【正文】 ，此時(shí)控制面板上的數(shù)碼管顯示相應(yīng)的庫位號(hào)。d) 如執(zhí)行取出指令前，被選庫位無貨物，則取指令不被執(zhí)行。如果載貨臺(tái)上有貨物，則取指令不被執(zhí)行。a) 選擇欲取的庫位，按動(dòng)庫位號(hào)對(duì)應(yīng)的按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示庫位號(hào)。d) 如果執(zhí)行送入指令前，載貨臺(tái)上沒有貨物，則送指令也不被執(zhí)行。b) 按動(dòng)送指令按鈕，若被選擇的庫位已有貨物，則該指令不被執(zhí)行。4) 執(zhí)行送貨指令。2) 系統(tǒng)自檢。當(dāng)堆垛機(jī)平臺(tái)移動(dòng)到貨架的指定位置時(shí)，貨臺(tái)向前伸出可將貨物取出或取入，當(dāng)取到貨物或貨已經(jīng)送入時(shí)，鏟叉縮回。傳感器采用對(duì)射式和反射式傳感器以及微動(dòng)開關(guān)，用于完成貨物的檢測(cè)和限位保護(hù)等。 PLC 輸入輸出分配根據(jù)系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)的 I/O 分配見下表所示。 并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源并聯(lián)式開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出功率大、體積小、重量輕、可靠性高、適應(yīng)變動(dòng)寬范圍的輸入電壓，具有完備的過電壓過電流保護(hù)功能，內(nèi)置輸入 EMI 濾波器，具有較高的抗干擾能力。本系統(tǒng)采用的直流電動(dòng)機(jī)的輸入電壓為 1224V。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)性能，且能在寬廣的范圍內(nèi)平滑、均勻地調(diào)速。 [16] 微動(dòng)開關(guān)該立體倉庫控制系統(tǒng)中共有 13 個(gè)庫位（四層十二個(gè)庫位加 0 號(hào)庫位）分別采用 13 個(gè)微動(dòng)開關(guān)作為貨物的檢測(cè)裝置，當(dāng)有貨物時(shí)相應(yīng)開關(guān)動(dòng)作；為了保險(xiǎn)起見，在 X 軸的左限位和 Y 軸的下限位處還安裝了 1 個(gè)微動(dòng)開關(guān)作限位保護(hù)，以確保立體倉庫的安全。 第 12 頁 共 39頁 圖 對(duì)射式傳感器的電路在該立體倉庫控制系統(tǒng)中，采用 8 個(gè)對(duì)射式傳感器作限位控制。當(dāng) 24V 電壓加到發(fā)光二級(jí)管 VL 時(shí)，它將光發(fā)射給光敏二級(jí)管 VD，VD 接收到光導(dǎo)通，于是晶體管導(dǎo)通，輸出為 ON。下面是反射式傳感器的輸出電路圖：圖 反射式傳感器的輸出電路（2） 對(duì)射式傳感器對(duì)射式傳感器的工作原理：對(duì)射式傳感器的輸出狀態(tài)一般是 NPN 輸出，輸出晶體管的動(dòng)作狀態(tài)可以分為：入光時(shí) ON 和遮光時(shí) ON 兩種。 第 11 頁 共 39頁 圖 變調(diào)光式傳感器的結(jié)構(gòu)在該立體倉庫中采用反射式傳感器作為貨物檢測(cè)裝置，并采用能抗周圍外來光干擾的變調(diào)光式。 傳感器（1） 反射式傳感器工作原理：當(dāng)物體相對(duì)于傳感器移動(dòng)時(shí)，反射回來的信號(hào)和原來的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，產(chǎn)生頻移，然后集成電路放大微弱的頻移信號(hào)。（4） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器電源接口對(duì)于超小型驅(qū)動(dòng)器，采用一組 DC 24~40V 供電。細(xì)分后完全消除了電動(dòng)機(jī)的低頻振蕩，而且提高了電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)的分辨率。（3） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分?jǐn)?shù)和電動(dòng)機(jī)電流設(shè)定 SH 系列驅(qū)動(dòng)器是靠驅(qū)動(dòng)器上的撥位開關(guān)來設(shè)定細(xì)分?jǐn)?shù)的，只需根據(jù)面板上的提示進(jìn)行設(shè)定即可。該立體倉庫中，由于提供的電平為24V，而輸入部分的電平為 5V，所以需要外部另加 的限流電阻 R。所有型號(hào)驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)都相同，它們是步進(jìn)脈沖信號(hào) CP、方向電平信號(hào) DIR、脫機(jī)信號(hào) FREE（此端為低電平有效時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于無轉(zhuǎn)矩狀態(tài)；此端為高電平或懸空不接時(shí)，此功能無效，電動(dòng)機(jī)可以正常運(yùn)行）?？刂葡到y(tǒng)每發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)器就使得步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，也就是說，它把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移。八拍混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)是體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。圖 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的構(gòu)成（4） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇在選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，首先要考慮的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的類型，其次才是具體的品種。f) 電動(dòng)機(jī)本身沒有電刷、轉(zhuǎn)子上沒有繞組，也不需要位置傳感器，可靠性高。范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。所以步進(jìn)電機(jī)具有帶電自鎖能力。 第 9 頁 共 39 頁 d) 具有自鎖的能力。b) 速度可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)。因此，改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的大?。桓淖冚斎朊}沖的通電相序，就能控制步進(jìn)電機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的控制。當(dāng)系統(tǒng)將一個(gè)電脈沖信號(hào)加到步進(jìn)電機(jī)定子繞組時(shí)，轉(zhuǎn)子就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一步。