【正文】 元件。它可以接收很寬的電源電壓范圍，輸出信號方式為線性驅(qū)動輸出。 E6B2 編碼器的分辨率比較高，可以保證較精確的測量。變 9 調(diào)光式與直流光式相比具有的優(yōu)點有：不易受外來光的干擾，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)志，帶有便于調(diào)整、動作確認(rèn)的入光顯示燈。 圖 8 反射式傳感器的結(jié)構(gòu) 工作原理 當(dāng)物體對于傳感器移動時，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)的直流信號并輸出電平。 圖 9 反射式傳感器的時間圖和輸出電路 a) 時間圖 b）輸出電路 它有三根連接線（紅、藍、黑），紅線 接電源的正極，黑線接電源的負極，藍線為輸出信號，當(dāng)與擋塊接近時輸出電平為低電平，否則為高電平。 如圖 10 所示。當(dāng) 24V 電壓加到發(fā)光二級管 VL 時，它將光發(fā)射給光敏二極管 VD， VD 接收到光導(dǎo)通，晶體管導(dǎo)通，輸出為 ON。其中， 4 個對射式傳感器分別作為 X、 Y 軸的限位控制，入光時輸出晶體管為 ON；2個對射式傳感器分別作為貨架在 X和 Y軸的到位檢測，遮光時輸出晶體管為 ON，如果貨架未到達正確位置， Z 軸電動機將不能運行，以確保 PLC 程序出錯時不至于損壞設(shè)備； 2 個對射式傳感器作為 Z 軸的限位控制，遮光時，輸出晶體管為 ON，其信號對應(yīng) PLC 的輸入點的 X9（后限位）和 X8（前限位）。 FP∑體積小，功能強大，擁有一個中型的 PLC 所具有的所有功能。 自動化立體倉庫的硬件接線圖 及工作原理框圖 如圖 11 所示。 自動化立體倉庫的工作原理框圖 如圖 12 所示。 PLC 控制單元根據(jù)控制要求向運動機構(gòu)發(fā)出控制命令，同時向步進電機發(fā)出脈沖信號 ；步進電動機通過步進電動機驅(qū)動器對控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號進行采集、處理，最終將脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移，形成步進電動機轉(zhuǎn)子的機械位移，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的運行。傳感器將檢測到信號反饋給 PLC，從而可以進行貨物限位。 自動化立體倉庫系統(tǒng)模型將滾珠絲杠、滑桿和普通絲杠作為主要的傳動機構(gòu)，將步進電動機和直流電動機作為 拖動部件。其水平移動用直流電動機拖動，位置檢測采用了旋轉(zhuǎn)編碼器；垂直移動采用步進電動機拖動，由 PLC 發(fā)出控制脈沖和方向控制信號驅(qū)動滾珠絲杠來完成；伸叉機構(gòu)由一臺直流電動機控制。當(dāng)堆垛機平臺移動到貨架的指定位置時，伸叉電動機驅(qū)動載貨臺向前伸出可將貨物取出或送人，當(dāng)取到貨物或貨已送入，則載貨臺后退至原位 。 2）送入貨品 首先區(qū)分是哪一類物品 ，將貨物送入貨臺， 并將信號傳入到PLC 控制系統(tǒng)中，以便 PLC 決定將貨物放到哪一個貨倉中。載貨臺自動回復(fù)初始位置等待下一次命令的到來。 倉庫分類 整個自動化立體倉庫共有 20 個庫位，用來存入 5 類貨物，分別為 A、 B、 C、D、 E 五類，它們對應(yīng)的倉位號如下所示： A 類物品： 1 號、 2 號、 3 號、 4 號倉位 15 B 類物品： 5 號、 6 號、 7 號、 8 號倉位 C 類物品： 9 號、 10 號、 11 號、 12 號倉位 D 類物品： 13 號、 14 號、 15 號、 16 號 倉位 E 類物品： 17 號、 18 號、 19 號、 20 號倉位 操作控制 （ 1） 操作面板 自動化立體倉庫的操作面板如圖 14 所示 . 