【正文】 圖一控制面板上的開關(guān)及按鈕功能 圖二控制面板上的倉位號表一、控制面板上的按鈕功能表按鍵號功能選擇定義l自動選擇1號倉位手動機(jī)構(gòu)水平向左移動2自動選擇2號倉位手動機(jī)構(gòu)垂直向下移動3自動選擇3號倉位手動機(jī)構(gòu)水平向右移動4自動選擇4號倉位手動機(jī)構(gòu)水平向后移動5自動選擇5號倉位手動機(jī)構(gòu)垂直向上移動6自動選擇6號倉位手動機(jī)構(gòu)水平向前移動7自動選擇7號倉位手動無意義8自動選擇8號倉位手動無意義9自動選擇9號倉位手動無意義10自動選擇10號倉位手動無意義11自動選擇11號倉位手動無意義12自動選擇12號倉位手動無意義 (二) 可編程序控制器的原理與選擇PLC采用了典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由CPU、RAM、ROM和專門設(shè)計的輸入輸出接口電路等組成,PLC結(jié)構(gòu)示意圖如圖三所示，PLC邏輯結(jié)構(gòu)示意圖如圖四所示 圖三 PLC結(jié)構(gòu)示意圖 圖四 PLC邏輯結(jié)構(gòu)示意圖(1).中央處理機(jī)中央處理機(jī)是PLC的大腦，它是由中央處理器和存儲器組成。 機(jī)械部分采用滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機(jī)械元件組成，采用步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)作為拖動元件?，F(xiàn)在，僅以立體倉庫控制系統(tǒng)為例，介紹PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計。特別是遠(yuǎn)程通信功能的實現(xiàn)，易于實現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)（FMS）,使得PLC如虎添翼。近年來，國外發(fā)展的一個明顯的特征是產(chǎn)品的集成度越來越高，工作速度越來越快，功能越來越強(qiáng)，使用越來越方便，工作越來越可靠。我國在研制、生產(chǎn)自己PLC產(chǎn)品的同時，也引進(jìn)國外的PLC，不少公司、或替國外的公司推銷質(zhì)量與檔次較高的PLC產(chǎn)品，并負(fù)責(zé)售后服務(wù)；或與國外合資，生產(chǎn)各種檔次的PLC產(chǎn)品，并遠(yuǎn)銷海外，也向國內(nèi)銷售。(3)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在設(shè)計過程中采取了多層次抗干擾和精選元件措施，可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備一起工作，運(yùn)行的穩(wěn)定性可靠性較高，內(nèi)部處理不依賴于接點，元件的壽命幾乎不用考慮。其主要特點為：(1)PLC的軟件簡單易學(xué)，不存在計算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)電器控制技術(shù)之間的“鴻溝”。在了解PLC簡要工作原理和它的編程技術(shù)之后，就可結(jié)合實際需要進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計，進(jìn)而將PLC用于實際控制系統(tǒng)中。PLC的最大特點之一，就是采用易懂易學(xué)的梯形圖語言，就是采用易學(xué)易懂的梯形圖語言，它是以計算機(jī)軟件技術(shù)構(gòu)成人們慣用的繼電器模型,形成一套獨(dú)具風(fēng)格得以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言。對于立體倉庫控制系統(tǒng)，采用PLC控制，將傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯變?yōu)镻LC的程序控制邏輯。經(jīng)過調(diào)查，美國電氣制造商協(xié)會(NEMA)將其正式命名為可編程控制器(Programmable Controller)，簡稱PC。最初的可編程控制器主要用于順序控制，雖然采用了計算機(jī)的設(shè)計思想，但實際只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC。很快，對這項新技術(shù)的研究應(yīng)用從美、日、歐遍及到全世界。從招標(biāo)條件中可以看出，新型的工業(yè)控制器被設(shè)想為將硬件接線邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖绦蛴嬎悖幊陶Z言面向用戶，系統(tǒng)易于設(shè)計修改，既保留繼電器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、易于掌握、價格便宜的優(yōu)點，又結(jié)合吸收計算機(jī)的功能豐富、靈活通用、可靠性高的優(yōu)點，并且一定要適合在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)行。1968年，為使汽車型號不斷翻新，以在激烈的市場競爭中取勝，美國通用汽車公司(GM)從用戶角度提出了新型控制器應(yīng)具備的十項條件進(jìn)行招標(biāo)，即有名的十項招標(biāo)指標(biāo)，之后立即引起了開發(fā)熱潮。傳統(tǒng)的繼電接觸器控制采用的是固定接線方式，一旦生產(chǎn)過程有所變動，就得重新設(shè)計線路連線安裝，不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。20世紀(jì)60年代初，大規(guī)模生產(chǎn)提出了多機(jī)群控的要求，其所配置的繼電器系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜?，F(xiàn)代社會中各類產(chǎn)品的品種和型號不斷地改進(jìn)和翻新，可謂日新月異，所以產(chǎn)品生產(chǎn)具有多品種、小批量、低成本和高質(zhì)量的特點。既要增加硬件的購置費(fèi)用，又延長了施工周期。如果某一個繼電器損壞，甚至僅僅是一對觸點接觸不良，就可能造成系統(tǒng)癱瘓，而故障的查找和排除又往往是困難的，需要花費(fèi)很長時間。