【正文】 利用上位機(jī)編程組態(tài)軟件，來提高控制方式增加數(shù)據(jù)分析等工作能力。在智能化 上可以提高，在工作臺(tái)上安裝接近傳感器，防止工作臺(tái)與倉庫、存放貨物 等相撞。驅(qū)動(dòng)采用步進(jìn) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速可以提高，力矩也較大，靈敏度也高，更接近與實(shí)用。 輸入與輸出點(diǎn)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(jìn)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(jìn)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 Confidential Page 30 12/13/2020 30 作者： 30 9:27:41 AM 30 實(shí)驗(yàn)編程與調(diào)試 立體倉庫實(shí)驗(yàn) \立體倉庫 .dvp 實(shí)驗(yàn)演示 立體倉庫實(shí)驗(yàn) \立體倉庫 .mpg 實(shí)驗(yàn)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(yùn)行比較靈敏、可靠、。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 自動(dòng)化立體倉庫模擬實(shí)驗(yàn)架、直流電機(jī)、三菱 FX1N 系列 PLC、三菱專用編程軟件、個(gè)人計(jì)算機(jī)、電源 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 控制要求 將貨物放到送貨臺(tái)上后，按啟動(dòng)按鈕，自動(dòng)將貨物送到小車旁邊，由傳感器控制送貨臺(tái)停止后，小車接收傳感器脈沖將貨物取入小車內(nèi)，自動(dòng)放入指定的貨位里，送貨完成后，小車自動(dòng)回到原來的 位置。 ⑤ 每次按下加速按鈕 X5 時(shí)，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(jī)加速轉(zhuǎn)動(dòng)。分析方法同上。當(dāng) M16 為 ON時(shí) ， D1 復(fù)位，重新開始新一輪的脈沖序列的產(chǎn)生，步進(jìn)電機(jī)連續(xù)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。 ②當(dāng) X3 為‘ OFF’時(shí)，輸出正脈沖序列，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。按加速按鈕，電機(jī)加速，按減速按鈕，電機(jī)減速。手動(dòng)時(shí)，按正轉(zhuǎn)按鈕電機(jī)每次正轉(zhuǎn)一拍，按反轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)每次反轉(zhuǎn)一拍 。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(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，脈沖方向信號控制的是步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向 (即正、反轉(zhuǎn) )；另一種是脈沖模式，此時(shí)這兩路信號分別控制步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣 對于某些只需要一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用場合，可以省去一路信號，簡化設(shè)計(jì)。 為了控制的方便，步進(jìn)電機(jī)一般可以有兩種不同的控制模式可供選擇。運(yùn)動(dòng)控制器提供給步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號是標(biāo)準(zhǔn)的信號，不論哪種驅(qū)動(dòng)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。由于輸出的功率極小，所以脈沖分配器不能直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作，必須通過功率放大器進(jìn)行放大，才能給步進(jìn)電機(jī)各相繞組提供足夠的電流。 本設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器主要包括環(huán)形分配器和功率放大器兩部分。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作原理及型號 不管是那一種類型的步進(jìn)電機(jī)，其運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)都是相似的。 