圖 14 自動化立體倉庫模擬控制面板 （ 2） 控制單元 1） 自動控制初始化單元： R130/R901 R500、 XF 2） X 軸、 Y 軸回復(fù)零位單元： X X XB、 Y R500、 R9010 3） 進料臺、出料臺回復(fù)零位控制： X X X X XB、 XD、 XE、 Y YB、YC、 R500、 R50 R600、 R700、 R800、 R801 4） 系統(tǒng)就緒狀態(tài)控制： R50 R600、 R700、 R60F 5） 倉庫的循環(huán)掃描： T YD、 YE、 YF、 X20～ X2 R20～ R2 R30～ R3R40～ R43 6）物品類別： A 類 (R50)： 1 號 (R20)、 2 號 (R21)、 3 號 (R22)、 4 號 (R23) B 類（ R51）： 5 號 (R30)、 6 號 (R31)、 6 號 (R32)、 7 號 (R33) 16 C 類 (R52)： 9 號 (R40)、 10 號 (R41)、 11 號 (R42)、 12 號 (R43) D 類（ R53）： 13 號 (R27)、 14 號 (R26)、 15 號 (R25)、 16 號 (R24) E 類（ R51）： 17 號 (R37)、 18 號 (R36)、 19 號 (R35)、 20 號 (R34) 7） 送入貨物控制 ： 進料臺控制： X X Y Y R50 R600、 R60F、 R280、 R281 伸叉機構(gòu)控制： X X Y0、 Y Y Y R600、 R60 R60 R903A 取物控制： X XB、 Y0、 Y R60 R60 R60 R60 R60 R70R70 R903C 倉位定位控制： X Y Y R200、 R20 R20 R20 R20 R20R20 R20 R300、 R400、 R60 R60 R60 R70 R70 R903C 貨物送入倉庫： Y0、 Y R200、 R20 R20 R20 R20 R20 R20R20 R300、 R30 R30 R30 R30 R30 R30 R30 R400、 R40R40 R40 R604 返回零點： R500、 R600、 R60 R60 R606 8） 取出貨物控制 ： 平臺運行控制： R700、 R70 R70 R70 R70 R705 取出物品： R200、 R20 R20 R20 R20 R20 R20 R20 R300、R30 R30 R30 R30 R30 R30 R30 R400、 R40 R40 R403 、R702 中轉(zhuǎn)定位控制： Y R70 R70 R70 R903C 出料臺放物控制： Y0、 R70 R704 出料臺旋轉(zhuǎn)： XD、 YA、 R705 返回零點： R500、 R700、 R70 R705 4 自動化立體倉庫 PLC 運動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 自動化立體倉庫 系統(tǒng)的工作流程圖 自動化立體倉庫的入庫流程圖 自動化立體倉庫的入庫流程圖 如圖 15 所示。 圖 15 自動化立體倉庫系統(tǒng)的入庫流程 自動化立體倉庫的出庫流程圖 自動化立體倉庫的出庫流程圖 如圖 16 所示。 18 圖 16 自動化立體倉庫的出庫流程 系統(tǒng)的程序設(shè)計 立體倉庫控制的初始化設(shè)定， X、 Y、 Z 軸復(fù)位 （ 1） 脈沖輸出控制和物品類別控制的控制程序。為了使 PLC 能夠發(fā)出脈沖信號，首先要選擇具有脈沖輸出功能的 PLC，并且在程序內(nèi)設(shè)定脈沖輸出的規(guī)律。 （ 2） 自動控制初始化設(shè)定程序。 （ 3） X 軸、 Y 軸回復(fù)零位控制程序。 