[關(guān)鍵詞]：PLC 立體倉庫 位置控制 硬件 The hardware program is devised in warehouse controller system JIA XIAOJI[Abstract]: Programmable Logic Controller is shorted PLC. It is a new industry controller device with together electronic, puter, automatic control, munication technology, which has the microprocessor as the base、the order memory and the interface of input and output. It can do these operation such as saving and executing order, doing position control、logic control and sequence control、timing, calculating sums and so on. It can also control machine and the process of various types production by using the digital and the analog input and output. The article is introduced the design of the hardware and selection, which used into the auto warehouse control system, the features of the Panasonic FP0 programmable controllers and the programs of the auto warehouse control system. Compare with the relay control system, PLC has more advantages such as simple software, convenience in using and maintaining, stable and reliable operation, the short period of the design. It has the valuable of general spread with the application of the auto warehouse control system. [Keywords]:PLC Warehouse Position control Hardware 二、緒言在工業(yè)控制領(lǐng)域，為了實現(xiàn)弱電對強(qiáng)電的控制，使機(jī)械設(shè)備實現(xiàn)預(yù)期的要求，繼電器系統(tǒng)曾被廣泛使用并占主導(dǎo)地位。本文介紹立體倉庫控制系統(tǒng)硬件設(shè)計與選擇,松下電工系列FP0型PLC的特點以及在立體倉庫控制系統(tǒng)應(yīng)用中的程序設(shè)計。立體倉庫控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 一、[摘 要]：可編程序控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC,是一種以微處理器為基礎(chǔ)、帶有指令存儲器和輸入輸出接口、綜合了微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)的新一代工業(yè)控制裝置。它能夠存儲和執(zhí)行指令，進(jìn)行位置控制、邏輯控制、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC具有軟件簡單易學(xué)，使用維護(hù)方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，設(shè)計施工周期短等優(yōu)點，對于立體倉庫控制系統(tǒng)的應(yīng)用，更具有普遍推廣的價值。雖然它具有結(jié)構(gòu)簡單、易學(xué)易懂、價格便宜的優(yōu)點，但其控制過程是由硬件接線的方式實現(xiàn)的。如果產(chǎn)品更新?lián)Q代，則需改變整個系統(tǒng)的控制元件及其組合，重新進(jìn)行復(fù)雜的接線?？梢?，繼電器控制系統(tǒng)存在著可靠性低、適應(yīng)性差的缺點，給人們在使用上帶來很大的不便和遺憾。顯然，傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)己無法滿足頻繁變動的控制要求，人們開始尋求新的控制系統(tǒng)。恰逢此時出現(xiàn)了小型計算機(jī)，于是，人們試圖用小型計算機(jī)系統(tǒng)取代復(fù)雜的繼電器系統(tǒng)來實現(xiàn)工業(yè)控制。但小型計算機(jī)用于工業(yè)控制時存在價格昂貴、輸入輸出電路不匹配和編程技術(shù)復(fù)雜等問題，故未能得到推廣應(yīng)用。這十項招標(biāo)指標(biāo)是： ①編程簡單，可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序；②維護(hù)方便，采用插入式模塊結(jié)構(gòu)；③可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；④體積小于繼電器控制柜；⑤能與管理中心計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信；⑥成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競爭；⑦輸入量是115V交流電壓(美國電網(wǎng)電壓110V)；⑧輸出量為115V交流電壓，輸出電流在2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥；⑨系統(tǒng)擴(kuò)展時，原系統(tǒng)只需作很小變動；⑩用戶程序存儲器容量至少4K字節(jié)。美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)1969年中標(biāo)，研制出符合要求的控制器，即世界上第一臺可編程控制器，在通用汽車公司的汽車裝配線上首次應(yīng)用即獲成功?？删幊绦蚩刂破鞯玫讲粩嗟馗倪M(jìn)和發(fā)展，迅速成為現(xiàn)代工業(yè)控制的主導(dǎo)產(chǎn)品。70年代后期，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及微處理器的應(yīng)用，可編程控制器的功能不斷擴(kuò)展和完善，早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，具備了模擬量控制、過程控制以及遠(yuǎn)程通信等強(qiáng)大功能。