【正文】 .........................................................................................1 選題背景及目的...............................................................................................................1 國內(nèi)外的研究狀況...........................................................................................................1 課題的研究方法和內(nèi)容...................................................................................................32 PLC 編程軟件 STEP7 ..............................................................................................................4 SIEMENS 公司編程軟件 STEP7 的簡(jiǎn)單介紹 ...............................................................4 使用 STEP7 軟件開發(fā)一個(gè) PLC 程序的步驟 ...............................................................4 SIEMENS 公司的 S7300 系列可編程控制器介紹 .......................................................83 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)流程圖............................................................................11 控制系統(tǒng)總體方案........................................................................................................11 小車定位控制工藝流程圖.............................................................................................144 小車定位控制 PLC 程序編制 ..............................................................................................15 PLC 選型和資源配置 ....................................................................................................15 PLC 程序設(shè)計(jì) ................................................................................................................18結(jié)論...........................................................................................................................................25致謝...........................................................................................................................................26參考文獻(xiàn)...................................................................................................................................27附錄 A（外文文獻(xiàn)) .................................................................................................................28附錄 B（中文譯文） ...............................................................................................................35 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁1 緒論 選題背景及目的自動(dòng)化立體倉庫的出現(xiàn)是物流技術(shù)的一個(gè)劃時(shí)代的革新。它不僅徹底改變了倉儲(chǔ)行業(yè)勞動(dòng)密集、效率低下的落后面貌，而且大大拓展了倉庫功能，使之從單純的保管型向綜合的流通型方向發(fā)展。　　自動(dòng)化立體倉庫具有普通倉庫無可比擬的優(yōu)越性。據(jù)國際倉庫自動(dòng)化會(huì)議資料：以庫存 11000 托盤、月吞吐 10000 托盤的冷庫為例，自動(dòng)化立體倉庫與普通倉庫比較情況為：用地面積為 13%、工作人員為 %、吞吐成本為 %、總投資為 %。其次是提高倉庫管理水平，減少貨損，優(yōu)化、降低庫存，縮短周轉(zhuǎn)期，節(jié)約資金。自動(dòng)化立體倉庫主要由貨架、巷道堆垛起重機(jī)、周邊出入庫配套機(jī)械設(shè)施和倉儲(chǔ)管理控制系統(tǒng)等幾部分組成。 