畢業(yè)論文—小型立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-07-31 03:31本頁(yè)面
【正文】 。本文首先對(duì)該課題的可行性及課題實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值進(jìn)行了介紹；其次對(duì)該系統(tǒng)的硬件組成、結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行了闡述和分析；再次對(duì)本控制系統(tǒng)的核心——軟件進(jìn)行了編寫(xiě)，論文中即有梯形圖又有相應(yīng)的語(yǔ)句表；最后對(duì)設(shè)計(jì)本課題所學(xué)到的知識(shí)和結(jié)論進(jìn)行歸納和總結(jié)，并對(duì)本論文有待完善的地方進(jìn)行扼要的說(shuō)明。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，是一種多層存放貨物的高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，由自動(dòng)控制與管理系統(tǒng)、高位貨架、巷道堆垛機(jī)、自動(dòng)入庫(kù)、自動(dòng)出庫(kù)、計(jì)算機(jī)管理控制系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備組成。 立體倉(cāng)庫(kù)在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中的重要性自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)具有普通倉(cāng)庫(kù)無(wú)可比擬的優(yōu)越性。據(jù)國(guó)際倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化會(huì)議資料：以庫(kù)存11000托盤(pán)、月吞吐10000托盤(pán)的冷庫(kù)為例，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)與普通倉(cāng)庫(kù)比較情況為：用地面積為13%、%、%、%。其次是提高倉(cāng)庫(kù)管理水平，減少貨損，優(yōu)化、降低庫(kù)存，縮短周轉(zhuǎn)期，節(jié)約資金。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)立庫(kù)）系統(tǒng)，能在計(jì)算機(jī)的控制下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化入庫(kù)管理、在庫(kù)管理、出庫(kù)管理、盤(pán)庫(kù)管理、具有自動(dòng)查詢管理功能。立庫(kù)可充分利用空間，減少占地面積，有效利用倉(cāng)儲(chǔ)能力，合理減少庫(kù)存，高速存取,加快儲(chǔ)備資金周轉(zhuǎn)，適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的柔性化生產(chǎn)。 此課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容及主要思路該立體倉(cāng)庫(kù)主體由底盤(pán)、四層十二倉(cāng)位庫(kù)體、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制等四部分組成。該控制系統(tǒng)主要由日本三菱公司生產(chǎn)的FX2型可編程序控制器(PLC)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源模塊、開(kāi)關(guān)電源、位置傳感器等器件組成。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能主要有：?。ㄓ闪阄怀霭l(fā)到指定倉(cāng)位號(hào)取貨并送到入貨臺(tái)）；入（到零位取貨并送入指定倉(cāng)位號(hào)）等功能，在執(zhí)行完任務(wù)后自動(dòng)返回到零位等待下一指令。整個(gè)電氣控制系統(tǒng)必須設(shè)置急停按鈕，以防發(fā)生意外。 此課題設(shè)計(jì)的可行性由于倉(cāng)儲(chǔ)物流設(shè)備是在通用的場(chǎng)合使用，工作并不很繁重，因此具有操作方便，易維護(hù)并具有耐久性、無(wú)故障性和良好的經(jīng)濟(jì)性，以及較高的安全性、可靠性和環(huán)保性。隨著物流的多樣性，物流活動(dòng)的系統(tǒng)性、一致性、經(jīng)濟(jì)性、機(jī)動(dòng)性和快速化，要求一些設(shè)備向?qū)ｉT(mén)化方向發(fā)展，又有一些設(shè)備向通用化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。又因PLC控制程序能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，降低物流系統(tǒng)的故障率，提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。PLC 不用進(jìn)行額外布線可以直接利用已有的配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸線路，從而大大減少了網(wǎng)絡(luò)的投資，降低了成本。從這以上幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)，此課題的設(shè)計(jì)是完全可行的。由于利用電力線上網(wǎng)，直接使用現(xiàn)有電力網(wǎng)就可以實(shí)現(xiàn)通信，而不需要另外鋪設(shè)電話線、光電纜等，大大地減少了在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的投資。電力線是最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模之大，是其他任何網(wǎng)絡(luò)無(wú)法比擬的。 高 速 利用電力線上網(wǎng)能夠提供高速傳輸。更高速率的PLC產(chǎn)品正在研制之中。目前還未有效解決電力線信號(hào)通過(guò)變壓器的技術(shù)，因此，電力線通信設(shè)備都是集中在220V線路變壓器的用戶端。第2章 硬件部分 立體倉(cāng)庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)立體倉(cāng)庫(kù)主體由底盤(pán)、四層十二倉(cāng)位庫(kù)體、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制等四部分組成。電氣控制是由日本三菱公司生產(chǎn)的FX2型可編程序控制器(PLC)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源模塊、開(kāi)關(guān)電源、位置傳感器等器件組成。因此，改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的大?。桓淖冚斎朊}沖的通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的方向，實(shí)現(xiàn)位置的控制。