【正文】 型，可以通過(guò)擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)，降低了經(jīng) 濟(jì)投入。 S7 系列 PLC 有專(zhuān)門(mén)的高速脈沖輸出端，可以方便的完成步進(jìn)電機(jī)的控制。西門(mén)子 S7 系列 PLC 體積小、速度快、 標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。根據(jù)所控制的 執(zhí)行機(jī)構(gòu)電源電壓及功率來(lái)決定輸出觸點(diǎn)類(lèi)型，如果系統(tǒng)里有需要用到高速脈沖 輸出控制步進(jìn)電機(jī)或伺服系統(tǒng)時(shí)，一定要選擇晶體管輸出類(lèi)型。經(jīng) 過(guò)估算本設(shè)計(jì)中需要輸入端口 40 個(gè)，輸出端口 21 個(gè)。 （ 2）輸入輸出點(diǎn)數(shù)：所謂的 輸入輸出點(diǎn)數(shù)指的是整個(gè)控制系統(tǒng)需要用到的 PLC的輸入點(diǎn)個(gè)數(shù)和輸出點(diǎn)個(gè)數(shù)。 PLC 機(jī)型的選擇 （ 1）輸入電源電壓： 24VDC 還是 220VAC，根據(jù)供電系統(tǒng)電壓來(lái)選擇，一般來(lái)說(shuō)，不建議直接從動(dòng)力電源直接取電，最好用隔離變壓器把動(dòng)力電源和控制電源隔離 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 9 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 開(kāi)來(lái)，同時(shí)做好濾波等抗干擾措施。通過(guò)軟件對(duì) PLC 內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)軟件對(duì) PLC 的 CPU 與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。 （ 3）診斷功能 PLC 的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。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 中常采用。離線(xiàn)編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。 （ 2）編程功能 離線(xiàn)編程方式： PLC 和編程器公用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)， CPU 只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。 根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇 [4]。 （ 6）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維修工作量少，維修方便。 （ 4）配套齊全，使用方便。 （ 2）功能強(qiáng)大，性?xún)r(jià)比高。電源部件是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電源的裝置，它向 PLC 提供所需的高質(zhì)量直流電源。 （ 2）中央處理單元 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 8 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 3）電源部件中央處理器單元包括微處理器 、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。 （ 1）輸入 /輸出模塊在 PLC 中， CPU 是通過(guò)輸入 /輸出模塊與外界連接的。 承 承承 承 / 承 承承 承承 承承 承1 承 承 承 承1 2 承 承 承 承承 承 0 承 承 承承 承 1 2 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承承 承承 承承 承承 承承 承承 承 承 承承 承 承 承承 承 承 承 承 承承 承 1 承 承 承承 承 1 2 承 承 承承 承PLC 圖 31 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 可編程控制器的選型 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 可編程 控制器的基本結(jié)構(gòu)由輸入 /輸出模塊、中央處理單元、電源部件和編 程器等組成。 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 7 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本課題設(shè)計(jì)采用的是運(yùn)用 PLC 控制系統(tǒng)來(lái)控制立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)動(dòng) .這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是能快速的對(duì)輸入信號(hào)做出反應(yīng)控制立體倉(cāng)庫(kù) ,而且檢修起來(lái)較為方便。第三節(jié)講述了 PLC 的優(yōu)點(diǎn)和選擇 PLC 進(jìn)行控制的原因。主要由貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)、貨物存取和傳送系統(tǒng)、控制和管理等三大系統(tǒng)所組成。 立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖 24 所示： 確 定 課 題分 析 課 題確 定 方 案資 料 搜 集確 定 硬 件 配 置設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)運(yùn) 行 并 分 析課 題 總 結(jié)繪 電 氣 原 理 圖編 寫(xiě) 程 序調(diào) 試 程 序錯(cuò) 誤 圖 24 課題設(shè)計(jì)步驟 小結(jié) 本章圍繞系統(tǒng)方案的確定，首先對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 6 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 6） 將程序輸入 PLC 進(jìn)行軟件測(cè)試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。 （ 4） 分配 I/O 點(diǎn)，分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線(xiàn)圖。根據(jù)立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶(hù)輸入、輸出設(shè)備。 立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)參數(shù)的確定 表 23 立體倉(cāng)庫(kù)具體參數(shù)： 出 /入貨柜臺(tái)最重物品 20Kg 每個(gè)倉(cāng)位的高度 4． 5CM 倉(cāng)位的上下距離 0． 5CM 倉(cāng)位的平行距 0． 5CM 倉(cāng)位的體積 4 M3 可編程控制器（ PLC）電源 24V DC 堆垛機(jī)電源 220V AC,50Hz 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 在立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)過(guò)程中主要要考慮以下幾點(diǎn)： （ 1） 深入了解和分析立體倉(cāng)庫(kù)的工藝條件和控制要求。