【正文】 14bit，16bit等。按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力限制。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。 可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制的要點(diǎn)入出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn)，可以說(shuō)是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序(不可更改)，又有用戶(hù)自行開(kāi)發(fā)的應(yīng)用（用戶(hù)）程序。用戶(hù)程序由用戶(hù)按控制要求設(shè)計(jì)。可靠物理實(shí)現(xiàn)主要靠輸人（INPUT）及輸出（OUTPUT）電路。輸入電路要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，以去掉高頻干擾。輸出電路內(nèi)外也是電隔離的，靠光耦元件或輸出繼電器建立聯(lián)系。I/O電路是很多的，每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)都要有一個(gè)I/O電路。但由于它們都是由高度集成化的電路組成的，所以，所占體積并不大。每一個(gè)輸入點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)其信息的暫存器。輸出鎖存器與輸出點(diǎn)也是一一對(duì)應(yīng)的。它們與計(jì)算機(jī)內(nèi)存交換信息通過(guò)計(jì)算機(jī)總線，并主要由運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。PLC內(nèi)存有專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這些位置成1，表示接點(diǎn)通，置成0為接點(diǎn)斷。輸出鎖存器與PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對(duì)應(yīng)的?？窟\(yùn)行系統(tǒng)程序，輸出繼電器的狀態(tài)映射到輸出鎖存器。輸出刷新主要也是靠運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)的。這是一個(gè)數(shù)據(jù)及邏輯處理問(wèn)題。 西門(mén)子S7200介紹可編程序控制器（PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)的工業(yè)控制裝置，其中S7200是小型可編程序控制器，可以應(yīng)用于各種小型自動(dòng)化系統(tǒng)，具有緊湊的設(shè)計(jì)，高速的處理能力，界面友好的編程軟件，良好的擴(kuò)展性，安全可靠的通訊，強(qiáng)大的指令集等優(yōu)點(diǎn)。SIMATIC S7200系列PLC可以滿足各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化控制需要。因此S7200系列具有極高的性能價(jià)格比。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)[11]。可方便地用數(shù)字量和模擬量擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。本機(jī)集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。 CPU 226 DC/DC/DC端子連接圖 編程軟件STEP 7Micro/WIN32 221/222/224/224XP/226功能進(jìn)行編程。此外，還可以生產(chǎn)數(shù)據(jù)塊，用語(yǔ)句表(STL)和梯型圖(LAD)編程，進(jìn)行符號(hào)編程；通過(guò)符號(hào)表分配符號(hào)和絕對(duì)地址，并可打印輸出。STEP 7 Micro WIN32是在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的SIMATIC S7200軟件簡(jiǎn)單、易學(xué)，具有擴(kuò)展功能，能夠解決復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)，西門(mén)子STEP7可以快速進(jìn)入，節(jié)省編程時(shí)間。 (2) 適用于所有SIMATIC S7200 PLC機(jī)型軟件編程。用任何一種程序編輯器編寫(xiě)的程序，都可以用另外一種程序編輯器來(lái)瀏覽和編輯，但要遵循一些輸入規(guī)則。 (5) STEP 7Micro/WIN提供軟件工具幫助您調(diào)試和測(cè)試您的程序。 (6) 指令向?qū)Чδ埽篜ID自整定界面；PLC內(nèi)置脈沖串輸出（PTO）和脈寬調(diào)制（PWM）指令向?qū)?；?shù)據(jù)記錄向?qū)?；配方向?qū)12]。STL編輯器允許你輸入指令助記符來(lái)創(chuàng)建你的控制程序。這是因?yàn)槟阍谑褂肧7200的本族語(yǔ)言進(jìn)行編輯，而在圖形編輯器中，為了正確地畫(huà)出圖形，必須遵守一些規(guī)則。梯形圖程序允許程序方針來(lái)自電源的電流通過(guò)一系列的邏輯輸入條件，決定是否使能邏輯輸出。閉合的觸點(diǎn)允許能留經(jīng)過(guò)并到達(dá)下一個(gè)元素；打開(kāi)觸點(diǎn)會(huì)阻塞能流。