【正文】 般采用軟件延時(shí)20ms的辦法進(jìn)行兩次以上的讀入比較，結(jié)果一致才確認(rèn)輸入有效。(二) 軟件措施PLC除了采用硬件措施來提高系統(tǒng)的抗干擾能力之外，還充分利用本身具有微機(jī)的高速、大容量的特點(diǎn)，發(fā)揮軟件的優(yōu)勢，保證系統(tǒng)不因干擾而停止而又能達(dá)到工程所要求的精度和速度。PLC大多采用模塊結(jié)構(gòu)，這對縮短故障修復(fù)時(shí)間方面有著重要作用。為防止PLC故障和誤動作，在微處理器部分及I／O回路之間采用了多種形式的隔離措施，這樣能有效地隔離輸入、輸出間電的聯(lián)系。如采用LC、型濾波網(wǎng)絡(luò)，對高頻干擾信號有良好的抑制作用。為了減少干擾的影響，PLC采用了對電源變壓器用導(dǎo)電導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽；對CPU等模塊采用良好的導(dǎo)電材料進(jìn)行屏蔽等，以防干擾。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，平均無故障工作時(shí)間比繼電器系統(tǒng)和微機(jī)系統(tǒng)長，可靠性高，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。10％過流保護(hù)外部短路撤除，輸出自動恢復(fù) 過壓保護(hù) 27177。DM150系列開關(guān)電源輸出功率大，體積小， 重量輕， 高可靠性，適應(yīng)寬范圍的輸入電壓變動，具有完備的過壓、過流保護(hù)功能；內(nèi)置輸入EMI濾波器，具有高抗干擾能力；根據(jù)UL478標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，耐壓1500Vac／1分鐘；采用端子方式連接，全金屬外殼，有臥式和立式兩種安裝方式。只有這樣才能達(dá)到動態(tài)平衡，才能給負(fù)載電阻提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。在此期間，L中的泄放電流是鋸齒波電流的線性下降部分。當(dāng)開關(guān)晶體管V截止時(shí)，儲能電感L兩端的電壓極性相反，此時(shí)二極管被正向偏置而導(dǎo)通。圖二十 并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出電路的電流、電壓波形其工作原理如下：當(dāng)開關(guān)晶體管V處于導(dǎo)通期間，輸入電壓加到儲能電感L的兩端(這里我們忽略了V的飽和壓降)，二極管因被反向偏置而截止。除此以外，通常還有較為復(fù)雜的驅(qū)動電路，調(diào)節(jié)電路、保護(hù)電路、基準(zhǔn)電路以及構(gòu)成閉環(huán)回路中的取樣電路、放大電路和耦合電路等各個(gè)部分，用來對輸出電壓的大小以及特性進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，圖十九并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖。(七)微動開關(guān)的選擇在該立體倉庫控制系統(tǒng)中共有13個(gè)倉位（四層十二個(gè)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(shí)相應(yīng)開關(guān)動作，其信號對應(yīng)PLC的輸入點(diǎn)是X40X4C；另外為保險(xiǎn)起見，在X軸的左限位和Y軸的下限位處還分別加裝了1只微動開關(guān)作限位保護(hù)，以確保立體倉庫在程序出錯(cuò)時(shí)不損壞；微動開關(guān)原理圖如圖十八所示。入光時(shí)為ON的對射式傳感器的結(jié)構(gòu)圖如圖十七所示，當(dāng)24V電壓加到發(fā)光二極管LED1時(shí)，它將光發(fā)射給發(fā)光二極管LED2，LED2接收到光導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通，輸出為ON；當(dāng)發(fā)光二極管LED1發(fā)射出的光被物體擋住使發(fā)光二極管LED2接收不到時(shí)，LED2不導(dǎo)通，三極管也不導(dǎo)通，輸出為OFF。C 保存時(shí)25～+65176。)(負(fù)載電流10mA時(shí)(紅)電源電壓DC5～24V177。需要注意檢測距離不要離傳感器太近，否則傳感器不能動作；連接是采用接插件方式，千萬不要對端子(讀出頭)進(jìn)行焊接。圖十五 反射式傳感器結(jié)構(gòu)圖工作原理：當(dāng)物體相對于傳感器移動時(shí)，反射回來的信號與原先的信號相比較，產(chǎn)生頻移，集成電路再把微弱的頻移信號進(jìn)行放大，再經(jīng)多普勒檢測、放大、限幅等措施，最后取得和物體移動信號相關(guān)的直流信號輸出電平。