【正文】 3 專家模式，使能讀/寫所有參數(shù) P0004 0全參數(shù) P0700 2 外部按鈕或上位機(jī)啟動/停止系統(tǒng) P1000 2上位機(jī)或PLC程序給定設(shè)定 P1300 1帶磁通電流的V/f控制方式 P2010 6通訊波特率設(shè)為9600 P2011 0MM440變頻器通訊地址垂直運(yùn)行電動機(jī)采用200W的單向交流異步電動機(jī)，運(yùn)行速度要求為2m/min~80m/min。垂直方向變頻調(diào)速系統(tǒng)與水平方向變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相似，但是由于單相異步電動機(jī)和三相異步電動機(jī)有所區(qū)別，所以垂直變頻調(diào)速系統(tǒng)和水平變頻調(diào)速系統(tǒng)也有不同的地方。從結(jié)構(gòu)上看單相異步電動機(jī)與三相籠型異步電動機(jī)相似，其轉(zhuǎn)子也為籠型，只是釘子繞組為單相工作繞組，但通常為起動的需要，定子上除了工作繞組外，還設(shè)有起動繞組，它的作用是產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩，一般只在起動時(shí)接入，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到70%~80%的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，由離心開關(guān)將其從電源自動切除，所以正常工作時(shí)只有工作繞組在電源上運(yùn)行。但也有一些電容或電阻電動機(jī)，在運(yùn)行時(shí)將起動繞組接于電源上，這實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺兩相電機(jī)，但由于它接在單相電源上，故稱為單相異步電動機(jī)。 電容分組式單相異步電動機(jī)原理圖1— 工作繞組；2—起動繞組K—離心式開關(guān)；C—電容器單相異步電動機(jī)的突出特點(diǎn)是沒有啟動轉(zhuǎn)矩和固定的轉(zhuǎn)向。為此要設(shè)置啟動裝置，以及電機(jī)中產(chǎn)生一個(gè)與主磁場在空間和時(shí)間上不同相得磁場，從而形成一定大小的旋轉(zhuǎn)磁場以產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩。單相交流電動機(jī)的變頻調(diào)速與三相交流電動機(jī)的變頻調(diào)速不同，將單相220V輸入、三相輸出的變頻器的三個(gè)輸出端子（U、V、W），接任意兩端。輸出單相變頻調(diào)速電源在輸出端上串上一個(gè)足夠電感量的電感，用于隔離電動機(jī)電容對變頻器的危害作用（同時(shí)對變頻器的高載波率起到一定的濾波作用），并保護(hù)電動機(jī)電容，此電路只適用于小功率單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式和罩極式電動機(jī)，不適用于帶離心開關(guān)的單相電動機(jī)。另外，變頻器的輸出電壓和電動機(jī)的輸出電壓相匹配，變頻器要留有足夠的容量（應(yīng)比電動機(jī)的使用功率大三倍）。串聯(lián)的電感要有足夠的電感量和通過電流的流量，電感的磁性材料應(yīng)與變頻器的載波率相匹配。 變頻器與單相電容式運(yùn)轉(zhuǎn)電動機(jī)的接線圖步進(jìn)電動機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。步進(jìn)電機(jī)定子的各相繞組按照一定的順序通電、斷電，從而帶動轉(zhuǎn)子按既定的方向一步一步轉(zhuǎn)動固定的角度，這個(gè)角度被稱為“步距角”，通常用表示。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上均勻的分布著許多小齒，相鄰的兩個(gè)小齒的中心線間的角度稱為齒距角()。對于m相n拍的步進(jìn)電機(jī)來說，則轉(zhuǎn)子走過了n個(gè)步距角，所以步距角 （21）（PTO）和脈寬調(diào)制（PWM）。本文選用PTO控制方式，電機(jī)選用兩相混合式電動機(jī)42BYG，步距角為,該電機(jī)使用配套的SH20403兩相混合式步進(jìn)電動機(jī)細(xì)分驅(qū)動器。 （1）貨架占有情況檢測自動化倉庫需要知道貨物是否存放在貨架，或者貨物在貨架的位置信息。以免造成誤動作，損傷機(jī)械。入庫操作時(shí)，當(dāng)碼垛機(jī)到達(dá)目標(biāo)位置時(shí)，先檢測貨位是否有貨物，若沒有貨物，則進(jìn)行伸叉作業(yè)，否則發(fā)出信號使碼垛機(jī)動作停止；出庫時(shí)，若檢測出相應(yīng)貨位無貨物，則發(fā)出信號致碼垛機(jī)動作停止。本文采用漫反射型的光電傳感器可以感知貨物在貨架的存在或者位置。（2）貨物突出貨架檢測貨物存放在貨架上，可能由于異常的情況導(dǎo)致貨物突出貨架的情況。這些突出的貨物可能妨礙碼垛機(jī)垂直方向的運(yùn)行，導(dǎo)致貨架或碼垛機(jī)的損害。在碼垛機(jī)垂直軌道上頂端安裝長距離光電傳感器可以監(jiān)視貨物突出，一旦有突出，向上位機(jī)報(bào)警，控制系統(tǒng)發(fā)出信號致碼垛機(jī)停止運(yùn)行。為了控制無人運(yùn)轉(zhuǎn)碼垛機(jī)，必須向碼垛機(jī)發(fā)送運(yùn)轉(zhuǎn)和作業(yè)的信息。一個(gè)指令執(zhí)行完了之后，必須從碼垛機(jī)向地面發(fā)送響應(yīng)信號，即確認(rèn)信號，之后才能執(zhí)行下一個(gè)指令。碼垛機(jī)的信息傳遞順序是：碼垛機(jī)首先接受的作業(yè)信息是從什么地方取貨，之后把它存入什么貨位。碼垛機(jī)控制盤在收到作業(yè)信息之后向地面控制盤發(fā)出響應(yīng)信息。