【正文】 減輕了工人綜合勞動強(qiáng)度 。 在管理系統(tǒng)，研究的主要內(nèi)容即貨物出入庫、存儲及貨位分配在自動化立體倉庫中的實現(xiàn)。 與 RFID 技術(shù)相結(jié)合，對 貨物 的出入庫頻率進(jìn)行統(tǒng)計，以此劃分出貨物的大致存放區(qū)域； 與此同時，使 用 貨物空間自動均勻分配算法，實現(xiàn)貨物的貨物空間分布均勻 以及就近入庫出庫 。 在執(zhí)行系統(tǒng)中，首先 建立實驗室規(guī)模的自動化立體倉庫系統(tǒng) ；針對整個控制系統(tǒng)和電氣控制原理進(jìn)行合理 分析，從而 對下位 執(zhí)行系統(tǒng)的整體功能 進(jìn)行開發(fā)與設(shè)計，然后對 每個單元 PLC 的控制功能模塊 進(jìn)行 分析 ；最終編寫 PLC 程序， 局部試調(diào)通過之后， 集成上述三個單元，并實現(xiàn)其順序 控制。 [12] 自動化立體倉庫的模塊設(shè)計 根據(jù)各模塊的功能，在自動化倉庫中 排列了每個部件之間的具體方位，如下： 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 4 圖 21 功能模塊圖 步進(jìn)電機(jī) 直流電機(jī) 垂直桿 驅(qū)動器 PLC 控制器 步進(jìn)電機(jī) 控制版面 繼電器 水平桿 倉位模型 限位開關(guān) 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 5 第 3 章 立體倉庫的硬件設(shè)計 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本設(shè)計的控制對象可分為三個控制區(qū)域，即傳送帶、機(jī)械手及立體倉庫。每臺輸送機(jī)可由安裝在其上面的光電開關(guān)根據(jù)程序設(shè)計自動控制啟 /停及正 /反轉(zhuǎn)，完成貨物送入、取出動作。 [13] 機(jī)械手的控制 機(jī)械手的動作由氣缸驅(qū)動，而氣缸由對應(yīng)的電磁閥控制，當(dāng)下降電磁閥通電時，機(jī)械手下降，當(dāng)下降電磁閥斷電時機(jī)械手停止，只有當(dāng)上升電磁通電時，機(jī)械手才上升，斷電時才停止。 立體倉庫及自動堆垛機(jī) 控制 在立體貨庫中配有一臺全自動堆垛機(jī)，由二臺步進(jìn)電機(jī)和一臺直流電機(jī)控制，可進(jìn)行行走、升降及叉貨控制。堆垛機(jī)在行走方向共有三個限位開關(guān) ： 左 /右極限限位開關(guān)和行走認(rèn)址限位開關(guān)，行走的位置靠碰到限位開關(guān)計數(shù)來完成。在實驗臺的按鈕板上有一些轉(zhuǎn)換開關(guān)和按鈕，用于手動控制操作。 [14] 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 6 圖 31 儲存單元圖 傳感與檢測系統(tǒng)設(shè)計 傳感器（ transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。 光電傳感器 光電傳感器， 通常分 NPN 集電極開路 輸出與 PNP 集電極開路輸出 ，傳感器本系統(tǒng)只使用了 NPN 集電極開路輸出。 在 自動化 倉庫中采用 EESPY402 凹槽型、反射型接插件式傳 感器 用作 貨物 的檢測。 第三， 其 電源電壓為 DC524V 的大量程電壓輸出型；帶有容易調(diào)整的光軸標(biāo)識；帶有便于調(diào)整，動 作確認(rèn)的光顯示 。 其對不同顏色的檢測距離不相同，反射性能越好檢測的距離越遠(yuǎn)。 電容傳感器 圖 34電容傳感器基本原理圖及接線圖 電容傳感器的兩種形式 分為 ： NPN 集電極開路輸出和 PNP 集電極開路輸出，在本系統(tǒng) 中， 只使用了 PNP 集電極開路輸出型。 