下面簡單介紹步進(jìn)電機(jī)的工作原理及其特點(diǎn)與選擇。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱為脈沖電動(dòng)機(jī)。本 系 統(tǒng) 所 采 用 的 PLC 是 西 門 子 S7200 CPU226 DC24 V,繼 電 器 輸 出 。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。2 個(gè) RS485 通訊/編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。S7200 CPU 226 集成 24 輸入/16 輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。 [17]（ 4） 機(jī) 型 的 選 擇S7200 系 列 在 集 散 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 中 充 分 發(fā) 揮 著 強(qiáng) 大 功 能 。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中經(jīng)常被采用。在本設(shè)計(jì)中選用的是此方式。完成編程之后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，就不能進(jìn)行編程。PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。（1）控制功能PLC 主要用于順序邏輯控制，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，一方面要提高 PLC 的處理速度，另一方面節(jié)省存儲(chǔ)器容量。 [3]3．控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10～15 倍，加上模擬量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16 位為一個(gè)字） ，另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。2．存儲(chǔ)器容量的估算存儲(chǔ)器容量是指可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。 第 7 頁 共 39 頁 1．輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算在我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)，我們先對(duì) I/O 點(diǎn)數(shù)估算，并且考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加 10%～20%的可擴(kuò)展，以此來確定我們所需要的PLC 輸入輸出點(diǎn)數(shù)。因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)當(dāng)是要分析控制過程的特點(diǎn)、要求、范圍。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。構(gòu)成 PLC 控制系統(tǒng)的主要電氣硬件有控制立體倉庫的 Z 軸的直流電動(dòng)機(jī)，控制 XY 軸的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以及供給系統(tǒng)能源的直流開關(guān)電源，還有各種傳感器，如系統(tǒng)中采用的反射式和對(duì)射式傳感器以及微動(dòng)開關(guān)（用來完成貨物的檢測(cè)以及限位保護(hù)）?？偟膩砜矗?PLC 的自動(dòng)化立體倉庫可以總結(jié)為如下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：低成本、范圍廣、高速、便捷、永遠(yuǎn)在線、結(jié)構(gòu)靈活、數(shù)字化等。自動(dòng)化立體倉庫，少不了自動(dòng)化倉庫管理系統(tǒng)，只有使用強(qiáng)大的倉庫管理系統(tǒng)才能使得倉庫管理和業(yè)務(wù)流程上一個(gè)臺(tái)階，才能將先進(jìn)的硬件設(shè)備發(fā)揮作用、產(chǎn)生效益，針對(duì)這一倉庫管理系統(tǒng)，我選擇了 PLC。PLC 的應(yīng)用大大提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、適用性、并且降低了系統(tǒng)成本。 采用 PLC 控制立體倉庫的優(yōu)點(diǎn)PLC 的應(yīng)用非常廣泛，例如：電梯控制、防盜系統(tǒng)的控制、交通分流信號(hào)燈控制、樓宇供水自動(dòng)控制、噴水池自動(dòng)控制、消防系統(tǒng)自動(dòng)控、供電系統(tǒng)自動(dòng)控制及各種生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制等。在此設(shè)計(jì)的立體倉庫需要滿足一下功能：機(jī)械手要有三個(gè)自由度，即：前進(jìn)、后退；上、下；左、右；機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；機(jī)械手前進(jìn)（或后退）運(yùn)動(dòng)和上（或下）運(yùn)動(dòng)可同時(shí)進(jìn)行；機(jī)械手前進(jìn)、后退和上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)必須有超限位保護(hù)；每個(gè)庫位必須有檢測(cè)裝置（微動(dòng)開關(guān)） 。 [.2] 第 4 頁 共 39 頁 2. 系統(tǒng)控制方案 立體倉庫系統(tǒng)的功能系統(tǒng)采用滾珠絲杠、滑杠以及普通絲杠作為主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、點(diǎn)擊采用步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)，其關(guān)鍵部分是機(jī)械手，它由水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)、貨臺(tái)機(jī)構(gòu)三部分組成，其水平和垂直移動(dòng)分別用兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來完成，伸叉機(jī)構(gòu)由一臺(tái)直流電機(jī)來控制。（5） ．壽命長，體積小，能耗低。（3） ．編程簡易，現(xiàn)場(chǎng)可修改。 [2] 基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)(1)．可靠性高，抗干擾強(qiáng)。微處理器 CPU 是 PLC 的核心部件。輸入模塊用于將控制現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)變換成 CPU 能接收的信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行濾波、電平