【正文】 最后，再次對關(guān)心和幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝，對梁英波老師表示由衷的謝意。在此我要感謝李晉教授四年來給我的學(xué)業(yè)上的指導(dǎo)和生活上的關(guān)懷，感謝戴成梅老師對我實驗、實踐上的悉心教導(dǎo)，感謝劉偉老師傳授給我經(jīng)典控制理論的思維，讓我開始用系統(tǒng)和子系統(tǒng)的思維來看世界，感謝劉琪老師傳授我現(xiàn)代控制理論的思維，看開闊了我的眼界，感謝劉曉青老師將我?guī)нM強電的世界，感謝王少輝老師教會我用高級語言賦予微控制器思維活力，感謝郭艷花老師的照顧和關(guān)懷。在此謹(jǐn)向羅老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。中國物資出版社,2022:2160.[19] [M]. 北京: 電子工業(yè)出版社,2022: 8235.[20] [D].南京航空航天大學(xué),2022. 致謝 致 謝本文是在羅劉敏老師的精心指導(dǎo)下完成的。應(yīng)用領(lǐng)域的進一步擴大, 將對相應(yīng)設(shè)備和技術(shù)提出新的、更高的要求, 中國企業(yè)必須進行全面技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級, 才能抓住時代賦予的。我國的自動化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式,從20世紀(jì)80年代初期的集中控制式,發(fā)展到功能分布式,分層分布式,再發(fā)展到全開放的分層分布式,現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS),既提高了性價比 ,又提高了可靠性,實現(xiàn)了產(chǎn)品升級換代。另一個是開發(fā)對錄音帶、錄像帶或半導(dǎo)體器件之類的輕型或超輕量物體的小型自動化立體倉庫。這也是這篇論文的一個不足之處。我深刻的認(rèn)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。 結(jié)論與展望從方案的論證到最終的設(shè)計，涉及的領(lǐng)域包括：可編程控制器的原理及應(yīng)用、電機（步進電機，直流電機）電氣等；在進行設(shè)計的同時，我還學(xué)到了許多新的知識，如物流設(shè)備發(fā)展趨勢及應(yīng)對措施等；然而我們也遇到了很多問題，例如如何對高速脈沖發(fā)生器清零，如何利用PLC內(nèi)部存儲區(qū)標(biāo)志位（M）作為控制繼電器來存儲中間操作狀態(tài)等等，最終我們通過認(rèn)真的思考和分析以及隋老師的幫助使問題一一解決。當(dāng)進行程序調(diào)試完成之后我們開始利用組態(tài)軟件來對立體車庫信息進行上位機實時監(jiān)控。在這次設(shè)計中通過對PLC和步進電機以及傳感器工作原理的學(xué)習(xí)，使我掌握了PLC的基本編程方法，并且實現(xiàn)了PLC對步進電機及直流電機進行較復(fù)雜的位置控制及時序邏輯控制功能。顯示出組態(tài)王運行系統(tǒng)畫面，即可看到畫面的動態(tài)變化。在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中選擇“文件\切換到 View”菜單命令，進入組態(tài)王運行系統(tǒng)。選擇“文件\全部保存”菜單命令。單擊“確定”。創(chuàng)建動畫連接繼續(xù)上節(jié)的工程。 建立動畫連接定義動畫連接是指在畫面的圖形對象與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時，在畫面上以圖形對象的動畫效果表示出來；或者由軟件使用者通過圖形對象改變數(shù)據(jù)變量的值。 結(jié)論與展望在“變量名”處輸入變量名：a1；在“變量類型”處選擇變量類型：IO 離散，在“連接設(shè)備”中選擇先前定義好的IO 設(shè)備：西門子PLC ；在“寄存器”中定義為： ；在“數(shù)據(jù)類型”中定義為：Bit類型。構(gòu)造數(shù)據(jù)庫繼續(xù)上面節(jié)的工程。變量在畫面制作系統(tǒng)組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)中定義，定義時要指定變量名和變量類型，某些類型的變量還需要一些附加信息。 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王”軟件的核心部分，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。設(shè)備定義完成后，可以在工程瀏覽器的右側(cè)看到新建的外部設(shè)備“西門子PLC”。設(shè)置通信故障恢復(fù)參數(shù)(一般情況下使用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置即可)，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А薄樵O(shè)備選擇連接串口， 結(jié)論與展望假設(shè)為COM2，單擊“下一步”。選擇“西門子S7200系列 PPI”項，單擊“下一步”。繼續(xù)上面的工程。PLC為組態(tài)王提供數(shù)據(jù)。為方便定義外部設(shè)備，組態(tài)王設(shè)計了“設(shè)備配置向?qū)А币龑?dǎo)用戶一步步完成設(shè)備的連接。