在本單元所使用的傳感器的位置及型號如下表所示： 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 9 表 31 傳感器的位置及型號 傳感器位置 型號 說明 編碼器 前后參考點 CR188D 電容傳感器 NPN集電極開路輸出 升降 參考點 BS5T2M NPN集電極開路輸出 升降上到位 DC73 舌簧型磁性開關(guān) 轉(zhuǎn)移氣缸右到位 DC73 舌簧型磁性開關(guān) 物料檢測 CCD40N 漫反射型光電傳感器 NPN集電極開路輸出 列一參考點 BS5T2M NPN集電極開路輸出 列二參考點 BS5T2M NPN集電極開路輸出 列 三參考點 BS5T2M NPN集電極開路輸出 列四參考點 BS5T2M NPN集電極開路輸出 S7— 200 系列 PLC 與通信系統(tǒng)的連接 整個控制系統(tǒng)的 下位機(jī) 含 三個主要組成部分： 傳送帶、機(jī)械手、堆垛機(jī) ，均采用 PLC（可編程控制器） S7200 系列 實現(xiàn) 其 自動控制 。 [15] 通過 PC/ PPT 電纜建立 S7200 CPU 與個人計算機(jī)連接。 PC/ PPI 電纜 RS485 端子（ PPI） 連接到 CPU 的通信口。本機(jī)集成 24 輸入 / 16 輸出 40 個數(shù)字 I/ 0 點。 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 2 個 RS485 通訊 /編程 端 口 ，并具備 PPI 通訊協(xié)議以及 自由方式通訊能力，四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 11 還 有功能強(qiáng) 大 、體積 精 小、性價比 較 高等 優(yōu)勢 ， 而且還具有高速脈沖輸出（ PTO）功能，能 驅(qū)動步進(jìn)電機(jī) 。CPU226 外設(shè)接線圖 如下： 圖 37 CPU226外圍典型接線圖 立體倉庫驅(qū)動設(shè)計 步進(jìn)電 動 機(jī) 步進(jìn)電動機(jī)是用專門的步進(jìn)驅(qū)動器驅(qū)動， 而非 直接通過 PLC 驅(qū)動， 連接步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)驅(qū)動器 ， PLC 只需向步進(jìn)驅(qū)動器提供方向信號與 脈沖信號 。 [16] 該程序可以分為主程序，子程序與中斷程序三大 部分，分工明確，相互配合。 而 子程序負(fù)責(zé)設(shè)定 高速脈沖指令 PLC 的控制字節(jié) ， 輸出的脈沖個數(shù) 和 脈沖周期 ， 然后連接 開放和 中斷， 最終 輸出高速脈沖， 驅(qū)動步進(jìn)電機(jī) 電動機(jī) 運行。 步進(jìn) 電動機(jī) 的 定位程序。定位程序的 PLC 編號 、 PLC 接線以及 驅(qū)動器、 電動機(jī)驅(qū)動器與復(fù)位程序均保持不變 。 脈沖分配器不可以直接驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)， 須 通過由功率放大器放大，才能向步進(jìn)電機(jī)的繞組提供足夠的電流。 圖 39 驅(qū)動器接線示意圖 變頻器 通常情況下， “ 變頻器 ” 是指 把 頻率 和電壓 固定不變的交流電變 轉(zhuǎn)換為 頻率或 電壓 可變的交流電的裝置。 在 逆變器的 電壓變化 和輸出頻率 來改變電機(jī)的運行曲線時，即改變曲線上 的 n0，電動機(jī)運行曲線下移 。 變頻器 連接到 PLC： 變頻器的輸入信號包括：運行、正轉(zhuǎn)、 反轉(zhuǎn) 、停止信號， 變頻器通過繼電器接點 與上機(jī)位 相互連接，利用脈沖序列作為頻率指令以 得出 運行信號。 程序運行 的步驟 ：首先，按復(fù)位按鈕， 使堆垛機(jī) 復(fù)位， 機(jī)械手下降以抓取貨物，隨后 向上移動到合適的位置 后，開始右移 ，氣缸 右移 到正確的 位置，機(jī)械手下降，在合適的位置放下其所托運的 貨物。 在堆垛機(jī) 運行過程中 ，步進(jìn)電機(jī)控制 其水平運行， 變頻器控制其垂直 運行 。 同樣，經(jīng)過 調(diào)用向上或向下運行子程序， 并 準(zhǔn)確 設(shè)定脈沖 數(shù)目，以此 使堆垛機(jī)在向上或向下運行時，能 達(dá)到所需 的高度。 而 一旦遇見 出現(xiàn) 發(fā)生錯誤的情況，可以立即摁下緊急停止按鈕，使堆垛機(jī)的 動作 停止。 [17] 注： 編寫 子程序 ，一次就可，其余程序如遇到需要，方可調(diào)用。 中斷程序 被設(shè)置為不由程序調(diào)用，而是在中斷事件發(fā)生時，由操作系統(tǒng)調(diào)用，中斷程序中能夠 調(diào)用一級子程序 。 四川理工