【正文】 在此畢業(yè)之際，我要再一次的想我的老師和同學(xué)，說聲謝謝，感謝你們的關(guān)心及支持。在我寫論文的過程中，有老師的耐心指導(dǎo)，無論從開始的論文開始的資料搜集，到論文的開題，到論文的構(gòu)思各方面，我都得到了老師的教誨和幫助，特別是老師的廣博的學(xué)識、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)和老師謙和的為人都讓人覺得敬佩。自動化立體倉庫的發(fā)展需要我們下更大的功夫去深入研究，可以結(jié)合計算機控制以及現(xiàn)場總線的連接，對倉庫的控制進行實時監(jiān)控，更加凸顯我們的智能化發(fā)展。PLC 具有強大的控制功能。提高了勞動生產(chǎn)率，減低操作人員的勞動強度，采用自動化技術(shù)后，還能較好地適應(yīng)黑暗，低溫，污染，有毒和易爆等特殊場合的物品存儲需要。對于本次設(shè)計的自動化立體倉庫，我國目前已建成自動化立體倉庫 400 多座、立體倉庫 2022 多座。如圖 所示。得到如下圖 當 Z 軸不在原位時，貨臺回縮到位。根據(jù) I/O 的分配選擇 CPU 型號，同時按照 I/O分配表，打開開關(guān)，點擊運行按鈕，對程序進行仿真?？刂泼}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：31 / 4432 / 445. 程序的仿真與調(diào)試 程序的仿真下面簡單介紹一下西門子 S7200 仿真軟件。網(wǎng)絡(luò) 10 是為了避免距離過短而導(dǎo)致錯誤而設(shè)計的。網(wǎng)絡(luò)三將實際需要行走的距離轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)量。（6） 在倉庫的控制中，機械手運行于各個庫位之間，每個庫位的坐標是定位，所以要求系統(tǒng)在絕對系統(tǒng)下工作。使用 ，是指接通了從 STOP 到 RUN 的那個掃描周期。子程序 SBR3 如下所示：24 / 4425 / 4426 / 44（5） 鍵盤裝置掃描檢測及顯示系統(tǒng)的 PLC 程序設(shè)計。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) 914 是控制貨臺前伸到位，準備提貨。出庫的操作順序為：X 軸電動機右行、Y 軸電動機上升→Z 軸電動機前伸→Y 軸電動機上升→Z 軸電動機回縮→X 軸電動機左行、Y 軸電動機下降→Z軸電動機前伸→Y 軸電動機下降→Z 軸電動機回縮→復(fù)位。其中各個庫位的坐標值均可以用 0、 3 號庫位的 X 軸坐標和 10 號庫位的 Y 軸坐標來表示。子程序的入口參數(shù)為指定的庫位號（012），輸出的參數(shù)為庫位的 X 軸和 Y 軸的坐標。子程序 SBR0 如下： 20 / 44（2） 當系統(tǒng)運行過程中達到某個軸的限位時，應(yīng)當停止當前軸的動作。③ 如果被選擇的庫位內(nèi)無貨物時，則該出庫操作不被執(zhí)行。④ 完成入庫操作之后，機械自動返回初始位置。2) 執(zhí)行入庫指令。因此，該立體倉庫系統(tǒng)的運行情況可歸納為：當按下起動按鈕后，允許進行立體倉庫允許的控制。b) 按動“取”按鈕，執(zhí)行取操作。c) 指令完成后，系統(tǒng)自動返回。3) 將功能開關(guān)置于自動位置。系統(tǒng)在機構(gòu)設(shè)計上采用滾珠絲杠、滑軌和普通絲杠作為傳動機構(gòu)。在該立體倉庫控制系統(tǒng)中，考慮到 PLC 和步進電動機驅(qū)動器都要求DC24V 電源，綜合考慮系統(tǒng)的用電量、系統(tǒng)運行的可靠性和系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)整性，我們選用并聯(lián)式開關(guān)穩(wěn)壓電源。在自動控制系統(tǒng)中，小功率直流電動機的應(yīng)用也很廣泛。其中 4 個對射式光電傳感器分別作為 X 軸 Y 軸的限位控制；2 個對射式光電傳感器分別作為 X 軸 Y 軸的到位檢測；如果貨架未到達正確位置，Z 軸電動機將不能運行，以確保當 PLC 程序出錯時也不會損壞設(shè)備；2 個對射式光電傳感器作為 Z 軸的限位控制，此時遮光時輸出晶體管 ON。入光時 ON 的對射式傳感器的電路如圖 所示。經(jīng)多普勒檢測、放大、限幅等措施，最后得到的是和物品移動信號相關(guān)的直流信號輸出電平。所以，采用細分驅(qū)動器只要改變細分數(shù)，就能改變步距角。圖 輸入輸出接口電路（2） 步進電動機驅(qū)動器選擇我們這里采用 SH 系列的步進電機驅(qū)動器，它主要由電源輸入部分、信號輸入部分、信號輸出部分組成。因此，步進電動機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。在該立體倉庫控制系統(tǒng)中，要求步進電動機的電壓低、電流小、有定位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機構(gòu)的定位裝置，所以確定步進電動機采用二相八拍混合式步進電動機。