外部設(shè)備包括：下位機（PLC 、儀表、模塊、板卡、變頻器等），它們一般通過串行口和上位機交換數(shù)據(jù)；其他Windows 應(yīng)用程序，它們之間一般通過DDE 交換數(shù)據(jù)；外部設(shè)備還包括網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機。 創(chuàng)建圖形畫面設(shè)計好組態(tài)畫面之后選擇“文件\全部保存”命令保存現(xiàn)有畫面。 所示。 新建畫面在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱:立體車庫，其它屬性目前不用更改。創(chuàng)建簡單的圖形畫面繼續(xù)上節(jié)的工程。用戶構(gòu)圖時可以像搭積木那樣利用系統(tǒng)提供的圖形對象完成畫面的生成。提供了對圖形對象在窗口內(nèi)任意移動、縮放、改變形狀、復(fù)制、刪除、對齊等編輯操作，全面支持鍵盤、鼠標(biāo)繪圖，并可提供對圖形對象的顏色、線型、填充屬性進行改變的操作工具。這些畫面都是由“組態(tài)王”提供的類型豐富的圖形對象組成的。工作目錄下的文件由“組態(tài)王”自動管理。 利用組態(tài)王實現(xiàn)上位機監(jiān)控建立新組態(tài)王工程的一般過程是（定義畫面）（定義變量） 結(jié)論與展望 建立組態(tài)王新工程要建立新的組態(tài)王工程，請首先為工程指定工作目錄（或稱“工程路徑”）。TOUCHVEW 從控制設(shè)備中采集數(shù)據(jù)，并存在于實時數(shù)據(jù)庫中。PROJMANAGER具有很強的管理功能，可用于新工程的創(chuàng)建及刪除，并能對已有工程進行搜索、備份及有效恢復(fù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出。TOUCHMAK具有先進完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫提供多種數(shù)據(jù)類型，能合理地提取控制對象的特性；對變量報警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能都有簡潔的操作方法。TOUCHMAK是應(yīng)用工程的開發(fā)環(huán)境。在工程瀏覽器中您可以查看工程的各個組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫的構(gòu)造、定義外部設(shè)備等工作；工程管理器內(nèi)嵌畫面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理。名稱 I/O 類型 連接設(shè)備 寄存器 采集頻率 數(shù)據(jù)類型繼電器 1 I/O 開關(guān)型 PLC M100 100ms Bit繼電器 2 I/O 開關(guān)型 PLC M101 100ms Bit繼電器 3 I/O 開關(guān)型 PLC M102 100ms Bit限位開關(guān) 1 I/O 開關(guān)型 PLC M104 100ms Bit限位開關(guān) 2 I/O 開關(guān)型 PLC M105 100ms Bit限位開關(guān) 3 I/O 開關(guān)型 PLC M106 100ms Bit限位開關(guān) 4 I/O 開關(guān)型 PLC M107 100ms Bit限位開關(guān) 11 I/O 開關(guān)型 PLC M108 100ms Bit限位開關(guān) 12 I/O 開關(guān)型 PLC M109 100ms Bit限位開關(guān) 13 I/O 開關(guān)型 PLC M110 100ms Bit啟動按鈕 I/O 開關(guān)型 PLC M111 100ms Bit停止按鈕 I/O 開關(guān)型 PLC M112 100ms Bit復(fù)位按鈕 I/O 開關(guān)型 PLC M113 100ms Bit按鈕 A I/O 開關(guān)型 PLC M114 100ms Bit按鈕 B I/O 開關(guān)型 PLC M115 100ms Bit按鈕 C I/O 開關(guān)型 PLC M116 100ms Bit按鈕 D I/O 開關(guān)型 PLC M117 100ms Bit按鈕 1 I/O 開關(guān)型 PLC M118 100ms Bit按鈕 2 I/O 開關(guān)型 PLC M119 100ms Bit按鈕 3 I/O 開關(guān)型 PLC M120 100ms Bit表 程序運行過程記錄 結(jié)論與展望5. 基于組態(tài)王的監(jiān)控設(shè)計 組態(tài)王軟件介紹 Windows 98/2022/NT/XP中文平臺的中文界面的人機界面軟件，采用了多線程、COM+組件等新技術(shù)，實現(xiàn)了實時多任務(wù)，軟件運行穩(wěn)定可靠。選中要下載到 PLC 的內(nèi)容，單擊[執(zhí)行]就可以將寫好的梯形圖程序下載到PLC 的 CPU 中。先將 PLC 與計算機的串口互連，然后單擊[在線][傳輸設(shè)置]，可以進入[ 傳輸設(shè)置] 對話框，進行 PLC 設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)設(shè)定，可以進行PLC 和計算機的串口通信口及通信方式的設(shè)定，可以進行其他網(wǎng)絡(luò)站點的設(shè)定，還可以實現(xiàn)通信測試。 系統(tǒng)軟件設(shè)計及系統(tǒng)調(diào)試5．