按照時(shí)序循環(huán)輸入就可以通過軟件控制來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（ VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（ PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（ HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。 步進(jìn)電機(jī)的介紹及選型 Confidential Page 26 12/13/2020 26 作者： 26 9:27:41 AM 26 步進(jìn)電機(jī)主要為本設(shè)計(jì)執(zhí)行元件，之所以選擇步進(jìn)電機(jī)就是因?yàn)槠溥m用于開環(huán)控制，而且其控制精度較高，在供電電源切斷時(shí)，混合式步進(jìn)電機(jī)具有自定位轉(zhuǎn)矩，因此仍能保持原來的位置，同時(shí)也是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此 ON/OFF 速度快于 140ms 的輸入信號就不適用與本指令。 其具體用法解釋如下： 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 ⑴使用 矩陣輸入的外部布線圖如下 ： Confidential Page 24 12/13/2020 24 作者： 24 9:27:41 AM 24 詳細(xì)布線圖請點(diǎn)擊下超級鏈接： CAD\矩陣輸入示意圖 .dwg ⑵ S表示連接輸入端的起始號，從該號碼開始算起連續(xù) 8點(diǎn)位矩陣輸入端，本設(shè)計(jì)中指定的為 X50 ⑶ D1則是指定矩陣掃描的起始號碼，配合 n值來決定點(diǎn)數(shù)，本設(shè)計(jì)中起始號為 Y20， n=7 程序在執(zhí)行時(shí)是，順序掃描 Y20～ Y26. ⑷ D2表示讀入結(jié)果的起始號碼，例如本設(shè)計(jì)中用 M10，則代表 M10～ M1M20M～ 2 M30～ M3 M40～ M4 M50～ M5 M60～ M6 M70～ M77。 從設(shè)計(jì)的基本原則出發(fā)，且由于本倉庫系統(tǒng)有庫位 50 個(gè)，要檢測每個(gè)庫位，是否有貨物，若用 50 個(gè)傳感器則必定大大的增加成本，若在軟件中完成檢測，如果每個(gè)倉庫位都分別定義的話，增加 50個(gè)輸入點(diǎn)數(shù)，勢必使 PLC 的成本升高。 本設(shè)計(jì)中 不用它。 ⑶ D0最多容納 9999，超過四位數(shù)時(shí)，最前面的位數(shù)溢出。控制面板上的十個(gè)按鍵就是配合十鍵輸入指令進(jìn)行信息輸入的。 ⑷ 晶體管輸出 PLC的輸出電壓為 ，必須選用合適的數(shù)碼管。 ⑵ 4位數(shù)數(shù)據(jù)送到七段數(shù)碼管必須使用 12次的掃描時(shí)間，傳送完畢時(shí)， M8029觸點(diǎn)閉合。 若用 PLC 直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，需要占用大量的點(diǎn)數(shù)，本設(shè)計(jì)中采用，三菱PLC 的高級應(yīng)用指令 7 段數(shù)碼管掃描應(yīng)用指令。 4 ) 斷電保護(hù) 如載貨臺(tái)升降過程中忽然斷電， 則通過提升 電動(dòng)機(jī)制動(dòng)使載貨臺(tái)停在當(dāng)前位置，不會(huì)掉下來。 3 ) 載貨臺(tái)上還設(shè)有檢測貨又是否回位、貨叉上有無貨物 和貨位中有無貨物的裝置。在貨物進(jìn)入載貨臺(tái)時(shí)，當(dāng)檢測到貨物超過設(shè)定高度、長 度或 寬度時(shí)， 堆垛機(jī)便停止運(yùn)行并報(bào)警。 了保護(hù)人身、設(shè)備和貨物的安全，堆垛機(jī)必須具有完 善的安全保護(hù)措施： 1 ) 堆垛機(jī)在行走、載貨臺(tái)升降和貨又伸縮終端處都設(shè)有 機(jī)械和電氣限位裝置。 8 通過控制面板可以控制步進(jìn)電機(jī)，正反轉(zhuǎn)和加減速。上述自動(dòng)優(yōu)化放貨只對 1～ 6 號倉庫適用。 5 取貨和送貨指令完成后，機(jī)構(gòu)自動(dòng)返回原來位置。如果小車?yán)镉胸浳?，則取貨命令不被執(zhí)行。送貨完成后，小車自動(dòng)返回原來的位置。按送貨按鈕后，貨物自動(dòng)送入指定的倉位號對應(yīng)的倉庫位里。立體倉庫坐標(biāo)定位以零位開 始。