【正文】 表步進電機步進到所需行的步數(shù)。 （ 2） 堆垛機的定位程序，利用行列的掃描方法，準(zhǔn)確的定位倉位。 輸入 輸出 元件 端子 名稱 元件 端子 名稱 元件 端子 名稱 SB0 X0 啟動 X24 4號倉位檢測 Y0 前進 SB2 X1 手動 /自動 X25 5號倉位檢測 Y1 后退 SB24 X2 取貨 X26 6號倉位檢測 Y2 上升 SB23 X3 送貨 X27 7號倉位檢測 Y3 下降 SB1 X4 急停 X30 8號倉位檢測 Y4 伸叉 SB22 X5 1號倉位鍵 X31 9號倉位檢測 Y5 收叉 SB21 X6 2號倉位鍵 X32 10號倉位檢測 LED1 Y11 顯示 1號倉位 SB20 X7 3號倉位鍵 X33 11號倉位檢測 LED2 Y12 顯示 2號倉位 SB19 X10 4號倉位鍵 X34 12號倉位檢測 LED3 Y13 顯示 3號倉位 SB18 X11 5號倉位鍵 SQ1 X35 下限位開關(guān) LED4 Y14 顯示 4號倉位 SB17 X12 6號倉位鍵 SQ2 X36 后限位開關(guān) LED5 Y15 顯示 5號倉位 SB16 X13 7號倉位鍵 X37 0號倉位檢測 LED6 Y16 顯示 6號倉位 SB15 X14 8號倉位鍵 SB7 X40 前進 LED7 Y17 顯示 7號倉位 SB14 X15 9號倉位鍵 SB6 X41 上升 LED8 Y20 顯示 8號倉位 SB13 X16 10號倉位鍵 SB5 X42 下 降 LED9 Y21 顯示 9號倉位 SB12 X17 11號倉位鍵 SB4 X43 后退 LED10 Y22 顯示 10號倉位 SB11 X20 12號倉位鍵 SB3 X44 伸叉 LED11 Y23 顯示 11號倉位 X21 1號倉位檢測 SB8 X45 收叉 LED12 Y24 顯示 12號倉位 18 表 PLC 輸入輸出 I/O 分配 元器件清單 表 系統(tǒng)元件清單如下： 名稱 代號符號 個數(shù) 規(guī)格型號 可編程控制器 PLC 1 FX2N80MR 步進電機 M 3 42BYGHl01 步進電機驅(qū)動器 3 SH2H057 微動開關(guān) SM 13 KW1001 限位開關(guān) SQ 2 D4CC 帶燈按鈕 SB 12 KH2204EB2 220VAC 轉(zhuǎn)換按鈕 SB 1 LW12 急停按鈕 SB 1 KPB25ER,30ER 點動按鈕 SB 9 KH2022EB X22 2號倉位檢測 X23 3號倉位檢測 19 電氣接線圖： 20 圖 電氣接線圖 21 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)控制流程 圖設(shè)計 系統(tǒng)控制流程圖如下： 圖 系統(tǒng)流程圖 22 系統(tǒng)程序設(shè)計 根據(jù)系統(tǒng)流程圖，我們可以設(shè)計此立體倉庫的程序。 急停按鈕我在本系統(tǒng)中采用旋鈕式，需要急停時，直接按下斷開系統(tǒng)，恢復(fù)時旋動開關(guān)，所以可以選擇由 韓國 KOINO（建興）公司所生產(chǎn)的 急停旋轉(zhuǎn)復(fù)位開關(guān)，型號 KPB25ER,30ER。 還有啟動按鈕 1個，控制堆垛機前進、后退、上升、下降運動，伸叉伸出和收回動作的按鈕 6個，控制送貨和取貨按鈕各一個，這 9個按鈕都不用自鎖，只需要點動即可，沒有很高的要求，從經(jīng)濟方面考慮，我們還是可以選擇由 韓國KOINO（建興）公司所生產(chǎn) 的點動按鈕，型號 KH2022EB。 其中 SB11SB22 分別控制 121號倉位選擇鍵，由于系統(tǒng) 要求在選擇倉位時，對應(yīng)的指示燈點亮，所以，我們要選擇帶 LED 燈的按鈕。 16 結(jié)構(gòu)原理圖如下： 圖 限位開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖 開關(guān)按鍵的選擇 開關(guān)按鍵按鈕主要安裝在控制面板上，是操作人員能夠夠好的操作系統(tǒng)，更容易實現(xiàn)人機對話。由于本設(shè)計的堆垛機受載不大，所以，可以選用由歐姆龍公司生產(chǎn)的 D4CC小型限位開關(guān)。極限限位開關(guān)安裝在機構(gòu)動作的最遠(yuǎn)端，用來保護機構(gòu)動作過大出現(xiàn)機構(gòu)損壞。極限限位開關(guān)是防止機構(gòu)動作超出設(shè)計范圍而發(fā)生事故的。由開關(guān)接點開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C。 原理圖如下： 圖 微動開關(guān)原理圖 限位開關(guān)選擇 限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，可以安裝在相對靜止的物體（如固定架、門框等，簡稱靜物）上或者運動的物體（如行車、門等，簡稱動物）上。 15 在該立體倉庫控制系統(tǒng)中共有 13個倉位（四層十二個倉位加 0 號倉位）分別采用 13只微動開關(guān)作為貨物檢測， 當(dāng)有貨物時相應(yīng)開關(guān)動作，其信號對應(yīng) PLC的輸入點是 X21X34， 0號倉位的輸入點是 X37。微動開關(guān)的觸點間距小、動作行程短、按動力小、通斷迅速。 微動開關(guān)的工作原理：外機械力通過元件（按銷、按鈕、杠桿、滾輪等）將力作用于動作彈簧片上，當(dāng)動作簧片位移到臨界點時產(chǎn)生瞬時動作，使動作簧片末端的動觸點與定觸點快速接通或斷開。 微動開關(guān)的選擇 微動開關(guān) 是一種施壓促動的快速轉(zhuǎn)換開關(guān)，因為其開關(guān)的觸點間距比較小，故名微動開關(guān)，又叫靈敏開 關(guān)。