因?yàn)镻LC需要采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電,所以在該立體倉庫中電源應(yīng)選用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，見圖十四。5. 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器電源接口對于超小型驅(qū)動器(SH—2H05SH—3F07 SH—2H057M、SH3F075M)，采用一組直流供電DC(2440V)，注意正負(fù)極不要接錯(cuò)，此電源可以由一變壓器變壓后加整流濾波(無須穩(wěn)壓)組成。4. 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器指示燈說明驅(qū)動器的指示燈共有兩種：電源指示燈(綠色或黃色)和保護(hù)指示燈(紅色)。但現(xiàn)在的情況不同了，細(xì)分驅(qū)動器的出現(xiàn)改變了這種觀念，用戶只需在驅(qū)動器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。所以我們最好選用細(xì)分驅(qū)動器。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度，‘提高電機(jī)的分辨率’是不言而喻的。尤其是對三相反應(yīng)式電機(jī)，其力矩比不細(xì)分時(shí)提高約30—4096。低頻振蕩(約在200Hz左右)是步進(jìn)電機(jī)的固有特性，而細(xì)分是消除它的唯一途徑，如果您的步進(jìn)電機(jī)有時(shí)要在共振區(qū)工作(如走圓弧)，選擇細(xì)分驅(qū)動器是唯一的選擇。因?yàn)榧?xì)分后步進(jìn)電機(jī)的步距角將變小，要求步進(jìn)信號的頻率要相應(yīng)提高。驅(qū)動器細(xì)分后將對電機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動器本身產(chǎn)生的，和電機(jī)及控制系統(tǒng)無關(guān)。這就是細(xì)分的基本概念?？梢钥闯?步進(jìn)電機(jī)通過細(xì)分驅(qū)動器的驅(qū)動，其步距角變小了，如驅(qū)動器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，其步距角只為電機(jī)固有步距角的十分之一，也就是說：當(dāng)驅(qū)動器工作在不細(xì)分的整步狀態(tài)驅(qū)動上例的電機(jī)時(shí)，控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖，176。的電機(jī)，247。對于兩相步進(jìn)電機(jī),細(xì)分后電機(jī)的步距角等于電機(jī)的整步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)，例如細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)定為176。SH系列驅(qū)動器是靠驅(qū)動器上的撥位開關(guān)來設(shè)定細(xì)分?jǐn)?shù)的，您只需根據(jù)面板上的提示設(shè)定即可。SH2H057步進(jìn)電動機(jī)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(jī)，其外殼即為散熱體，所以使用時(shí)要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機(jī)柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導(dǎo)熱硅脂，在其旁邊加一個(gè)風(fēng)機(jī)也是一種較好的散熱辦法。 圖十二 電機(jī)與驅(qū)動器接線圖所以我們采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的SH系列步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器，型號為SH2H057。觸點(diǎn)規(guī)格：DC24V／1A或AC11OV／O．3A。此信號占兩個(gè)接線端子，此兩端為一繼電器的常開點(diǎn)，報(bào)警時(shí)觸點(diǎn)立即閉合。當(dāng)保護(hù)發(fā)生時(shí)，驅(qū)動器進(jìn)入脫機(jī)狀態(tài)使電機(jī)失電，但這時(shí)控制系統(tǒng)可能尚未知曉。此信號和控制系統(tǒng)配合使田，可產(chǎn)生相位記憶功能，其接口見圖十一。 圖九 輸入信號接口電路 圖十 外接限流電阻R步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的輸出信號有兩種(1).初相位信號：驅(qū)動器每次上電后將使步進(jìn)電機(jī)起始在一個(gè)固定的相位上，這就是初相位。OPTO端為三路信號的公共端，三路輸入信號在驅(qū)動器內(nèi)部接成共陽方式，所以O(shè)PTO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，參見圖九和圖十。