但為了與個人計算機(jī)(Personal Computer)的專稱PC相區(qū)別，常常把可編程控制器簡稱為PLC。PLC的內(nèi)部繼電器可代替所有用于邏輯控制的中間繼電器，使噪音下降，使用設(shè)備壽命延長，體積減小。梯形圖控制符號和定義與常規(guī)繼電器展開圖完全一致, 電氣操作人員使用起來得心應(yīng)手，不存在計算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)電氣控制技術(shù)之間的專業(yè)“鴻溝”?？删幊绦蚩刂破鞯膬?yōu)點與這個“可”字有關(guān)，從軟件來講，它的程序可編、也不難編，從硬件上講，它的配置可變、也易變。(2)使用和維護(hù)方便，硬件配置方便，安裝方便，使用方便，維護(hù)也方便。(4)設(shè)計施工周期短，在系統(tǒng)設(shè)計完成以后，現(xiàn)場施工和PLC程序設(shè)計可以同時進(jìn)行，周期短，而且程序的調(diào)試和維修都很方便?？梢灶A(yù)見，PLC的應(yīng)用將會越來越廣泛，我國的工業(yè)自動化程度必將提高到一個新水平。PLC可進(jìn)行模擬量控制，位置控制。PLC現(xiàn)己廣泛用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動化提供了有力的工具，加速了機(jī)電一體化的進(jìn)程。三、立體倉庫硬件設(shè)計(一)立體倉庫主體結(jié)構(gòu) 立體倉庫主體由底盤、四層十二倉位庫體、運(yùn)動機(jī)械及電氣控制等四部分組成。電氣控制是由松下電工生產(chǎn)的FP0型可編程序控制器(PLC)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源模塊、開關(guān)電源、位置傳感器等器件組成。①.中央處理機(jī)(CPU)一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成,、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲單元、輸入輸出( I/O)接口電路相連接.不同型號的PLC可能使用不同的CPU部件，制造廠家使用CPU部件的指令系統(tǒng)編寫系統(tǒng)程序，并固化到只讀存儲器ROM中。CPU的主要功能：②.存儲器存儲器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，用來存儲系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其它一些信息。，ROM中的內(nèi)容是由PLC的制造廠家寫入的系統(tǒng)程序，并且永遠(yuǎn)駐留（PLC去電后再加電,ROM內(nèi)容不變）。，RAM是可讀可寫存儲器，讀出時，RAM中的內(nèi)容不被破壞；剛寫入的信息就會消除原來的信息。(2).電源部件電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成供給PLC的中央處理器、存儲器等電子電路工作所需要的直流電源，使PLC能正常工作，PLC內(nèi)部電路使用的電源是整體的能源供給中心，它的好壞直接影響PLC的功能和可靠性，因此目前大部分PLC采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。用戶設(shè)備需輸入PLC的各種控制信號，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其它一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量(要通過模數(shù)變換進(jìn)入機(jī)內(nèi))等，通過輸入接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠接收和處理的信號。①.輸入接口電路 現(xiàn)場輸入接口電路一般由光電耦合電路和微電腦輸入接口電路組成。PLC一般采用繼電器輸出，也有的采用晶閘管或晶體管輸出。除了上面介紹的這幾個主要部分外，PLC上還配有和各種外圍設(shè)備的接口，均用插座引出到外殼上，可配接編程器、計算機(jī)、打印機(jī)、錄音機(jī)以及A／D、D／A、串行通信模塊等，可以十分方便地用電纜進(jìn)行連接。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。PLC則采用循環(huán)掃描工作方式，在PLC中，用戶程序按先后順序存放，如CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點發(fā)出相應(yīng)的控制信號。圖五 PLC結(jié)構(gòu)過程框圖①每次掃描用戶程序之前，都先執(zhí)行故障自診斷程序。若自診斷正常，繼續(xù)向下掃描。如果有與計算機(jī)等的通信請求，也在這段時間完成數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送任務(wù)。 ④中央處理器CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，以對輸入和原輸出狀態(tài)(這些狀態(tài)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)）進(jìn)行“處理”，即按程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行邏輯、算術(shù)運(yùn)算，再將正確的結(jié)果送到輸出狀態(tài)寄存器中，這就是程序執(zhí)行階段。集中把輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)通過輸出部件轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接受的電壓或電流信號，以驅(qū)動被控設(shè)備，這就是輸出刷新階段。掃描周期是PLC的重要指標(biāo)之一，在不考慮第二個因素(與編程器等通訊)時，掃描周期T為: T=(讀入一點時間x輸入點數(shù))+(運(yùn)算速度x程序步數(shù))+(輸出一點時間x輸出點數(shù))+故障診斷時間。但對控制時間要求較嚴(yán)格，響應(yīng)速度要求快的系統(tǒng)，就應(yīng)該精確的計算響應(yīng)時間，細(xì)心編排程序，合理安排指令的順序，以盡可能