它沒(méi)有梯形圖編輯器中的觸點(diǎn)和線圈，但有與之等價(jià)的指令，用盒指令表示。S7200 PLC用STL編程時(shí)，如果也以每個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)塊為單位，則STL程序和LAD程序基本上是一一對(duì)應(yīng)的，而且兩者可以通過(guò)編程軟件互相轉(zhuǎn)換[13]；如果不是每個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)塊為單位編程，而是連續(xù)編寫(xiě)，則STL程序和LAD程序不能通過(guò)編程軟件相互轉(zhuǎn)換。 功能分析智能立體倉(cāng)庫(kù)有貨架、堆垛機(jī)、自動(dòng)控制裝置等部分組成，有自動(dòng)和手動(dòng)兩種操作方式。本系統(tǒng)僅設(shè)置X和Y層的貨架一行，另一行貨架僅為虛擬行，以便安裝和參觀學(xué)習(xí)。水平方向的前后運(yùn)動(dòng)，由小車(chē)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，小車(chē)電動(dòng)機(jī)為220W的三相交流異步電動(dòng)機(jī)。固定在升降臺(tái)上的機(jī)械手可帶動(dòng)貨物一起做伸縮運(yùn)動(dòng)，伸縮量為左右各300mm，用于貨物的存取操作。定位自動(dòng)控制系統(tǒng)工藝流程:根據(jù)設(shè)計(jì)要求將整個(gè)定位控制的全過(guò)程分為多個(gè)階段；小車(chē)前進(jìn)到指定貨列架的過(guò)程；將貨物抬升到指定貨架行的過(guò)程；機(jī)械手放置貨物或者取得貨物的過(guò)程；放置或取得貨物之后返回的過(guò)程。 取貨流程圖下面對(duì)各個(gè)階段進(jìn)行簡(jiǎn)單地介紹。(2) 抬升貨物過(guò)程：在這個(gè)過(guò)程中，貨物被抬升到預(yù)先指定行值的貨架位置。然后根據(jù)實(shí)際的需要完成存放或者取得貨物的操作。 定位自動(dòng)控制系統(tǒng)PLC選型和資源配置根據(jù)實(shí)際的控制點(diǎn)數(shù)和系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的控制要求，在本課題中選用了西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7－200系列的PLC作為控制系統(tǒng)。 PLC選型－200系列的PLC，由于其具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，使得S7－200系列可以近乎完美的滿足小規(guī)模的控制要求。 西門(mén)子公司的S7－200系列PLCS7－200 CPU 226（擴(kuò)展）系統(tǒng)分別對(duì)小車(chē)電機(jī)用變頻器、機(jī)械手電機(jī)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行自動(dòng)控制，并對(duì)檢測(cè)信號(hào)及外部輸入數(shù)據(jù)和控制信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)小車(chē)、機(jī)械手驅(qū)動(dòng)、升降臺(tái)提升及保護(hù)等控制的基本要求。 CPU－226的技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)說(shuō)明本機(jī)數(shù)字輸入24路數(shù)字量輸入本機(jī)數(shù)字輸出16路數(shù)字量輸出高速計(jì)數(shù)器（32位值）6個(gè)高速計(jì)數(shù)器脈沖輸出2個(gè)，20kHz脈沖速率模擬電位器1個(gè)，8位分辨率時(shí)間中斷2個(gè)，1ms分辨率位置中斷4個(gè)上升沿和/或4個(gè)下降沿可選擇的輸入濾波器時(shí)間7個(gè)， ~ PLC的I/O資源配置由于需要采集外部檢測(cè)信號(hào)（小車(chē)所經(jīng)過(guò)的行、列）、控制小車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的起停、選擇手動(dòng)控制與自動(dòng)控制狀態(tài)、小車(chē)的前后列向運(yùn)動(dòng)、升降行向運(yùn)動(dòng)、伸縮運(yùn)動(dòng)、貨物的抓取、存放等。能夠產(chǎn)生移動(dòng)控制所需的脈沖串，其組態(tài)信息存儲(chǔ)在S7－200的V存儲(chǔ)區(qū)中，用于步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的速度和位置的開(kāi)環(huán)控制。 控制系統(tǒng)的主要功能本系統(tǒng)選用了西門(mén)子公司的S7 —200 型可編程控制器、臺(tái)達(dá)公司VFD A 型變頻器和3 臺(tái)電機(jī)等組成。本系統(tǒng)由CPU22SM32SM32PS307等模塊構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了小車(chē)、機(jī)械手驅(qū)動(dòng)，升降臺(tái)提升及保護(hù)等控制的基本要求。鈕子開(kāi)關(guān)SA4閉合，此時(shí)繼電器KA線圈通電，PLC系統(tǒng)不工作，手動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA321分別控制KMKM4 ，實(shí)現(xiàn)提升電機(jī)的正反轉(zhuǎn)()；SA2通過(guò)變頻器，手動(dòng)控制小車(chē)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，SA1控制步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)貨叉伸縮運(yùn)動(dòng)。