【正文】 7200 CPU226，總共使用了所有的 24 個輸入點(diǎn)和 11 個輸出點(diǎn)，具體 I/O 點(diǎn)分配如表 24 所示碼垛機(jī)控制系統(tǒng)使用擴(kuò)展 I/O模塊 EM221，其 I/O 分配表如表 25 。 表 24 PLC（ CPU226）輸入輸出 I/O 點(diǎn)分 輸入部分 輸出部分 十六 進(jìn)制 顯示 鍵盤值 1 位 機(jī)械手控制脈沖 鍵盤值 2 位 機(jī)械手方向改變 鍵盤值 3 位 升降臺上升 鍵盤值 4 位 升降臺下降 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 18 機(jī)械手到位限位 小車向前運(yùn)動 機(jī)械手回位限位 小車向后運(yùn)動 貨臺是否有物 存物指示燈 自動 /手動（ 1/0） 取物指示燈 小車前限 BCD輸出 顯示 BCD 碼 1 位 小車后限 BCD 碼 2 位 升降臺上限 BCD 碼 3 位 升降臺下限 BCD 碼 4 位 層尋址 1 小車停止向前運(yùn)動 層尋址 2 小車停止向后運(yùn)動 列尋址 1 手動時層到位指示燈 列尋址 2 手動時列到位指示燈 表 25 EM 221 模塊 I/O 點(diǎn)分配 1 水平左限位 9 縱向認(rèn)址下對準(zhǔn) 2 水平右限位 10 左端歪斜傳感器 3 垂直上限位 11 右端歪斜傳感器 4 垂直下限位 12 左探有貨傳感器 5 水平前對準(zhǔn) 13 右探有貨傳感器 6 水平認(rèn)址計數(shù) 14 低速按鈕 7 縱向認(rèn)址上對準(zhǔn) 15 中速按鈕 8 縱向認(rèn)址計數(shù) 16 高速按鈕 本章小結(jié)： 本章依據(jù)設(shè)計立體倉庫的有關(guān)參數(shù)，對碼垛機(jī)電氣控制的硬件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 19 第三章 碼垛機(jī)程序控制設(shè)計 S7200 可編程控制器主要使用 STEP7Micro/WIN32 編程軟件進(jìn)行編程和其它一些相關(guān)處理。 它提供三種編輯器來創(chuàng)建你的程序：梯形圖、語句表和功能塊圖。語句表編輯器按照文本語言的形式顯示程序，此編輯器允許你輸入指令助記條款來創(chuàng)建你的控制程序。 （ 1）自動：由操作員在下層控制臺輸入貨單，發(fā)出運(yùn)行命令，碼跺機(jī)根據(jù)貨單和命令自動運(yùn)行完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)甩手操作。 程序采用模塊化的方式進(jìn)行編寫，最后再將 程序的各個部分集成為能完成完整功能的完整的程序。并采用指示燈在現(xiàn)場指示系統(tǒng)具體的工作狀態(tài)，并將工作信息寫入到內(nèi)存中，方便上位機(jī)對碼跺機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)視。 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 21 手動方式 自動方式 Y N N Y 圖 主程序流程圖 開始 系統(tǒng)上電 碼垛機(jī)自檢子程序 執(zhí)行手動操作子程序 碼垛機(jī)運(yùn)行方式選擇 送貨任務(wù) 取貨任務(wù) 執(zhí)行取貨子程序 執(zhí)行送貨子程序 向上位機(jī)上傳碼垛機(jī)狀態(tài) PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 22 碼垛機(jī)自檢和復(fù)位 /歸位程序 碼垛 機(jī)自檢程序 碼垛機(jī)每次開機(jī)上電時， PLC 系統(tǒng)通電，然后執(zhí)行用戶編寫的功能模塊程序。碼垛機(jī)自檢子程序主要是判斷上次系統(tǒng)是否正常關(guān)機(jī)，如果屬于非正常關(guān)機(jī)，碼垛機(jī)有無不安全因素（貨叉是否在收叉位置，載貨臺上有無貨物，貨位位置是否正常等），如果存在不安全因素，碼垛機(jī)開始報警，等待故障處理。