X 軸回復(fù)到零位的同時，如果 Y 軸不在下極限位置 (X7 為 OFF)，那么 F171(SPDH)指令就會控制 PLC發(fā)出一定規(guī)律的脈沖信號，驅(qū)動 Y 軸向下運動，直到達到下極限位置 (X7 為 ON)，然后向特殊數(shù)據(jù)寄存器 DT90052 中送入十六進制數(shù)據(jù) H2021 停止當(dāng)前的脈沖輸出，再送入 H2021 給下一次的脈沖輸出控制做好準(zhǔn)備。 當(dāng) X 軸、 Y 軸均回復(fù)零位后，進料臺和出料臺就 可以回復(fù)零位。當(dāng) X 軸、 Y 軸、進料臺均回復(fù)零位 (X XXB、 X4 均為 ON)時，系統(tǒng)回復(fù)零位控制結(jié)束，這個時候應(yīng)當(dāng)復(fù)位系統(tǒng)回零標(biāo)志繼電器（ R500），同時系統(tǒng)繼續(xù)標(biāo)志 (R501)閉合，可以進行物品的取出、送入等操作。 （ 5） 統(tǒng)就緒狀態(tài)控制程序。 （ 6） 庫坐標(biāo)計算程序。 （ 7） 循環(huán)掃描控制程序。定時器 (T10)采用自動復(fù)位方式定時，每過 150ms 重新開始定時。循環(huán)掃描控制 過程如圖 17 所示。 當(dāng)中層倉位掃描輸出繼電器 (YE)閉合時，如果第一列倉位檢測輸入繼電器(X20)也閉合，就表示第 5 號倉位上有物品存在，是不能夠再放入物品的，但是可以取出；當(dāng)中層倉位掃描輸出繼電器 (YE)閉合時，如果第一列倉位檢測輸入繼電器 (X20)沒有閉合，就表示 5 號倉位上沒有物品存在。 當(dāng)系統(tǒng)回復(fù)零位，每個倉位的狀態(tài)都檢測完畢，就可以進行物品的自動倉儲控制。 系統(tǒng)的送入操作 （ 1） 物體從前一個單元送到進料臺。 1 12 1 1 1 20 1 1 1 16 上層 (YF) 中層 (YE) 底層 (YD) 100～ 130ms 50～ 80ms 0～ 30ms 21 （ 2） 進料臺順時針旋轉(zhuǎn)。如果此時 X 軸、 Y軸均在零位 (R501 為 ON)，同時系統(tǒng)沒有進行任何送入或取出操作 (R60F 為 ON)，那么進料臺順時針旋 轉(zhuǎn)電動機驅(qū)動繼電器將會閉合 (Y2 為 ON)，進料臺順時針旋轉(zhuǎn)，同時物品送入物品標(biāo)志繼電器 (R600)閉合，表示物品將要送入倉儲系統(tǒng)，準(zhǔn)備啟動物品送入系統(tǒng)主控程序 (MC1)。 如果系統(tǒng)送入標(biāo)志繼電器閉合 (R600 為 ON)，那么 PLC 首先檢測每一類物品是否已經(jīng)放滿。以 A類物品為例：如果 A類物品沒有放滿 (R50為 OFF)，有需要存入 A 類物品 (R250 為 ON)，那么首先去檢測 1 號倉位有沒有物品。以此類推，物品就會被送入對應(yīng)類別號碼最小的倉位中進行存放。 這是送入物品主控程序 (MC1)的 一部分。 中轉(zhuǎn)定位過程： X 軸向右運行 (Y9 為 ON)到中轉(zhuǎn)位置， Y 軸向上運行到離中轉(zhuǎn)位置稍低一點的位置，（為了避免伸叉機構(gòu)碰到貨物）。在 X 軸 向右運行的過程中， X 軸的直流電動機帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，同時帶動通過剛性連接的光電編碼旋轉(zhuǎn)，光電編碼器發(fā)出來的脈沖送入 PLC 的高速計數(shù)器。到達中轉(zhuǎn)位置后，中轉(zhuǎn)位置定位標(biāo)志復(fù)位 （ R601） ， 22 設(shè)立伸叉機構(gòu)運動并從進料臺上取出物品控制標(biāo)志 （ R602） 。 