在自動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)，PLC系統(tǒng)上電工作(PLC電源控制電路未畫(huà)出) ，用PLC輸入模塊SM321對(duì)各種狀態(tài)控制開(kāi)關(guān)和光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)、限位保護(hù)開(kāi)關(guān)等信號(hào)進(jìn)行采集。 系統(tǒng)基本電路電氣原理圖PLC的繼電器輸出模塊SM322，用于驅(qū)動(dòng)HLHLHL6，實(shí)現(xiàn)編程、運(yùn)行、左側(cè)、右側(cè)、出庫(kù)、入庫(kù)等自動(dòng)工作狀態(tài)指示，及在自動(dòng)工作狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)交流接觸器KMKM4，實(shí)現(xiàn)提升電機(jī)M2的正、反轉(zhuǎn)控制() ?！? (2) 當(dāng)運(yùn)行控制速度、控制定位精度較高時(shí)，一般選用閉環(huán)無(wú)級(jí)運(yùn)行控制模式，即：對(duì)堆垛機(jī)的運(yùn)行速度、運(yùn)行位移量或位置定位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)無(wú)級(jí)運(yùn)行控制模式，從而從根本上實(shí)現(xiàn)到達(dá)目的地址時(shí)的制動(dòng)停準(zhǔn)和根據(jù)運(yùn)行距離實(shí)現(xiàn)的平穩(wěn)換速、適時(shí)調(diào)整變頻器的運(yùn)行控制頻率，以實(shí)現(xiàn)最佳平穩(wěn)運(yùn)行速度的要求，并能縮短作業(yè)周期，提高作業(yè)效率；該變頻調(diào)速手段控制精度高，運(yùn)動(dòng)控制平穩(wěn)，具體場(chǎng)合的適應(yīng)性好，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性高，易調(diào)試，但一次性投資成本較高。手動(dòng)操作時(shí)，中間繼電器KA常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2的操作手柄在位置1時(shí)，變頻器DCM與REV端連通，變頻器輸出正相序電源，三相交流異步電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)，SA2在位置2時(shí)，DCM與FWD連通，變頻器輸出反相序電源，電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)。自動(dòng)操作時(shí)，KA常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，SA2在位置零，當(dāng)PLC的輸出點(diǎn)Q4. 0有效時(shí)，DCM 與REV端連通，M1正轉(zhuǎn)；Q4. 1有效時(shí)，DCM與FWD連通，M1反轉(zhuǎn)。 變頻調(diào)速控制 貨叉伸縮控制智能立體倉(cāng)庫(kù)的機(jī)械手采用二相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為90BYG201 型，0. 9176。兩相混合式，輸出力矩7N 貨叉伸縮控制機(jī)械手控制系統(tǒng)由SM322模塊、脈沖形成電源電路、步進(jìn)功率驅(qū)動(dòng)模塊3部分組成，用以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的進(jìn)、退叉動(dòng)作控制。 控制原理分析堆垛機(jī)的信息顯示、作業(yè)地址及指令的輸入方法有很多種。此種方法原理簡(jiǎn)單，但是一旦元器件有損壞，如某個(gè)發(fā)光二級(jí)管損壞，顯示信息就不準(zhǔn)；又由于采用撥碼開(kāi)關(guān)輸入的地址值無(wú)法校驗(yàn)，撥碼開(kāi)關(guān)使用2~3年后，觸點(diǎn)氧化，使電阻增加，工作電壓較低（24V），導(dǎo)通電流?。?mA），這樣觸點(diǎn)電阻的變化會(huì)直接影響撥碼開(kāi)關(guān)的可靠性，造成撥碼開(kāi)關(guān)撥的數(shù)值與PLC輸入的數(shù)值不一致，堆垛機(jī)無(wú)法運(yùn)行到目的地址。另一種方法是采用鍵盤(pán)來(lái)輸入作業(yè)地址、作業(yè)指令，用數(shù)字和符號(hào)來(lái)顯示各種信息，輸入的數(shù)值及指令馬上可以顯示出來(lái)，校對(duì)容易，對(duì)錯(cuò)一目了然。將鍵盤(pán)的0~9鍵定義為數(shù)字鍵，A~F定義為功能鍵，在輸入作業(yè)指令、作業(yè)地址時(shí)，顯示器能馬上顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的人－機(jī)對(duì)話，保證了輸入的作業(yè)地址和作業(yè)指令的準(zhǔn)確性，提高了堆垛機(jī)運(yùn)行的可靠性。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(lái)控制堆垛機(jī)是相當(dāng)靈活方便，可以在PLC的軟件中加以保護(hù)，即堆垛機(jī)每走過(guò)一個(gè)貨格的時(shí)間超過(guò)或少于正常的時(shí)間范圍就報(bào)警。