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 自動(dòng)化立體倉庫的設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)過程 Confidential Page 16 12/13/2020 16 作者： 16 9:27:41 AM 16 本輸送系統(tǒng)的基本控制要求 1 接通電源，將選擇開關(guān)置于手動(dòng)位置，分別按下↑、↓、←、→后觀察各方向運(yùn)動(dòng)情況，小車在高強(qiáng)度絲杠上運(yùn)行平穩(wěn)，在接近極限位置時(shí)，執(zhí)行限位保護(hù)。貨物存儲(chǔ)系統(tǒng)由立體貨架的貨格 (托盤或貨箱 )組成，貨架按照排、列、層組合而成立體倉庫儲(chǔ)存系統(tǒng)；貨物存取和傳送系統(tǒng)承擔(dān)貨物存取、出入倉庫的功能，它由有軌或無軌堆垛機(jī)、出入庫輸送機(jī)、裝卸機(jī)械等組成；自動(dòng)化立體倉庫視情況不同采取不同的控制方式：有的倉庫只采取對存取堆垛機(jī)、出入庫輸送機(jī)的單臺(tái) PLC 控制，機(jī)與機(jī)無聯(lián)系；有的倉庫對各單臺(tái)機(jī)械進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制。 3 自動(dòng)化立體倉庫的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 立體倉庫的基本組成 Confidential Page 14 12/13/2020 14 作者： 14 9:27:41 AM 14 自動(dòng)化立體倉庫是機(jī)械和電氣、強(qiáng)電控制和弱電控制相結(jié)合的產(chǎn)品。 FX 系列 PLC 型號的含義如下： 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 其中系列名稱：如 0、 0s、 1s、 0N、 1N、 2N 等 單元類型： M— 基本單元 E— 輸入輸出混合擴(kuò)展單元 Ex— 擴(kuò)展輸入模塊 EY— 擴(kuò)展輸出模塊 輸出方式： R— 繼電器輸出 S— 晶閘管輸出 T— 晶體管輸出 特殊品種： D— DC 電源， DC 輸出 Al— AC 電源， AC（ AC100～ 120V）輸入或 AC 輸出模塊 H— 大電流輸出擴(kuò)展模塊 V— 立式端子排的擴(kuò)展模塊 C— 接插口輸入輸出方式 F— 輸入濾波時(shí)間為 1ms的擴(kuò)展模塊 例如 FX2N— 32MT— D表示 FX2N 系列， 32 個(gè) I/O 點(diǎn)基本單位，晶體管輸出，使用直流電源， 24V 直流輸出型。 三菱 FX 系列 PLC 簡介 及型號說明 三菱公司的 FX 系列 PLC 是比較具有代表性的微型 PLC，除具有基本指令表編程以外，還可以采用梯形圖編程及對應(yīng)機(jī)械動(dòng)作流程進(jìn)行順序設(shè)計(jì)的 SFC（ Sequential Function Chart）順序功能圖編程，而且這些程序可以相互轉(zhuǎn)換。 PLC 的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供 CPU、存儲(chǔ)器等所需的直流電，是整個(gè) PLC 的能源供給中心。圖形編程器既可用語句形式編程，又可用梯形圖編程，同時(shí)還能進(jìn)行脫機(jī)編程。 編程器有簡易編程器和圖形編程器兩種。 PLC 還常配置連接各種外圍設(shè)備的接口，可通過電纜實(shí)現(xiàn)串行通信、 EPROM 寫入等功能。 微電腦輸出接口電路一般由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求邏輯電路集成在芯片上， CPU 通過數(shù)據(jù)總線將 輸出信號送到輸出數(shù)據(jù)寄存器中，功率放大電路是為了適應(yīng)工業(yè)控制要求，將微電腦的輸出信號放大。常用執(zhí)行元件有Confidential Page 12 12/13/2020 12 作者： 12 9:27:41 AM 12 接觸器、電磁閥、調(diào)節(jié)閥 (模擬量 )、調(diào)速裝置 (模擬量 )、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等?，F(xiàn)場的輸入信號通過光電耦合后轉(zhuǎn)換為 5V的 TTL 送入輸入數(shù)據(jù)寄存器，再經(jīng)數(shù)據(jù)總線傳送給 CPU。 圖 2 直流輸入接口電路 濾波電路用以消除輸入觸頭的抖動(dòng)，光電耦合電路可防止現(xiàn)場的強(qiáng)電干擾進(jìn)入 PLC。微電腦輸入接口電路一般由寄存器、選通電路和中斷請求邏輯電路組成，這些電路集成在一個(gè)芯片上。 以圖 2 所示的直流輸入接口電路為例， R1 是限流與分壓電阻， R2 與 C 構(gòu)成濾波電路，濾波后 的輸入信號經(jīng)光耦合器 T 與內(nèi)部電路耦合。輸出接口電路將 CPU 送出的弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強(qiáng)電信號