因此，改變電脈沖的頻率大小和通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)寬廣范圍內(nèi)速度的無(wú)級(jí)平滑控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可分為磁阻式、永磁式和混合式，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)可分為：?jiǎn)蜗?、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多種。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的原理當(dāng)物體相對(duì)于傳感器移動(dòng)時(shí)，反射回來(lái)的信號(hào)與原先的信號(hào)相比較，產(chǎn)生頻移，集成電路再把微弱的頻移信號(hào)進(jìn)行放大，再經(jīng)多普勒檢測(cè)、放大、限幅等措施，最后取得和物體移動(dòng)信號(hào)相關(guān)的直流信號(hào)輸出電平。圖三 反射式傳感器結(jié)構(gòu)圖（2）、對(duì)射式傳感器的工作原理：對(duì)射式傳感器的輸出狀態(tài)一般為 NPN輸出，輸出晶體管的動(dòng)作狀態(tài)可分為入光時(shí)ON和遮光時(shí)ON兩種。 開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的原理 (1)、并聯(lián)型開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源是由開(kāi)關(guān)晶體管V和二極管及儲(chǔ)能電感L、濾波電容C組成的。圖五 并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的原理模框圖設(shè)開(kāi)關(guān)晶體管V的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換周期T，導(dǎo)通期的時(shí)間為，截止期的時(shí)間為，占空比為δ(δ＝／T)。在此期間流過(guò)L的電流為近似線性地增加的鋸齒波電流(見(jiàn)圖十六)，并以磁能的形式儲(chǔ)存在L中。儲(chǔ)存在L中的能量通過(guò)二極管輸送給負(fù)載電阻和濾波電容C。同理，當(dāng)開(kāi)關(guān)晶體管V導(dǎo)通期間在儲(chǔ)能電感L中增加的電流數(shù)值應(yīng)該等于開(kāi)關(guān)管V截止期間在儲(chǔ)能電感L中減少的電流值。(2)、開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中，考慮到PLC和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器都要求直流24V電源，綜合考慮系統(tǒng)用電量、系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)整性，我們選用了DM15024型并聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源。DM150系列開(kāi)關(guān)電源的性能指標(biāo)見(jiàn)表二表二、DM150系列開(kāi)關(guān)電源的性能指標(biāo) 型 號(hào) DMl5024輸入電壓 ACl70V～264V 輸入頻率 50～60Hz輸入浪涌電流60A(ACIN 220V，Ta25℃，冷啟動(dòng)) 輸出電壓 24V輸出電流 輸出功率 156W輸出可調(diào)范圍約177。1V輸入輸出絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻60MΩ輸入機(jī)殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻50MΩ輸出機(jī)殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻10MΩ相對(duì)濕度Ta=25℃ 相對(duì)濕度=80％工作環(huán)境溫度10℃～40℃儲(chǔ)存溫度20℃～55℃尺寸／重量200X118X49mm(長(zhǎng)X寬X高) 顏色黑色冷卻方式風(fēng)冷第3章 元器件的選擇 步進(jìn)電機(jī)的選擇（1）、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)①、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱(chēng)為“步距角”)一步一步運(yùn)行的，其特點(diǎn)是沒(méi)有積累誤差(精度為100％)，所以廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。④、起制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、變速等控制方便。⑥、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是效率較低,并且需要配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電源。⑧、由于存在失步和共振，因此步進(jìn)電機(jī)的加減速的方法根據(jù)利用狀態(tài)的不同而復(fù)雜多變。為了驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，必須由一個(gè)決定電動(dòng)機(jī)速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器（在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中采用PLC作脈沖發(fā)生器進(jìn)行位置控制）、一個(gè)使電動(dòng)機(jī)繞組圖七 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器、一個(gè)保證電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的功率放大器，以及一個(gè)直流功率電源等組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如圖七所示。由于我們使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，已知條件和要求條件為：移動(dòng)部分總重 M=25kg 外力 Fa=磨擦系數(shù) =螺栓機(jī)構(gòu)的效率 =O. 9螺栓軸徑 =螺栓長(zhǎng) =42cm螺距 P=3mm分辨率 L=移動(dòng)距離 =速度 V=2m／min 計(jì)算： 設(shè)擬選用2相、176。由要求的速度可求出運(yùn)行的頻率：f=V／L=2000／(60)=3333HZ可知需要加減速的驅(qū)動(dòng)方式。/L= 360176。)=150換算到電機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T(mén)=GL(+F)/ 2 =150(+5)/() = 對(duì)首次設(shè)計(jì)的裝置來(lái)講，所選用的電動(dòng)機(jī)通常留有2～3倍的余量，所以電機(jī)轉(zhuǎn)矩=3T=3= =根
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