【正文】 =+=.根據(jù)以上計(jì)算可以初步選定步進(jìn)電動機(jī)，其慣量為= kg.，空載起動頻率=3000H。在選擇步進(jìn)電動機(jī)時(shí)首先考慮的是步進(jìn)電動機(jī)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(jìn)電動機(jī)電壓低、電流小、有定位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，確定步進(jìn)電動機(jī)采用2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)；在進(jìn)行步進(jìn)電動機(jī)的品種選擇時(shí)，要綜合考慮速比i、軸向力F、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行頻率，以確定步進(jìn)電機(jī)的具體規(guī)格和控制裝置。⑦、步進(jìn)電動機(jī)帶負(fù)載慣性的能力不強(qiáng),在使用時(shí)既要注意負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小,又要注意負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量的大小,只有當(dāng)兩者選取在合適的范圍時(shí),電機(jī)才能獲的滿意的運(yùn)行性能。⑤、價(jià)格便宜,可靠性高。②、步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比③、步距值不容易因?yàn)殡姎?、?fù)載、環(huán)境條件的變化而改變,使用開環(huán)控制(或半閉環(huán)控制)就能進(jìn)行良好的定位控制。增加相數(shù)能提高步進(jìn)電動機(jī)的性能，但電動機(jī)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(jìn)電動機(jī)的這種控制功能，是其它電動機(jī)無法替代的。當(dāng)電脈沖按某一相序連續(xù)加到步進(jìn)電動機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子以正比于電脈沖頻率的轉(zhuǎn)速沿某一方向旋轉(zhuǎn)。4 電氣控制 硬件選擇 步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)將一個(gè)電脈沖信號加到步進(jìn)電機(jī)定子繞組時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動的步數(shù)等于電脈沖個(gè)數(shù)。此時(shí)力學(xué)方程式為mxxm+kx+mea=0式中mx為立柱頂部等效質(zhì)量，k為立柱頂部橫向剛度，a為堆垛機(jī)運(yùn)行制動減速度。圖22堆垛機(jī)振動簡圖m1 貨臺總質(zhì)量m2立柱均布質(zhì)量m3 起升機(jī)構(gòu)質(zhì)量m4 行走機(jī)構(gòu)質(zhì)量利用等效質(zhì)量原理可將圖22示的振動系統(tǒng)簡化為圖圖23的單自由度系統(tǒng)。由于立柱是彈性構(gòu)件，慣性沖擊將引起堆垛機(jī)振動。起升導(dǎo)向輪裝置由鋼質(zhì)滾輪、特制軸承組成，是將載貨臺上載荷傳遞給立柱，并沿立柱上下運(yùn)行的導(dǎo)向受力機(jī)構(gòu)，滾輪能承受較大的擠壓接觸應(yīng)力，可通過偏心輪軸調(diào)度滾輪與起升導(dǎo)軌之間的間隙，保證載貨臺沿著起升導(dǎo)軌正常運(yùn)行。貨叉伸縮機(jī)構(gòu)是堆垛機(jī)存取貨物的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，裝設(shè)在載貨臺上。 堆垛機(jī)設(shè)計(jì)方案 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)組成堆垛機(jī)主要由立柱、法蘭、水平運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)貨叉伸縮機(jī)構(gòu)、水平及起升導(dǎo)向輪機(jī)構(gòu)等部件組成（見圖21）。對于鋼絲繩傳動，傳動和布置相對容易，但定位準(zhǔn)確性稍差。不適于起重量大和水平運(yùn)行速度高的堆垛機(jī)。整機(jī)重量較輕，消耗材料少，因此制造成本相對較低，但剛性稍差。圖3. 1雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)（2）單立柱有軌巷道堆垛機(jī)單立柱有軌巷道堆垛機(jī)的機(jī)架由一根立柱、下橫梁和上橫梁組成。這種堆垛機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)就是強(qiáng)度和剛性都比較好，能快速起、制動，并且運(yùn)行平穩(wěn)。 按結(jié)構(gòu)形式，分為雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)和單立柱有軌巷道堆垛機(jī)：（1） 雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)由兩根立柱、上橫梁、下橫梁和帶貨叉的載貨臺組成，立柱、上橫梁和下橫梁組成一個(gè)長方形的框架，一般稱為機(jī)架。堆垛機(jī)的運(yùn)行速度也不斷提高，目前堆垛機(jī)水平運(yùn)行速度最高達(dá)200m/min(小載重量的堆垛機(jī)己達(dá)300m/min)，起升速度高達(dá)120m/min，貨叉伸縮速度達(dá)50m/min。在口本從1967年開始安裝高度為25米高度的堆垛機(jī)。早期的堆垛機(jī)是在橋式起重機(jī)的起重小車上懸掛一個(gè)門架，利用貨叉在立柱上的上下運(yùn)動及立柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來搬運(yùn)貨物，通常稱之為橋式堆垛機(jī)。故本課題的自動控制部分采用的是 PLC控制。單片機(jī)就是一個(gè)沒有外設(shè)的微型計(jì)算機(jī)，需要與其它的原器件構(gòu)成一個(gè)控制器。