國內(nèi)外的研究狀況中國開始對(duì)立體倉庫的研制并不晚，1963 年研制成第一臺(tái)橋式堆垛機(jī)，1973 年開始研制第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉庫，1980 年該倉庫在北京汽車制造廠正式投入運(yùn)行。 而傳統(tǒng)倉儲(chǔ)存在著一些漏洞和不合理之處，如：用偽造提貨單提貨、紙質(zhì)提貨單不易識(shí)別真?zhèn)?；各種賬冊(cè)在保管員手中，容易產(chǎn)生問題，且不易查詢等。 另外，提高空間利用率和提高生產(chǎn)效率，還只是自動(dòng)化立體倉庫作為一個(gè)“獨(dú)立庫”所具有的優(yōu)勢(shì)，它更大的作用是便于企業(yè)形成先進(jìn)的物流系統(tǒng)，提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平。無軌巷道堆垛機(jī)，由 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁于其自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)效率高，可進(jìn)行計(jì)算機(jī)集成管理和控制，從而可以方便地納入整個(gè)企業(yè)的物流系統(tǒng)中，因此，在一些自動(dòng)化程度較高的流通企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)得到了很好的應(yīng)用。有軌巷道堆垛機(jī)可以完成左右兩排貨架的貨物存儲(chǔ)工作?？删幊绦蚩刂破骱?jiǎn)稱 PLC, 是一種以微處理器為核心的用于工程自動(dòng)控制的工業(yè)控制機(jī)，其本質(zhì)是一臺(tái)工業(yè)控制專用計(jì)算機(jī)。硬件主要由中央處理單元 CPU、存貯器、輸入/輸出單元以及編程器、電源和智能輸入/ 是一種專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，它是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，是當(dāng)今工業(yè)發(fā)達(dá)國家自動(dòng)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備之一。完成這一搬運(yùn)任務(wù)的堆垛機(jī)是該系統(tǒng)的最關(guān)鍵部份，它在高層固定貨架巷道中運(yùn)行。S7300 是模塊化中小型 PLC 系統(tǒng)，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用。SIMATIC S7300 的應(yīng)用領(lǐng)域包括：專用機(jī)床、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、通用機(jī)械工程應(yīng)用、控制系統(tǒng)、機(jī)床、樓宇自動(dòng)化、電器制造工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)， 多種的性能遞增的 CPU 和豐富的且?guī)в性S多方便功能的 I/O 擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。選擇 SIMATIC S7300 系列 PLC 系統(tǒng)并應(yīng)用在立體倉庫體系中已取得了很大的成功，SIMATIC S7300 為模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，堅(jiān)固耐用，容易擴(kuò)展、具有廣泛的通訊能力，容易實(shí)現(xiàn)的分布式結(jié)構(gòu)以及用戶友好的操作使 SIMATIC S7300 成為中、高檔性能控制領(lǐng)域中首選的理想解決方案。近幾年來，堆垛機(jī)在自動(dòng)化倉庫中發(fā)展很快，不僅規(guī)模越來越大、數(shù)量越來越多，而且自動(dòng)化倉庫種類也越 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁來越多，以適應(yīng)不同場(chǎng)合的需求。這種堆垛機(jī)在固定的軌道上運(yùn)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單，造價(jià)低。主要完成貨物的分配、收集和轉(zhuǎn)運(yùn)等任務(wù)，經(jīng)常與堆垛機(jī)配合使用 [3]。 這個(gè)方法使堆垛機(jī)的小車每通過一個(gè)位置就記錄一個(gè)數(shù)，一直移動(dòng)到和預(yù)定位置號(hào)一致時(shí)停止移動(dòng)。另外隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了眾多優(yōu)秀的 PLC，用 PLC 來控制堆垛機(jī)是相當(dāng)靈活方便的，可以在PLC 的軟件中加保護(hù)，即堆垛機(jī)每走過一個(gè)貨格的時(shí)間超過或少于正常的時(shí)間范圍就報(bào)警。智能立體倉庫能實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)存取功能，這就要小車在作水平、升降臺(tái)做垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，能準(zhǔn)確記憶堆垛機(jī)的位置，即堆垛機(jī)的小車和升降臺(tái)所在的列和層數(shù)，以實(shí)現(xiàn)貨物的定位存取，本系統(tǒng)采取了非接觸式反射型光電傳感器，自動(dòng)檢測(cè)貨位的列和層數(shù)。光電傳感器的有效反射距離為 30cm。