、藍色為輸出信號，當(dāng)與擋塊接近時輸出電平為低電平，否則為高電平。當(dāng)任一保護發(fā)生時，保護指示燈變亮。在使用時，唯一需要注意的一點是步進電機步距角的改變,這一點將對控制系統(tǒng)所發(fā)出的步進信號的頻率有影響?？梢钥闯?步進電機通過細分驅(qū)動器的驅(qū)動，其步距角變小了，如驅(qū)動器工作在40細分狀態(tài)時，其步距角只為電機固有步距角的十分之一，也就是說：當(dāng)驅(qū)動器工作在不細分的整步狀態(tài)驅(qū)動上例的電機時，控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖，176。工作電源SH2H057二相或四相混合式二相八拍一組直流DC(24V40V) 步進電機驅(qū)動器接線示意圖對于兩相步進電機,細分后電機的步距角等于電機的整步步距角除以細分數(shù)，例如細分數(shù)設(shè)定為176。本系統(tǒng)所使用的步進電機驅(qū)動器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：如要通知系統(tǒng)，就要用到‘報警輸出信號’。初相位信號是指步進電機每次運行到初相位期間，此信號就輸出為高電平，否則為低電平。它們在驅(qū)動器內(nèi)部的接口電路都相同。為了驅(qū)動步進電動機，必須由一個決定電動機速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器（在該立體倉庫控制系統(tǒng)中采用PLC作脈沖發(fā)生器進行位置控制）、一個使電動機繞組電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器、一個保證電動機正常運行的功率放大器，以及一個直流功率電源等組成一個驅(qū)動系統(tǒng)。型號：42BYG250C。⑥、步進電動機的主要缺點是效率較低,并且需要配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動電源。12金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第3章 相關(guān)設(shè)備的介紹 3 相關(guān)設(shè)備的介紹 步進電機的介紹①、步進電動機是一種作為控制用的特種電機，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運行的，其特點是沒有積累誤差(精度為100％)，所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)[4] PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備 i)編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編寫程序、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。 電源模塊 內(nèi)存除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。 I/O模塊 PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令，但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。組合式（模塊式）PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。其中國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。 傳感器的工作原理（1）反射式傳感器的工作原理：當(dāng)物體相對于傳感器移動時，反射回來的信號與原先的信號相比較，產(chǎn)生頻移，集成電路再把微弱的頻移信號進行放大，再經(jīng)多普勒檢測、放大、限幅等措施，最后取得和物體移動信號相關(guān)的直流信號輸出電平。通俗的講就是：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（步進角）。因此，改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進電動機轉(zhuǎn)子機械位移的大??；改變輸入脈沖的通電相序，就能控制步進電動機轉(zhuǎn)子機械位移的方向，實現(xiàn)位置的控制。機械部分采用滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機械元件組成，采用步進電機、直流電機作為拖動元件。如前所述，自動化物流系統(tǒng)在最大限度利用空間，最大限度地滿足生產(chǎn)要求，減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率，加強生產(chǎn)和物資管理，減少庫存積壓資金等方面具有無可比擬的優(yōu)勢，這正是一個現(xiàn)代化企業(yè)所要求的和追求的。這就要求生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)緊密相連，成為一個有機整體。這樣庫存積壓就成為一個較大的問題。 加快貨物的存取節(jié)奏，減輕勞動強度，提高生產(chǎn)效率 建立以自動化立體倉庫為中心的物流系統(tǒng)，其優(yōu)越性還表現(xiàn)在自動化高架庫具有的快速的入出庫能力，能快速妥善地將貨物存入高架庫中（入庫），也能快速及時并自動地將生產(chǎn)所需零部件和原材料送達生產(chǎn)線。這是相當(dāng)可觀的。在西方有些發(fā)達國家，提高空間利用率的觀點已有更廣泛深刻的含義，節(jié)約土地，已與節(jié)約能源、環(huán)境保護等更多的方面聯(lián)系起來。2)從立體倉庫的基本結(jié)構(gòu)和所實現(xiàn)的功能入手，通過分析對I/O地址的分配和利用PLC進行較復(fù)雜的位置控制及時序邏輯控制的要求，再根據(jù)實際應(yīng)用的情形進行PLC程序的編制與調(diào)試，以達到對自動化立體倉庫所要求實現(xiàn)的功能。 設(shè)計內(nèi)容及思路此系統(tǒng)實現(xiàn)的功能主要有：取（由零位出發(fā)到指定倉位號取貨并送到入貨臺）；送（到零位取貨并送入指定倉位號）等功能，在執(zhí)行完任務(wù)后自動返回到零位等待下一指令。比如： 昆明船舶設(shè)備有限公司和北京自動化研究所， 他們一方面習(xí)吸收國外先進技術(shù)， 一方面立足自身發(fā)展， 獲得了相當(dāng)完整的自動化立體倉庫技術(shù)體系。因此，國內(nèi)企業(yè)與國外企業(yè)對物流投入的迫切感不一樣，國內(nèi)企業(yè)可能比較實際， 如果要花幾十萬上這個設(shè)備，而且以后還要不斷地在維修、燃料、零部件更換中不斷投入， 還不如干脆多請幾個人來操作。截至目前， 國內(nèi)使用立體化倉庫的企業(yè)還不是十分的普及。80年代中期起，我國先后在無錫、湖北和大連等地出現(xiàn)多座利用微機控制巷道堆垛機的自動化倉庫。以斯曼霍夫為代表的研究員們編寫了自動化倉庫的設(shè)計手冊，詳細講解了設(shè)計中的公式和經(jīng)驗。自動化立體倉庫以其占地面積少, 差錯少, 節(jié)省人力等優(yōu)點, 大大提升了航空