在手動操作模式下，執(zhí)行手動操作子程序。 Y N N Y 圖 碼垛機(jī)自檢子程序流程圖 開始 檢測安全關(guān)機(jī)標(biāo)志位 上 次 安 全 關(guān)機(jī) ? 檢測貨叉位置及貨叉負(fù)載 存在不安全因素 ? 故障報警，等待故障處理 結(jié)束 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 23 碼垛機(jī)復(fù)位 /歸位程序 當(dāng)碼跺機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)錯誤時 (如認(rèn)址認(rèn)數(shù)器計數(shù)錯誤等 )，若不及時糾正，就會使倉庫管理出現(xiàn)混亂，所以就需要系統(tǒng)能通過控制按鈕方便的恢復(fù)系統(tǒng)的部分?jǐn)?shù)據(jù)或設(shè)置，及時恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 碼跺機(jī)復(fù)位程序流程圖如圖 所示。當(dāng)碼跺機(jī)經(jīng)過強(qiáng)制限速點(diǎn)時，強(qiáng)制為低 速，直到運(yùn)動到原位停止。若重新啟動被按下超過 3s，系統(tǒng)會執(zhí)行初始化程序，對系統(tǒng)的各個內(nèi)存區(qū)及自由端口進(jìn)行重新定義，同時，系統(tǒng)會啟動返回原位程序，以重新設(shè)定計數(shù)器的當(dāng)前值；若不需要碼跺機(jī)歸位，則可以再松開重新啟動按鈕后，再短按一次重新啟動按鈕 (小于 3s)，就可停止系統(tǒng)回歸原位。操作開始先在上位機(jī)的監(jiān)控界面上輸入待入庫目標(biāo)貨位的列、層數(shù)，選擇入庫動作，然后按下運(yùn)行鍵，系統(tǒng)開始執(zhí)行入庫作業(yè)。出庫的作業(yè)順序與入庫的作業(yè)順序類似。 網(wǎng)絡(luò) 1 和 2 是對兩個計數(shù)器進(jìn)行復(fù)位，其中計數(shù)器 C2 是對輸入的倉庫號的列數(shù)進(jìn)行計數(shù)， C3 是對輸入倉庫號的層數(shù)進(jìn)行計數(shù)。 Network 1+0C2CURPVCTU+0CURPVCTUC3Network 2 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 25 運(yùn)行方式選擇程序 當(dāng) 得電時，選擇自動方式，然后調(diào)用自動子程序（ SBR_0） ， 失電時，即選擇了手動運(yùn)行方式，然后調(diào)用手動子程序（ SBR_1） 。 網(wǎng)絡(luò) 11， C2 中的計數(shù)脈沖數(shù)和 VW100 中輸入的倉庫的列數(shù)進(jìn)行比較，相等時說明已經(jīng)到達(dá)列，小車停止前進(jìn)，到達(dá)列標(biāo)志 。 網(wǎng)絡(luò) 13 中，當(dāng)列和層都到位時，調(diào)用步進(jìn)電機(jī)子程序，機(jī)械手前伸取 /放貨物。 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 27 手動方式下的碼垛機(jī)運(yùn)行控制 手動控制中的尋址定位 手動控制子程序中，手動運(yùn)動時經(jīng)過每一列或?qū)訒r指示燈都會亮（網(wǎng)絡(luò) 1中 \ 分別接層 /列顯示燈），燈亮后才可以伸縮機(jī)械手臂（見網(wǎng)絡(luò) 2 中）。程序流程圖如 所示。然后設(shè)置周期為 50us,脈沖數(shù)為 70000 個。 本章小結(jié)： 本章主要對碼垛機(jī)程序控制進(jìn)行了設(shè)計并介紹了部分動作運(yùn)行 程序圖。達(dá)到了提高控制精度與提高運(yùn)行速度的要求。本文設(shè)計了碼垛機(jī)的電控系統(tǒng)，針對碼垛機(jī)運(yùn)行速度與認(rèn)址精度的要求，圍繞碼垛機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)的性能提升展開一系列的工作。