首先伸叉機構(gòu)向后伸出，到達一定位置后伸叉機構(gòu)停止運動， Y 軸向上運動一段距離將貨物托起，然后伸叉機 構(gòu)回復(fù)零位，將貨物從進料臺上取出（在調(diào)用平臺向后再向前運行控制子程序前，必須將 Y 軸需要運動的距離（ DT700）送入脈沖輸出控制指令表的脈沖控制目標(biāo)值寄存器（ DT508）內(nèi)）。伸叉機構(gòu)停止運行后，Y 軸由 F171（ SPDH）脈沖輸出控制指令控制步進電動機運行，使伸叉機構(gòu)向上運行，抬起物品。伸叉機構(gòu)回到零位后 (XB 為 ON)，設(shè)立下階一段倉位標(biāo)志 (R603)，為物品送入對應(yīng)倉位作準(zhǔn)備。 貨物從進料臺取走以后，如果伸叉機構(gòu)已經(jīng)回到零位，那么倉位定為標(biāo)志(R603)就會有效，首先復(fù)位中轉(zhuǎn)位置 (R602)，然后進料臺逆時針旋轉(zhuǎn)驅(qū)動繼電器(Y6)閉合，直到進料臺回復(fù)到零位 (X4 為 ON),為下一次接受前面單元送來的貨物做準(zhǔn)備。 （ 7） 貨物送入對應(yīng)倉位。 對應(yīng)于前面的倉位，貨物要送入倉庫時，首先是伸叉機構(gòu)向前伸出 (Y0 為ON)，到達對應(yīng)位置后 Y 軸向下運動，放下貨物，然后伸叉機構(gòu)向后退，直到回復(fù)零位，完成放下貨物的動作。 （ 8）返回零點。此后，自動化立體倉庫系統(tǒng)在系統(tǒng)回零標(biāo)志繼電器 (R500)的控制下，重新開始回復(fù)零位，為下一代物品的送入或取出做好準(zhǔn)備工作。 取出物品時，可以是給定物品的類別，由系統(tǒng)自動選擇倉位取出物品，也可以是直接選定倉位號碼，然后從倉位中取出物品。 直接選定倉位號碼取出物品是利用觸摸屏輸入欲取出物品的倉位號碼，通過F90 解碼指令，將選定的倉位號碼算出來。 為了順利從倉庫中取出貨物，首先要使伸叉機構(gòu)運動到比倉位低一定距離的高度，然后伸叉機構(gòu)才能順利地進入倉位。 如果從 1～ 12 號倉位中取出物品，伸叉機構(gòu)應(yīng)該先向右運 行，達到一定位置后 Y 軸向上運動托起物品，伸叉機構(gòu)再向前運行；如果從 13～ 20 號倉位中取出物品，伸叉機構(gòu)應(yīng)該先向前運行，達到一定位置后 Y 軸向上運動托起物品，伸叉機構(gòu)再向后運行。 從對應(yīng)的倉位中取出物品后，中轉(zhuǎn)定位標(biāo)志繼電器 (R703)閉合，首次清除所有的倉位選定信號，然后 X 軸向右運行 (Y9 為 ON)到出料臺中轉(zhuǎn)位置， Y 軸向上運行到比出料臺中轉(zhuǎn)位置稍高一點 (K800)的位置。如果 Y 軸也完成動作 （特殊內(nèi)部繼電器 R903C 為 OFF） ，表示物品已經(jīng) 24 到達出料臺中轉(zhuǎn)位置。 （ 5） 將物品放置到出料臺上。將物品放置到出 料臺上后，出料結(jié)束標(biāo)志繼電器復(fù)位 (R705)。 將物品放置到出料臺上并且 Z 軸回復(fù)到零位 (R705 為 ON)后，出料臺順時針旋轉(zhuǎn)驅(qū)動繼電器 （ YA） 閉合，出料臺順時針旋轉(zhuǎn)，直到限位開關(guān) (XD)閉合。 此后，自動化立體倉庫系統(tǒng)在系統(tǒng)回零標(biāo)志繼電器 (R500)的控制下重新開始回復(fù)零位，為下一個物品的送入或取出做準(zhǔn)備。 三年的大學(xué)生活在悄然中接近尾聲，借此機會 感謝三年來給我?guī)椭乃欣蠋熀屯瑢W(xué)，因為有了你們我的大學(xué)生活變的格外豐富多彩，我們的校園生活即將畫上句號，心中充滿不舍和眷戀。從剛開始迷茫的狀態(tài)到論文慢慢成形，這也讓我了解到只有不斷經(jīng)歷考驗、挫折才能更接近 目標(biāo)，也 體會到要做好一個完整的事情，需要有 系統(tǒng)的思維