選擇 PLC 是因?yàn)樗姆€(wěn)定性比單純 的使用單片機(jī)要穩(wěn)定的多，所能實(shí)現(xiàn)的功能也強(qiáng)大的多。其控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，更改容易，施工周期短；系統(tǒng)維護(hù)容易。 采用 PLC 控制立體倉(cāng)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn) PLC 的應(yīng)用非常廣泛，按 PLC 編程功能可分為 4 大類(lèi) [2]：開(kāi)關(guān)量順序控制、通信功能、模擬量控制、運(yùn)動(dòng)控制。 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 5 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 4） 取貨和送貨指令完成后，機(jī)構(gòu)自動(dòng)返回原來(lái)位置。 （ 3） 當(dāng)取貨的時(shí)候，選擇欲取貨物的倉(cāng)位號(hào)后，按動(dòng)取貨按鈕后，在控制面板的數(shù)碼管里顯示出來(lái)，堆垛機(jī)可以自動(dòng)將貨物取出。若被指定的倉(cāng)位號(hào)里有貨物，則送貨命令不被執(zhí)行。 （ 2） 當(dāng)送貨的時(shí)候，選擇欲送貨物的倉(cāng)位號(hào)，按動(dòng)倉(cāng)位號(hào)對(duì)應(yīng)的按鈕，控制面板數(shù)碼管顯示倉(cāng)位號(hào)。 系統(tǒng)控制面板如下圖 22 所示： 123取 消45671 1981 01 2送 進(jìn)取 出就 緒自 動(dòng)手 動(dòng)倉(cāng) 位 號(hào) 顯 示運(yùn) 行 狀 態(tài) 顯 示功 能 選 擇 開(kāi) 關(guān) 小 鍵 盤(pán)取送急 停 圖 22 控制面板 因此本課題設(shè)計(jì)的具體控制功能如下： （ 1） 將選擇開(kāi)關(guān)置于自動(dòng)位置，通電狀態(tài)下，各機(jī)構(gòu)復(fù)位，即返回零位。 立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的功能 1 0 1 1 1 27 8 94 5 6 1 2 30承 承 承承 承 承 承 承承承承承承承承 承 承 承 承 承 承 承 承承 承 承 承 承 承 承 承 承 承承 承 承 承 承 承P L C承 承 承 承 承 承 承 承 承 承 圖 21 立體倉(cāng)庫(kù)模型圖 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 4 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 在此設(shè)計(jì)的立體倉(cāng)庫(kù)需要滿(mǎn)足一下功能： （ 1） 堆垛機(jī)（機(jī)械手）要有三個(gè)自由度，即：前進(jìn)、后退；上、下；左、右； （ 2） 堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)； （ 3） 堆垛機(jī)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； （ 4） 堆垛機(jī)前 進(jìn)、后退和上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)必須有超限位保護(hù)； （ 5） 每個(gè)倉(cāng)位必須有檢測(cè)裝置（微動(dòng)開(kāi)關(guān)），當(dāng)操作有誤時(shí)發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)警信號(hào)； （ 6） 當(dāng)按完倉(cāng)位號(hào)后，沒(méi)按入或取前，可以按取消鍵進(jìn)行取消該操作。貨物存儲(chǔ)系統(tǒng)由立體貨架的貨格 (托盤(pán)或貨箱 )組成，貨架按照排、列、層組合而成立體倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存系統(tǒng)；貨物存取和傳送系統(tǒng)承擔(dān)貨物存取、出入倉(cāng)庫(kù)的功能，它由有軌或無(wú)軌堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送機(jī)、裝卸機(jī)械等組成；自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)視情況不同采取不同的控制方式：有的倉(cāng)庫(kù)只采取對(duì)存取堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送機(jī)的單臺(tái) PLC 控制，機(jī)與機(jī)無(wú)聯(lián)系；有的倉(cāng)庫(kù)對(duì)各單臺(tái)機(jī)械進(jìn)行 聯(lián)網(wǎng)控制。 XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 共 57 頁(yè) 第 3 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 2 章 .系 統(tǒng)控制方案的確定 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的簡(jiǎn)介 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是機(jī)械和電氣、強(qiáng)電控制和弱電控制相結(jié)合的產(chǎn)品。立體倉(cāng)庫(kù)發(fā)展速度越來(lái)越快，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理而利于企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化管理等特點(diǎn)，已成為企業(yè) 物流 和生產(chǎn)管理不可缺少的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，越來(lái)越受到企業(yè)的重視。因此，進(jìn)行立體倉(cāng)庫(kù)的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)機(jī)械手行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大 PLC 在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價(jià) 值。 PLC 作為工業(yè)自動(dòng)化三大支柱的重要一部分，因?yàn)槠淇煽啃愿摺⒖垢蓴_能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)安裝容易等特點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域。該系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種工 作模式，通過(guò)鍵盤(pán)可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。電氣控制部分由西門(mén)子生產(chǎn)的 S7200 型的可編程控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、各種位置電磁傳感器和一些低壓電器元件組成。 本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容 本設(shè)計(jì)用西門(mén)子 S