在梯形圖中沒有真實的電流流動，為了便于分析 PLC 的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動，這個“電流”只能在梯形圖中單方向流動——即從左向右流動，層次的改變只能從上向下。3．線圈不能直接接在左邊母線上。 有 軌 小 車 或巷 內(nèi) 輸 送 機送 貨 至 貨 臺 監(jiān) 控 機 分 析任 務(wù) 再 分 別向 有 關(guān) 設(shè) 備發(fā) 出 指 令在 監(jiān) 控 器 終端 ， 人 工 分配 貨 位貨 物 到 巷 道口 ， 堆 垛 機存 取 貨 物監(jiān) 控 機 實 時 顯 示 狀 態(tài)并 監(jiān) 控 堆 垛 機 作 業(yè)堆 垛 機 運 行 ，通 過 限 位 開關(guān) 停 止 到 指 定 地址 ， 入 庫作 業(yè) 完 成 任 務(wù) ， 發(fā) 回完 成 信 息 ， 堆 垛機 待 命手 動 方 式圖 自動化立體倉庫工作流程圖 梯形圖的設(shè)計本系統(tǒng)運用 SIMATIC S7200 Micro 編程軟件進行梯形圖順控程序編寫，在編寫梯形圖的過程中遵循以下編程規(guī)則：1．每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一編號，每個元件的觸點使用時沒有數(shù)量限制。由控制按鈕控制升降臺上的傳送帶將貨物取出或放入指定的貨位。本設(shè)計中自動化立體倉庫的工作原理為通過按鈕控制堆垛機的運行路線，在堆垛機的牽引槽內(nèi)放置若干的限位開關(guān)，當(dāng)總控制臺將位置信號傳輸給堆垛機時，堆垛機開始運行。同時面板上的兩個數(shù)碼管可以對當(dāng)前的倉位號顯示出來，三個狀態(tài)指示出此時處于“就緒”、“取”或是“入”的狀態(tài)。步進電機驅(qū)動器 立體倉庫系統(tǒng)硬件設(shè)計圖 電氣原理圖 控制臺控制臺由控制面板電路和繼電器電路兩部分組成。 PLC S7200 輸入輸出 I/O 分配根據(jù)本課題 PLC 輸入輸出的控制要求，得出 PLC 輸入輸出 I/O 分配，如表 所示。S7200 的可靠性高，可以用于梯形圖、語句表和功能圖三種語言來編程。由于它具有強大的通信功能。其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制、全PLC 的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。對于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目中，一般其控制速度無需考慮，因此，選用帶 A/D 轉(zhuǎn)換、D/A 轉(zhuǎn)換、加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機就能滿足要求。 立體倉庫系統(tǒng)硬件設(shè)計 PLC 型號的選擇PLC 選擇的一般原則為：擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護使用最方便以及性能價格比的最優(yōu)化機型。其中，外部輸入元件包括：檢測元件、按鈕、取、送、急停、限位開關(guān)、超限位保護等等；輸出有三個電機的正反向、動作動作指示、錯誤顯示等等。例如是開關(guān)量還是模擬量，是交流還是直流以及電壓大小的等級，同時還要注意輸出端的負載的特點，一次選擇和培植相應(yīng)機型和模塊。 控制電路設(shè)計部分 PLC I/O 點的選擇根據(jù)控制要求，將個輸入設(shè)備和被控設(shè)備詳細列表，準(zhǔn)確的統(tǒng)計出被控設(shè)備對數(shù)需求量，然后在實際統(tǒng)計的 I/O 點數(shù)的基礎(chǔ)上增加 15%—20%的備用量，以便以后調(diào)整和擴充。（2）對射式傳感器的工作原理： 對射式傳感器的輸出狀態(tài)一般為 NPN 輸出，輸出晶體管的動作狀態(tài)可分為入光時 ON 和遮光時 ON 兩種。此步進電機驅(qū)動器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：驅(qū)動器型號 相數(shù) 類別 細分?jǐn)?shù) 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)表 SH2H057 型步進電機驅(qū)動器電氣技術(shù)數(shù)據(jù) 傳感器（1）反射式傳感器的工作原理： 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。主要由電源輸入部分、信號輸入部分、輸出部分組成。所以步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。本系統(tǒng)用步進電機為 42BYG250C 型步進電機，其電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：電機型號 相數(shù) 布距角 靜態(tài)相電流 驅(qū)動電壓 額定轉(zhuǎn)矩 重量42BYG250C 2 表 42BYG250C 型步進電機電氣技術(shù)數(shù)據(jù) 步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成和工作原理 為了驅(qū)動步進電機，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10 1 129874 5 63210 立體倉庫系統(tǒng)硬件設(shè)計（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） ，