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁2 PLC 編程軟件 STEP7 SIEMENS 公司編程軟件 STEP7 的簡(jiǎn)單介紹STEP7 是一個(gè)用于對(duì) SIEMENS S7200系列PLC、S7300 系列PLC、以及S7400 系列PLC建立、測(cè)試和維護(hù)程序的工具。該軟件具有如下特點(diǎn) [4]：（1） 統(tǒng)一的Windows開發(fā)易于操作:使用Windows環(huán)境下的各種工具可同時(shí)在不同程序之間剪切或粘貼程序語句或其他數(shù)據(jù)。（2）它能在以下工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)多種多樣的自動(dòng)化控制任務(wù)：生產(chǎn)制造工程；汽車工業(yè)；通用機(jī)械制造；專業(yè)機(jī)械制造；塑料加工；包裝工業(yè)；食品和煙草工業(yè)；過程控制工程；（3）它的特點(diǎn)是高效率的組態(tài)和編程，從而大幅度地降低工程成本。為了減少停機(jī)時(shí)間，增加產(chǎn)量，提供可組態(tài)的過程診斷，以用于分析和排除過程故障。（5）全集成自動(dòng)化：通過單一、全集成和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)就能完成用戶所有的自動(dòng)化任務(wù)。 使用 STEP7 軟件開發(fā)一個(gè) PLC 程序的步驟啟動(dòng) SIMATIC 管理器并創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目SIMATIC 管理器是一個(gè)中央窗口，STEP7 啟動(dòng)時(shí)激活。在一個(gè)項(xiàng)目中，數(shù)據(jù)在分層結(jié)構(gòu)中以對(duì)象的形式保存。S7 程序包含了所有的塊，這些塊中有控制機(jī)器所需的程序。要轉(zhuǎn)到下一個(gè)對(duì)話框，點(diǎn)擊 Nest.每個(gè) CPU 有特定的特性；例如，關(guān)于它的存儲(chǔ)器組態(tài)或地址區(qū)域。需要 MPI 地址（多點(diǎn)接口）是為了你的 CPU 與編程設(shè)備或 PC 通訊。你可以按照示例創(chuàng)建的方式在任何時(shí)候?qū)嶋H地選擇你所得到的 CPU。以后還可以重新改變編程語言。每次程序啟動(dòng)時(shí) STEP7 助手將被激活。但是，如果不使用 STEP7 助手，要?jiǎng)?chuàng)建項(xiàng)目則必須在項(xiàng)目中自己創(chuàng)建每一個(gè)目錄。為了便于訪問，可以分配符號(hào)名稱，而不是每次都訪問特定地址。通過編譯程序檢查程序的錯(cuò)誤無論是在線程序還是離線程序，在其生成和編輯過程中不斷被檢驗(yàn)。如果梯級(jí)中出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤，在梯形圖梯級(jí)的右邊將會(huì)出現(xiàn)一道紅線。使 PLC 處于在線狀態(tài)將沒有錯(cuò)誤的程序下載到 PLC 中工程包含要裝載程序的 PLC 類型和型號(hào)的細(xì)目。還要為相連接的 PLC 選擇適當(dāng)?shù)耐ㄐ蓬愋?。監(jiān)視窗口一般顯示在主窗口下方。1使用設(shè)置值功能改變定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)，使調(diào)試工作更加容易進(jìn)行可以很容易的改變 TIM/CNT 指令的第一個(gè)操作數(shù)，同時(shí)也可以改變用作其狀態(tài)位的地址。這也能夠操作計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器指令的第一個(gè)操作數(shù)。 SIEMENS 公司的 S7300 系列可編程控制器介紹PLC的種類繁多，本設(shè)計(jì)采用的是德國Siemens公司的S7300 可編程控制器。S7300 的重點(diǎn)在于為生產(chǎn)制造工程中的系統(tǒng)解決方案提供一個(gè)通用的自動(dòng)化平臺(tái)。 （2）信號(hào)模塊 (SM) 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出。 （4）功能模塊 (FM) 用于高速計(jì)數(shù)，定位操作 (開環(huán)或閉環(huán)定位) 和閉環(huán)控制。 （6）接口模塊 (IM) 用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架 (CR) 和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。運(yùn)行時(shí)無需風(fēng)扇。類型（1）S7300 有兩種類型： 標(biāo)準(zhǔn)型 溫度范圍從 0℃到 60℃ （2）環(huán)境條件擴(kuò)展型 溫度范圍從 25℃ 到 +60℃ 更強(qiáng)的耐受振動(dòng)和污染特性。（1）高速的指令處理 ~。 （4）人機(jī)界面 (HMI) 方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7300 操作系統(tǒng)內(nèi)。SIMATIC 人機(jī)界面 (HIM) 從 S7300 中取得數(shù)據(jù)，S7300 按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。 （5）診斷功能 CPU 的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件 (例如 ：超時(shí)，模塊更換，等等)。 （7）操作方式選擇開關(guān) 操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式。SIMATIC S7300 具有多種不同的通訊接口 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁（1）