采用了激光測距傳感 器在水平方向認(rèn)址，提高了碼垛機(jī)的認(rèn)址精度及行系統(tǒng)的可靠性，為以后運(yùn)行速度的提升奠定了基礎(chǔ)。簡單介紹了系統(tǒng)的通信協(xié)議和方式，并設(shè)置了相應(yīng)的安全保護(hù)措施。 PLC 的運(yùn)用及其程序的簡化，縮短了系統(tǒng)掃描周期，使碼垛機(jī)的控制運(yùn)行更方便，動作更加簡單、準(zhǔn)確。 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 31 致 謝 借此論文完成之際，謹(jǐn)向給予我悉心指導(dǎo)的 季祥老師致以衷心的感謝！從開始論文題目的確定到設(shè)計內(nèi)容的完善都傾注著季老師的心血。同時，季老師扎實(shí)的專業(yè)知識和博大的知識量都給我留下了很深的印象。 還要感謝我的父母，是他們的無私支持，使我能夠全身心的投入學(xué)習(xí)和工作中，去除了身上的浮躁情緒，成為一個有責(zé)任心的青年。按后退按鈕，碼跺機(jī)后退到庫臺所在列；按上升按鈕，碼跺機(jī)上升到目標(biāo) 。 手動狀態(tài)貨物確認(rèn)按鈕被按下 ？貨單處理與儲存堆垛機(jī)進(jìn)退按鈕被按下 ？堆垛機(jī)升降按鈕被按下 ？堆垛機(jī)水平運(yùn)動到位 ？堆垛機(jī)垂直運(yùn)動館到位 ？兩個方向均到位 ？結(jié)束NYYNYNYNYNYN 手動狀態(tài)垂直水平方向碼垛機(jī)控制流程圖 PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 33 二 初始化接收任務(wù)行 、 列走到位 ？貨架是否有貨 ？上位置向貨格方向伸叉貨物是否歪斜 ？定時到 ？下位置放貨叉回中定時到 ？向地面控制臺發(fā)送任務(wù)完成信息結(jié)束貨物歪斜警報Y貨物有貨警報YNYNNNYYN 碼垛機(jī)入庫流程圖PLC 在倉庫碼垛機(jī)中的設(shè)計應(yīng)用 34 參考資料 [1] 陳建明，巫付專，熊軍華等．電氣控制與 PLC 應(yīng)用 [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [2] 孫承志，徐智，張家海，吉順平．西門子 S7200/300/400PLC 基礎(chǔ)與應(yīng)用 技術(shù) [M]． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [3] 馬秀坤 ，石雪濤，馬學(xué)軍 .S7200PLC 與數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)的原理及應(yīng)用 [M]． 北京：國防工業(yè)出版社， 2021 [4] 周興萬．自動化立體倉庫中碼垛機(jī)的位置定位和速度控制 [J]．基礎(chǔ)自動化，1998， 6： 48 [5] 陳曉軍． PLC 控制技術(shù)在立體倉庫碼垛機(jī)中的應(yīng)用 [J]．工業(yè)技術(shù)， 2021，34： 11 [6] 西門子公司． SIMATIC S7200 可編程序控制器系統(tǒng)手冊， 2021 [7] 西門子公司． MICROMASTER 440 變頻器手 冊 [8] 吳麗，梅楊．電氣控制與 PLC 應(yīng)用技術(shù)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [9] 廖常初．可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M]．重慶：重慶大學(xué)出版社， 1998 [10] 熊肖磊．巷道碼垛起重機(jī)的認(rèn)址方式與調(diào)速 [J]，起重運(yùn)輸機(jī)械， 1996， (8) [11] 葛永國．自動化立體倉庫控制系統(tǒng)程序設(shè)計與故障診斷 [D]．天津大學(xué)，202112 [12] 鄭鳳翼，鄭丹丹，趙春江 . 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