【正文】 力的要求，并影響平均維修時(shí)間。本課題設(shè)計(jì)的立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)有輸入信號(hào)40個(gè)，輸出信號(hào)21個(gè)。按照上述配置，所選I/O點(diǎn)不得低于61點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，所選I/O點(diǎn)為80點(diǎn)。（2）經(jīng)濟(jì)性的考慮選擇PLC時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。根據(jù)我組設(shè)計(jì)的立體倉(cāng)庫(kù)其輸入點(diǎn)數(shù)為40點(diǎn)、輸出電數(shù)為21點(diǎn)，所以選擇三菱FX2N80MR。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)蜗唷⒍?、三相、四相、五相、六相和八相等多種。 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(稱為“步距角”)一步一步運(yùn)行的，其特點(diǎn)是沒有積累誤差(精度為100％)，所以廣泛應(yīng)用于各種開環(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32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=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= =根據(jù)以上的計(jì)算，在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)，它的主要特點(diǎn)：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。電氣原理圖如圖33所示。 圖33步進(jìn)電機(jī)的出線圈表31步進(jìn)電機(jī)的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)電機(jī)型號(hào)相數(shù)步距角相電流驅(qū)動(dòng)電壓額定轉(zhuǎn)矩重量42BYGH1012DC24V所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。它們?cè)隍?qū)動(dòng)器內(nèi)部的接口電路都相同，見下圖。在該立體倉(cāng)庫(kù)中由于FP0提供的電平為24V，而輸入部分的電平為5V。初相位信號(hào)是指步進(jìn)電機(jī)每次運(yùn)行到初相位期間，此信號(hào)就輸出為高電平，否則為低電平。 圖36 初相位信號(hào)接口電路②、報(bào)警輸出信號(hào)：每臺(tái)驅(qū)動(dòng)器都有多種保護(hù)措施(如：過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫等)。如要通知系統(tǒng)，就要用到‘報(bào)警輸出信號(hào)’。驅(qū)動(dòng)器正常時(shí)，觸點(diǎn)為常開狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于兩相四根線電機(jī)，可以直接和驅(qū)動(dòng)器相連，如圖37所示。主要由電源輸入部分、信號(hào)輸入部分、輸出部分組成。此步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：表32步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)相數(shù)工作電源SH2H057二相或四相混合式二相八拍一組直流DC(24V40V) (2)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖見圖38 圖38 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖在該立體倉(cāng)庫(kù)中采用歐姆龍EESPY402凹槽型、反射型接插件式傳感器作貨物檢測(cè)，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周圍外來(lái)光干擾的變調(diào)光式；采用變調(diào)光式，與直流光式比，不易受外來(lái)光干擾的影響；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)識(shí)；帶有便于調(diào)整，動(dòng)作確認(rèn)的入光顯示燈；反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖如圖39所示。需要注意檢測(cè)距離不要離傳感器太近，否則傳感器不能動(dòng)作；連接是采用接插件方式，千萬(wàn)不要對(duì)端子(讀出頭)進(jìn)行焊接。(紅)電源電壓DC5～24V177。)(負(fù)載電流10mA時(shí)C 保存時(shí)25～+65176。圖310 微動(dòng)開關(guān)原理圖 PLC輸入輸出分配表根據(jù)本課題PLC輸入輸出的控制要求，得出PLC輸入輸出I/O分配，如表34所示。指示燈Dc24vCP步進(jìn)脈沖DIR方向電平OPTO公共陽(yáng)端PLC FX2N80MRX0 X5 X37 X40X41 X42 X43 X44X45 X46 X47 X6……X21 X22……X36 X1 COM COM Y6 Y7 Y10 Y11…………Y24 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5SB1SB3SB2SB4SB5限制開關(guān)微動(dòng)開關(guān)SB6SB21急停SB0啟動(dòng)手動(dòng)/自動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器圖311電氣原理圖4系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì) PLC梯形圖概述梯形圖是使用得最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱為PLC的第一編程語(yǔ)言。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。該存儲(chǔ)單元如果為“1”狀態(tài)，則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈“通電”，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。模擬量：按其精度可分為12bit、14bit、16bit等；按信號(hào)類型可分為電流型(420mA,020mA)、電壓型(010V,05V,1010V)等。梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線(Bus bar)。右母線可以不畫出。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行的。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。模擬量：按其精度可分為12bit、14bit、16bit等；按信號(hào)類型可分為電流型(420mA,020mA)、電壓型(010V,05V,1010V)等。 三菱編程軟件的特點(diǎn)本設(shè)計(jì)的梯形圖編程是運(yùn)用三菱公司的GX Developer 。此功能對(duì)于自動(dòng)門的控制系統(tǒng)在查找故障的時(shí)候是非常重要的。次功能對(duì)于在完成自動(dòng)門程序的時(shí)候進(jìn)行程序的檢查是很重要的。對(duì)于自動(dòng)門系統(tǒng)以后的故障查找是很重要的一項(xiàng)功能。此外，選擇FX系列情況下，還能變換成FXGP(DOS),FXGP(WIN)格式的文檔。程序的標(biāo)準(zhǔn)化(1) 標(biāo)號(hào)編程用標(biāo)號(hào)編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識(shí)軟元件的號(hào)碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。(2) 功能塊FB是以提高順序程序的開發(fā)效率為目的而開發(fā)的一種功能。 此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序時(shí)的順序輸入錯(cuò)誤。能夠簡(jiǎn)單設(shè)定和其他站點(diǎn)的鏈接由于連接對(duì)象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復(fù)雜的系統(tǒng)的情況下也能夠簡(jiǎn)單的設(shè)定。2．梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有觸點(diǎn)）。4．在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)避免。具體梯形圖見附錄I。先將PLC與計(jì)算機(jī)的串口互連，然后單擊[在線][傳輸設(shè)置]，可以進(jìn)入[傳輸設(shè)置]對(duì)話框，進(jìn)行FX2n PLC設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)設(shè)定，可以進(jìn)行PLC和計(jì)算機(jī)的串口通信口及通信方式的設(shè)定，可以進(jìn)行其他網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的設(shè)定，還可以實(shí)現(xiàn)通信測(cè)試。選中要下載到PLC的內(nèi)容，單擊[執(zhí)行]就可以將寫好的梯形圖程序下載到PLC的CPU中。當(dāng)機(jī)械手的功能增加時(shí)，硬件接線上只需增加行程開關(guān)輸入信號(hào)。調(diào)試結(jié)果表明，在適應(yīng)性、精確性和可靠性方面，到達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，表明該設(shè)計(jì)方案是可行的。并且，更了解了有關(guān)可編程控制器的功能。這次設(shè)計(jì)，使我了解到老師的用心良苦，并且從老師那學(xué)到了很多寶貴的