本課題即采用此種方法。例如，隨小車(chē)移動(dòng)，列光電傳感器每經(jīng)過(guò)一個(gè)貨架立柱時(shí)，接收到一個(gè)反射信號(hào)，列值增加1；升降臺(tái)每升高一層，層光電傳感器使層值增1。在自動(dòng)存取貨物時(shí)，貨位的輸入方法有微機(jī)鍵盤(pán)和BCD碼撥盤(pán)開(kāi)關(guān)兩種形式輸入，PLC在接收到外部輸入的貨位層和列數(shù)值后，將此值作為層、列計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，用于實(shí)現(xiàn)貨位的自動(dòng)搜索控制。在同一巷道內(nèi)的貨位地址由3個(gè)參數(shù)組成：第幾排貨架、第幾層貨格、左側(cè)或右側(cè)。運(yùn)行中，安裝在堆垛機(jī)上的傳感器不斷檢測(cè)位置，計(jì)算判斷是否到位，從而實(shí)現(xiàn)貨物的定位存取。堆垛機(jī)對(duì)定位地址的精度要求很高，目前普遍采用絕對(duì)認(rèn)址和相對(duì)認(rèn)址兩種方法。在自動(dòng)存取貨操作時(shí)，貨位的輸入方法有微機(jī)鍵盤(pán)和BCD碼撥盤(pán)開(kāi)關(guān)兩種輸入形式，PLC在收到外部輸入的貨位的層和列數(shù)據(jù)后，作為層列計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，用于實(shí)現(xiàn)貨位的自動(dòng)尋址控制。 。(2) 運(yùn)行：按下設(shè)備的“啟動(dòng)”（START）按鈕開(kāi)始運(yùn)行，首先調(diào)用子程序檢測(cè)位置信號(hào)，取得當(dāng)前位置計(jì)數(shù)，然后將位置計(jì)數(shù)存放在變量VW100（行計(jì)數(shù)）、VW120（列計(jì)數(shù)）中，以便程序判斷是否已經(jīng)到達(dá)指定的位置。這里執(zhí)行的兩條指令對(duì)變量VW102以及VW132進(jìn)行初始化，這兩個(gè) 變量分別為小車(chē)運(yùn)行中所經(jīng)過(guò)的行記數(shù)以及列記數(shù)。因此，在以下的程序中，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都必須加上很明確的標(biāo)志和條件限制來(lái)確定其運(yùn)動(dòng)的方式和運(yùn)動(dòng)的目的，這樣才不至于因?yàn)槟康牟幻鞔_而造成錯(cuò)誤的判斷以及錯(cuò)誤的動(dòng)作。 程序初始化網(wǎng)絡(luò)2實(shí)現(xiàn)代碼如下程序NETWORK 1 //NETWORK TITLE: // LD MOVW +0， VW102MOVW +0， VW132NETWORK 2// //NETWORK COMMENTS// LD CALL SBR_0 列向自動(dòng)運(yùn)行列向自動(dòng)運(yùn)行由網(wǎng)絡(luò)3和網(wǎng)絡(luò)4完成：在這段程序中，首先要考慮的問(wèn)題就是：小車(chē)處于前進(jìn)或者是存放貨物過(guò)程還是完成了預(yù)定任務(wù)返回的過(guò)程。根據(jù)這種要求，、分別作為小車(chē)沿列向運(yùn)行到位標(biāo)志，機(jī)械手沿行向運(yùn)行到位標(biāo)志，機(jī)械手貨架到位標(biāo)志。，表示啟動(dòng)小車(chē)前進(jìn)，小車(chē)開(kāi)始向前運(yùn)動(dòng)。如果小車(chē)處于已經(jīng)完成了取放貨的動(dòng)作時(shí)，那么判斷小車(chē)是否已經(jīng)完成了由貨架上返回（伸縮機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)）、是否已經(jīng)完成了由指定行數(shù)退回初始行位置的運(yùn)動(dòng)（如果完成，小車(chē)應(yīng)該是第一行以下的位置）。 列向自動(dòng)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)4實(shí)現(xiàn)代碼如下程序：NETWORK 3 //NETWORK TITLE: //LD LPSAN AN A A = LPPA AN AN A A S ， 0NETWORK 4//LD LPSAN AN A A AD= VD102， VD120= S ， 0LPPA AN AN A A AD= VD102， VD120= R ， 0R ， 0 手動(dòng)控制手動(dòng)控制由網(wǎng)絡(luò)5來(lái)控制完成：在開(kāi)始按鈕已經(jīng)按下的情況下（），反之則為停滯狀態(tài)。當(dāng)小車(chē)還處于取放貨的動(dòng)作未完成的階段時(shí)，需要判斷的是小車(chē)是否已經(jīng)完成了列的定位，如果未完成列的定向（），那么啟動(dòng)小車(chē)機(jī)械手上升的電機(jī)，使機(jī)械手做上升運(yùn)動(dòng)。使機(jī)械手下降并返回初始位置?；驹砼c前面的前后、升降運(yùn)動(dòng)相似。為ON時(shí)，表示機(jī)械手已經(jīng)到達(dá)指定位置，為OFF時(shí)，表示還未達(dá)到指定位置。 自動(dòng)控制機(jī)械手臂伸縮運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)10實(shí)現(xiàn)代碼如下程序：NETWORK 8 //NETWORK TITLE: //LD A AN LPSA LPSA