本課題所設(shè)計的立體倉庫屬于小型控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟性的考慮因此選擇整體型 PLC。當(dāng)點數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量相應(yīng)增加，因此，點數(shù)的增加對 CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響?？紤]經(jīng)濟性時，應(yīng)同時考慮應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意 的產(chǎn)品。因此，我所選型號為FX2N80MR。根據(jù)本課題的設(shè)計控制要求，現(xiàn)估算本系統(tǒng)所需要用到的 I/O點數(shù)共 56個，及輸入 38個，輸出 18個。 SH2H057 步進電動機驅(qū)動器采用鑄鋁結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于小功率驅(qū)動器 ,這種結(jié)構(gòu)為封閉的超小型結(jié)構(gòu)，本身不帶風(fēng)機，其外殼即為散熱體，所以使用時要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導(dǎo)熱硅脂，在其旁邊加一個風(fēng)機也是一種較好的散熱辦 法 。 圖 輸入信號接口電路 圖 外接限流電阻 R 所以我采用 SH 系列步進電動機驅(qū)動器，型號為 SH2H057。 M 12 入信號在驅(qū)動器內(nèi)部接成共陽方式，所以 OPTO 端須接外部系統(tǒng)的 VCC，如果 VCC是 +5V則可直接接入；如果 VCC不是 +5V則須外部另加限流電阻 R，保證給驅(qū)動器內(nèi)部光耦提供 81 5mA的驅(qū)動電流，參見圖 34和圖 35。它們在驅(qū)動器內(nèi)部的接口電路都相同，見下圖。所以步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。型號： 42BYGHl01。 cm =) =150 換算到電機軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 T=GL( Tl+F)/ 2 πη =150(+5)/() = kg/θ bL= 360176。 由要求的速度可求出運行的頻率： f=V／ L=2022／ (60)=3333HZ 可知需要加減速的驅(qū)動方式。 cm2 根據(jù)以上計算可以初步選定步進電動機，其慣量為 JM = kg cm2 移 動體的慣量 Jt=M (P/ 2π) 2 =25 （ ） 2 = kg cm 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Tl=FP ／ (2 πη)+(μ 0F 0 P)/2π =5 ／ (2 )+ ( )/(2 ) = cm 磨擦系數(shù) μ = 螺栓機構(gòu)的效率 η= 0. 9 螺栓軸徑 DB= 螺栓長 LB =42cm 螺距 P=3mm 分辨率 L= 移動距離 ?=速度 V=2m／ min 計算： 設(shè)擬選用 2相、 176。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)， 如下圖所示： 圖 步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的組成 在選擇步進電動機時首先考慮的是步進電動機的類型選擇，其次才是具體的品種選擇，在該立體倉庫控制系統(tǒng)中要求步進電動機電壓低、電流小、有定位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機構(gòu)的定位裝置，確定步進電動機采用 2相 8拍混合式步進電機；在進行步進電動機的品種選擇時，要綜合考慮速比 i、軸向力 F、負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Tl、額定轉(zhuǎn)矩 Tn和運行頻率 fy，以確定步進電機的具體規(guī)格和控制裝置。增加相數(shù)能提高步進電動機的性能，但電動機的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動電源就會復(fù)雜，成本就會增加，應(yīng)按需要合理選用。步進電動機的這種控制功能，是其它電動機無法替代的。 當(dāng)電脈沖按某一相序連續(xù)加到步進電動機時，轉(zhuǎn)子以正比于電脈沖頻率的轉(zhuǎn)速沿某一方向旋轉(zhuǎn)。 結(jié) 構(gòu)圖： 9 步進電機的選型 步進電機是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動機，當(dāng)系統(tǒng)將一個電脈沖信號加到步進電機定子繞組時，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動機時，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動的步數(shù)等于電脈沖個數(shù)。 綜上貨架參數(shù)如下： 總高 H= HI+H2+4x(hl+h2＋ h4)+4 e=200+500+4x450+4x50=2700mm 總寬 B=2xe+bl+b2+b3=100+400=500mm 8 總長 L=(al+a2＋ a3） x3+4xe=450x3+4x50=1550mm 貨架 材料 根據(jù)這里的高度 （低 于 20m） 和適用場合 選用鋼結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是構(gòu)件尺寸小，倉庫利用率高，制作方便，安裝建設(shè)周期短。 貨架總共 4層、 3列，采用尺寸 450x400x450