所有型號驅(qū)動器的輸入信號都相同，共有三路信號，它們是：步進(jìn)脈沖信號CP、方向電平信號DIR、脫機(jī)信號FREE(此端為低電平有效，這時(shí)電機(jī)處于無力矩狀態(tài)；此端為高電平或懸空不接時(shí)，此功能無效，電機(jī)可正常運(yùn)行)。DC24V kg（五）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的原理與選擇1 .步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的選擇步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動，這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，或者說：控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號，通過驅(qū)動器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。快接線插頭：紅色表示A相，藍(lán)色表示B相；如果發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向不對時(shí)可以將A相或B相中的兩條線對調(diào)。型號：42BYGHl01。/ (176。齒輪比：G=360176。步距角的HB型電動機(jī)速比(設(shè)使用直接驅(qū)動方式)i=m/(360L)=2／(360)=1軸向力F=Fa+M=4+25=負(fù)載轉(zhuǎn)矩=FP／(2 )+()/2 =5／(2 )+ ( )/(2 )= 螺栓的慣量 =（）/32=（42）/32=.移動體的慣量=M=25= kg. 負(fù)載慣量為=+=+=.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。 圖七 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成在選擇步進(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。3. 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成與交直流電動機(jī)不同，僅僅接上供電電源，步進(jìn)電機(jī)不會運(yùn)行的。(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)殡姎狻⒇?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)。圖六 立體倉庫控制流程圖(四)步進(jìn)電機(jī)的原理與選擇步進(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)。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 根據(jù)前面的分析，該立體倉庫系統(tǒng)的運(yùn)行情況歸納如下：當(dāng)按下啟動按鈕后，允許進(jìn)行立體倉庫運(yùn)行的控制。若需從5取回物品，放入4庫，操作步驟如下：“就緒”燈亮?xí)r，按下按鈕鍵“5”，再按“取”鍵，運(yùn)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行程序要求取回貨物后，停在起初位置。(2)當(dāng)零號倉位上無貨物時(shí)，若無人操作，“就緒”燈亮10秒后，程序?qū)褦?shù)值最大倉庫號里的物品轉(zhuǎn)運(yùn)至沒有放貨物的倉號比它小的倉庫里。在延時(shí)的10秒內(nèi)，若按下數(shù)字5，然后按下“送”鍵，則運(yùn)行機(jī)構(gòu)將貨物放入5庫，若按下5鍵后，想取消此操作，可按下“放棄”鍵。如4都已有貨物，程序延時(shí)10秒，10秒內(nèi)若無外部操作指令，自動將貨物放在5倉庫。(4))零號倉位已有汽車，則下一個(gè)取指令（誤操作），將不被執(zhí)行。(2)按動取指令按鈕，觀察取出動作（若被選擇倉位內(nèi)無汽車，則該指令不被執(zhí)行）。(4)零號倉位已無汽車，則下一個(gè)送指令（誤操作）將不被執(zhí)行。(2)按動送指令按鈕，觀察送入動作（若被選擇倉位內(nèi)已有汽車，則該指令不被執(zhí)行）。，放置模型時(shí)，入位要準(zhǔn)確，并注意到倉位底部檢測開關(guān)已動作。（需另購）編寫程序并下裝至PLC。其工作原理如下：。當(dāng)堆垛機(jī)平臺移動到貨架的指定位置時(shí)，伸叉電機(jī)驅(qū)動貨臺向前伸出可將貨物取出或送入，當(dāng)取到貨物或貨已送入，則鏟叉向后縮回。(三)立體倉庫的工作原理本系統(tǒng)采用滾珠絲杠、滑杠和普通絲杠作為主要傳動機(jī)構(gòu)，電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)，其關(guān)鍵部分是堆垛機(jī)，它由水平移動、垂直移動及伸叉機(jī)構(gòu)三部分組成，其水平和垂直移動分別用兩臺步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠來完成，伸叉機(jī)構(gòu)由一臺直流電機(jī)來控制。