碼垛機(jī)根據(jù)作業(yè)信息進(jìn)行作業(yè)。作業(yè)完了之后，向地面發(fā)出“作業(yè)結(jié)束”信息。這樣把一系列作業(yè)進(jìn)行完了之后，成為等待下一個(gè)作業(yè)信息的待機(jī)狀態(tài)。串行通信中最常用的物理層協(xié)議為RS232C和RS485。本文采用RS485標(biāo)準(zhǔn)。主要基于以下兩點(diǎn)考慮：（1） RS232C接口標(biāo)準(zhǔn)只能用于點(diǎn)對點(diǎn)的通信，而RS485能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對多點(diǎn)的通信。RS485允許平衡電纜上連接32個(gè)發(fā)送器/接收器。立體倉庫控制系統(tǒng)要求監(jiān)控系統(tǒng)和3臺碼垛機(jī)控制系統(tǒng)連接，要求物理層的協(xié)議必須支持一點(diǎn)對多點(diǎn)的通信。（2） RS485采用差動發(fā)送/接收，所以共模抑制比高，抗干擾能力強(qiáng)。立體倉庫的工作環(huán)境較惡劣，熱、電、磁等干擾信號較多，要求通信網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力較強(qiáng)，才能保證數(shù)據(jù)的正確接收。RS485標(biāo)準(zhǔn)除上述優(yōu)點(diǎn)外，還具有傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。由于PLC帶有串行通信接口，只需用RS485總線分別連接到計(jì)算機(jī)即可，可見系統(tǒng)的構(gòu)建十分簡單。當(dāng)需要增加新設(shè)備時(shí)，只需要將新設(shè)備也連接到計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)的擴(kuò)展也較容易。為了利用計(jì)算機(jī)帶有的RS232接口與下層的各個(gè)模塊通信，在計(jì)算機(jī)上需要安裝232485轉(zhuǎn)換器。碼垛機(jī)控制系統(tǒng)采用的PLC是S7200 CPU226，總共使用了所有的24個(gè)輸入點(diǎn)和11個(gè)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 。擴(kuò)展模塊EM235是模擬量4輸入/1輸出模塊，在本文所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中，只用到兩個(gè)擴(kuò)展模塊EM235的輸出通道MO、VO，接變頻器MM440的端口3和4。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(shí)層到位指示燈列尋址2手動時(shí)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(jì)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(jì)數(shù)16高速按鈕：本章依據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)。包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，碼垛機(jī)的控制方式、通訊方案及認(rèn)址方式的選擇，并設(shè)置了相應(yīng)的安全保護(hù)措施。第三章 碼垛機(jī)程序控制設(shè)計(jì)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。STEP7Micro/WIN 32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，由西門子公司專為SIMATIC S7200系列可編程控制器設(shè)計(jì)開發(fā)，功能強(qiáng)大，主要由用戶用來開發(fā)控制程序，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序執(zhí)行狀態(tài)。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。用任何一種程序編寫程序，都可以用另外一種程序編輯器來瀏覽和編輯，但要遵守一些輸入規(guī)則。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。本文設(shè)計(jì)的碼垛機(jī)控制系統(tǒng)采用手動和自動兩種操作方式，其中自動又有自動入庫和自動出庫兩種工作狀態(tài)。（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。（2）手動：由操作員親自駕駛碼跺機(jī)進(jìn)行取貨和放貨操作，其中可以操作貨叉的升降、伸縮，碼跺機(jī)的上升下降，前進(jìn)，后退操作，來完成貨單任務(wù)。程序采用模塊化的方式進(jìn)行編寫，最后再將程序的各個(gè)部分集成為能完成完整功能的完整的程序。系統(tǒng)采用中間信號來實(shí)現(xiàn)對具體運(yùn)行動作的控制，從而更準(zhǔn)確更安全的完成作業(yè)。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(shí)的監(jiān)視。向上位機(jī)上傳碼垛機(jī)狀態(tài)執(zhí)行送貨子程序執(zhí)行手動操作子程序碼垛機(jī)運(yùn)行方式選擇開始系統(tǒng)上電取貨任務(wù)執(zhí)行取貨子程序送貨任務(wù)碼垛機(jī)自檢子程序 手動方式 自動方式 Y N N Y 主程序流程圖碼垛機(jī)每次開機(jī)上電時(shí)，PLC系統(tǒng)通電，然后執(zhí)行用戶編寫的功能