在小步距情況下，通常可以在超低速下高轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定運行，可以不經(jīng)減速器直接驅(qū)動負載。當控制脈沖停止輸入且讓最后一個脈沖控制的繞組繼續(xù)通電時，電機可以保持在固定的位置上，即停在最后一個控制脈沖所控制的角位移的終點位置上。（2） 步進電機的特點a) 位移與輸入脈沖信號的信號數(shù)相對應(yīng)，步距誤差不長期積累，可以組成結(jié)構(gòu)簡單且具有一定精度的開環(huán)控制系統(tǒng)，也可以在需要更高精度時組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。（1） 步進電機的工作原理步進電機是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動機。 步進電動機步進電機是一種由電脈沖控制的特殊同步電動機，它的作用是將脈沖電信號變換為相應(yīng)的角位移或者線位移。I/O 端子排可以很容易地整體拆卸。可連接 7 個擴展模塊，最大擴展至 248 路數(shù)字量 I/O 點，35 路模擬量 I/O 點。五種標準化編程語言：順序功能圖（SFC） 、梯形圖（LD） 、功能模塊圖（FBD ）三種圖形化語言和語句表（IL） 、結(jié)構(gòu)文本（ ST）兩種文本語言。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。通過軟件對 PLC 內(nèi)部的性能和功能進行的診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對 PLC的 CPU 與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行的診斷就是外診斷。根據(jù)本課題所設(shè)計的自動控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。設(shè)計階段，為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，選擇有較高性價比的 PLC、設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。圖 立體倉庫系統(tǒng)控制框圖 電氣原理圖的設(shè)計根據(jù)以上的控制要求，得到如下電氣原理圖：6 / 44圖 PLC 外部接線圖 立體倉庫電氣硬件的介紹與選擇 可編程控制器（PLC）在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計選型。選擇 PLC 是因為它的穩(wěn)定性比單純的使用單片機要穩(wěn)定的多，所能實現(xiàn)的功能也強大的多。按 PLC 編程功能可分為 4 大類：開關(guān)量順序控制、通信功能、模擬量控制、運動控制。當堆垛機平臺移動到貨架的指定位置時，直流電機驅(qū)動貨臺向前伸出可將貨物取出或者送入，當取到貨物貨已送入，則貨臺向后縮回。（4） ．配套齊全，使用方便。（3） 電源部件 電源部件是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電源的裝置，它向PLC 提供所需的高質(zhì)量直流電源。（1） 輸入/輸出模塊 在 PLC 中，CPU 是通過輸入/ 輸出模塊與外界連接的。 論文中機械手可以進行三個維度的變化，就是可以進行前進、后退，上、下，左、右的變化。該系統(tǒng)通過傳感器采集信號，PLC 控制程序，可以實現(xiàn)對步進電機和直流電機較復(fù)雜的速度與位置控制規(guī)模。3. 立體倉庫中智能技術(shù)將會取得應(yīng)用。隨著柔性化的普及，自動化立體倉庫的儲運作業(yè)也將向柔性化發(fā)展。當前 PLC 已經(jīng)成為了電氣自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的核心控制裝置。下面簡單闡述PLC 的發(fā)展背景。(2)采用高層貨架、立體儲存，能有效地利用空間，減少占地面積，降低土地購置費用。因為這類倉庫能充分的利用空間存儲貨物，所以將它稱為立體倉庫。在我們國家，由于市場經(jīng)濟的不斷深入，單純依賴商流而賺取利潤的機會將會變少。本課題的電氣控制主要由西門子公司的 PLC、步進電機驅(qū)動器、步進電動機、直流電動機等器件組成。1 / 44本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計立體倉庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計Design of Warehouse Electrical Control System學(xué) 院 ： 電子工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級 ： 電氣工程及其自動化 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師 ：