立體倉庫的規(guī)格為3X3X3層，貨架單元格的規(guī)格為600X600X800，且單元格貨物為不大于100kg，所以參考了相關(guān)資料和進(jìn)行相關(guān)的市場調(diào)研，再結(jié)合本課題要求，堆垛機(jī)采用單立柱式巷道堆垛機(jī)。 機(jī)械設(shè)計(jì)部分機(jī)械部分主要是兩方面的硬件設(shè)施：立體倉庫和堆垛機(jī)。自動化所圍繞自動化輸送系統(tǒng)開發(fā)了多種自動化系統(tǒng)硬件設(shè)備及軟件產(chǎn)品，如：不同類型的庫存管理軟件、系統(tǒng)仿真軟件、堆垛機(jī)輸送機(jī)控制軟件、條形碼識別跟蹤系統(tǒng)、搬運(yùn)機(jī)器人、碼垛機(jī)械手、貨物分選系統(tǒng)、堆垛機(jī)認(rèn)址檢測系統(tǒng)、堆垛機(jī)控制系統(tǒng)、貨位探測器、高度檢測器、輸送系統(tǒng)、碼垛系統(tǒng)、自動輸送小車等產(chǎn)品。2 系統(tǒng)組成2 系統(tǒng)簡介自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中迅速發(fā)展的一個(gè)重要組成部分，它具有節(jié)約用地、減輕勞動強(qiáng)度、消除差錯(cuò)、提高倉儲自動化水平及管理水平、提高管理和操作人員素質(zhì)、降低儲運(yùn)損耗、有效地減少流動資金的積壓、提高物流效率等諸多優(yōu)點(diǎn)。通過對倉庫模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，能夠?qū)ψ詣踊Ⅲw倉庫設(shè)計(jì)的基本工作原理有一定的認(rèn)識，并且對大學(xué)階段所學(xué)知識能夠進(jìn)一步的深化，對理論知識和實(shí)際應(yīng)用之間的相互轉(zhuǎn)化有更具體的理解，特別是對PLC技術(shù)、數(shù)字電路、機(jī)電一體化技術(shù)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，以及PLC的程序設(shè)計(jì)有了更認(rèn)真地學(xué)習(xí)和運(yùn)用。 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)和目的物流輸送系統(tǒng)是自動化立體倉庫的重要組成。它與有軌巷道堆垛機(jī)來完成存取作業(yè)的AS／RS 立體倉庫形式相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動性好：無軌巷道堆垛機(jī)可以在多個(gè)巷道內(nèi)作業(yè)，不必在每個(gè)巷道內(nèi)部配置堆垛機(jī)。所以一些大型物流工程往往被國外廠商所承攬。我國目前已建成自動化立體倉庫400 多座、立體倉庫2000 多座。 我國對立體倉庫及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開始并不晚，1963年研制成第一臺橋式堆垛起重機(jī)（機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所），1973年開始研制我國第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動化立體倉庫（高15米，機(jī)械部起重所負(fù)責(zé)），該庫1980年投入運(yùn)行。此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學(xué)科。 國內(nèi)外發(fā)展環(huán)境立體倉庫的產(chǎn)生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。自動化是現(xiàn)代物流技術(shù)發(fā)展的主要趨勢，因此作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)主要組成部分的自動化立體倉庫在整個(gè)物流系統(tǒng)中占有非常重要的地位。programme to control the whole process by the PLC.Keywords：Automated multilayered storehouse The stacker PLC Transportation system目錄1 緒論 1 課題選題背景 1 國內(nèi)外發(fā)展環(huán)境 1 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)和目的 22 系統(tǒng)組成 3 系統(tǒng)簡介 3 整體系統(tǒng)組成 3 總體方案設(shè)計(jì) 3 機(jī)械設(shè)計(jì)部分 3 電氣自動控制設(shè)計(jì)部分 3 立體倉庫技術(shù)參數(shù) 43 機(jī)械設(shè)計(jì) 5 堆垛機(jī)簡介 5 堆垛機(jī)的發(fā)展環(huán)境 5 堆垛機(jī)的分類 5 堆垛機(jī)設(shè)計(jì)方案 6 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 6 堆垛機(jī)的機(jī)械計(jì)算 74 電氣控制 10 硬件選擇 10 步進(jìn)電機(jī)的選擇 10 光電傳感器的選擇 12 條碼技術(shù) 15 PLC的選擇 165 PLC程序設(shè)計(jì) 18 整體概述 18 電氣控制原理 18 控制電路分析 19 I/O接口分布 19 堆垛機(jī)自動運(yùn)行 20 貨叉的上升和下降 21 貨叉的伸縮 22 PLC梯形圖和語句指令表 24結(jié)論 27致謝 28參考文獻(xiàn) 291 緒論 課題選題背景隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，物流產(chǎn)業(yè)作為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)中一個(gè)新興的服務(wù)部門，作為“第三利潤源”所起的作用越來越大。logistic .As the main element of the modern logistic system