綜合上述各方面的情況，確定使用FP0C16系列的PLC(FP0C16T)，再加一塊FP0E16RS擴(kuò)展單元和一塊FP0El6X型的擴(kuò)展單元。而FPO型的PLC有特殊功能指令SPD，可以方便的檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速；另外該P(yáng)LC的指令系統(tǒng)不宜算術(shù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理功能，加上其掃描速度較快，可以短時(shí)間內(nèi)完成PLD控制的運(yùn)算。 4選擇PLC型號根據(jù)上述的計(jì)算，我們需要輸入25點(diǎn)，輸出14點(diǎn)的PLC。 (2)．輸出設(shè)備的數(shù)量 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，X軸，Y軸的運(yùn)行共需要兩臺步進(jìn)電動機(jī)，Z軸需要一臺直流電動機(jī)，這樣控制步進(jìn)電動機(jī)和直流電動機(jī)共需要6點(diǎn)，就緒、取和放指示燈需要3點(diǎn)，十位顯示需要1點(diǎn)，BCD碼輸出顯示需要4點(diǎn)，所以輸出點(diǎn)需要14點(diǎn)?？傊?，采用循環(huán)掃描的工作方式也是PLC區(qū)別于微機(jī)的最大特點(diǎn)。而PLC是以反復(fù)掃描的方式工作的，它是循環(huán)地連續(xù)逐條執(zhí)行程序，任意時(shí)刻它只能執(zhí)行一條指令，這就是說PLC是以“串行”方式工作的。PLC與繼電接觸器控制的重要區(qū)別之一就是工作方式不同。 顯然掃描時(shí)間主要取決于程序的長短，一般每秒鐘可掃描數(shù)十次以上，這對于工業(yè)設(shè)備通常沒有什么影響。 PLC經(jīng)過這五個(gè)階段的工作過程，稱為一個(gè)掃描周期，完成一個(gè)周期后，又重新執(zhí)行上述過程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。 ⑤當(dāng)所有的指令執(zhí)行完畢時(shí)。 ③PLC的中央處理器對各個(gè)輸入端進(jìn)行掃描，將輸入端的狀態(tài)送到輸入狀態(tài)寄存器中，這就是輸入采樣階段。 ②PLC檢查是否有與編程器計(jì)算機(jī)等的通信請求，若有則進(jìn)行相應(yīng)處理，如接收由編程器送來的程序、命令和各種數(shù)據(jù)，并把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、出錯(cuò)信息等發(fā)送給編程器進(jìn)行顯示。自診斷內(nèi)容為I／0部分、存儲器、CPU等，發(fā)現(xiàn)異常停機(jī)顯示出錯(cuò)。整個(gè)工作過程可分為五個(gè)階段：自診斷，與編程器等的通信，輸入采樣，用戶程序執(zhí)行，輸出刷新，其工作過程框圖如圖五所示。如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。如常見的鍵盤掃描方式或I／0掃描方式，有鍵按下或I／0動作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序，無鍵按下則繼續(xù)掃描。PLC雖具有微機(jī)的許多特點(diǎn)但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。 但是當(dāng)選擇使用脈沖控制的電機(jī)時(shí)，必須選擇晶體管輸出形式的PLC。②.輸出接口電路 一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電路組成。 輸出接口電路將中央處理器送出的弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強(qiáng)電信號輸出，以驅(qū)動電磁閥、接觸器、電機(jī)等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。(3).輸入、輸出部分 這是PLC與被控設(shè)備相連接的接口電路。RAM中一般存放用戶程序、邏輯變量和供內(nèi)部程序使用的工作單元。系統(tǒng)程序一般包括檢查程序、翻譯程序和監(jiān)控程序。在PLC中使用兩種類型存儲器為RAM和ROM。CPU按系統(tǒng)程序賦予的功能，接收編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)，存入隨機(jī)存儲器RAM中，CPU按掃描方式工作，從0000首址存放的第一條用戶程序開始，到用戶程序的最后一個(gè)地址，不停地周期性掃描，每掃描一次，用戶程序就執(zhí)行一次?？刂泼姘迳系拈_關(guān)及按鈕功能及倉位號（見圖一、二）