仓储单元以及触摸屏控制.doc

常州工学院毕业设计论文摘 要本课题主要介绍的是利用触摸屏对模拟物流生产线仓储站进行控制的设计，要求完成触摸屏界面设计、仓储站PLC控制系统设计、软件程序设计、梯形图设计、仓储站动画设计及调试。本次设计以触摸屏为核心，通过触摸屏编程软件做好触摸屏界面，将编好的PLC程序输入可编程控制器中，进行触摸屏与可编程控制器的连接，通过触摸屏对PLC的控制来实现仓储站的手动操作与自动运行的控制。触摸屏控制的模拟物流生产线是利用PLC控制技术，按照指令，通过输送系统自动的把托盘上的物料，以最佳的路径、最快的速度准确的从一个位置输送到另一个位置，完成托盘和物料的时空转移，以保证设备和生产高效率的运行。本系统具有智能化、经济性、可靠性、稳定性、整体兼容性等特点，自动化管理程度大大提高。关键词 触摸屏；PLC；物流生产线；动画目 录摘 要1Abstract2第一章 绪 论51.1 课题的来源51.2 课题的国内现状51.3 课题的国外现状61.4 课题的内容简介7第二章 设计目标及设计方案82.1 总体设计目标82.1.1 设计要求82.1.2 工艺流程82.2总体方案设计92.2.1 设计技术路线92.2.2 最终目标10第三章 硬件设计113.1 PLC的选型113.2 直流电机的选择123.3 步进电机的选择133.4 伺服电机的选择153.5 传感器的选择163.6 行程开关的选择193.7 I/O设置20第四章 软件设计254.1 触摸屏软件选型254.2 触摸屏设计264.2.1 触摸屏按钮设计264.3 仓储站触摸屏设计274.3.1堆垛部分触摸屏设计284.3.2堆垛部分触摸屏设计324.4 触摸屏监控界面设计364.4.1 输入监控界面设计364.4.2 输出监控界面设计394.5 触摸屏通讯设置41第五章 PLC程序设计435.1 仓储站堆垛部分程序设计435.1.1 堆垛部分动作流程435.1.2 堆垛部分程序流程图455.1.3 堆垛部分PLC程序设计475.2 仓储站仓储部分程序设计485.2.1 仓储部分动作流程485.2.2 仓储部分动作框图495.2.3 仓储部分程序流程图495.2.4 仓储部分PLC程序设计515.3 动画设计545.3.1 动画软件选择545.3.2 动画画面设计555.3.3 动画部分56第六章 调试576.1 触摸屏调试576.2 工作台调试576.2.1 手动模式调整576.2.1 自动模式调整57结 论58参考文献60致 谢62附录63第一章 绪 论1.1 课题的来源随着多媒体信息查询的与日俱增，人们越来越多地谈到触摸屏，因为触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的而且又适用于中国多媒体信息查询国情的输入设备，触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。利用这种技术，我们用户只要用手指轻轻地指碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术极大方便了那些不懂电脑操作的用户。这种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。触摸屏在我国的应用范围非常广阔，主要有公共信息的查询，如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询；城市街头的信息查询；此外还可广泛应用于领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等，将来，触摸屏还要走入家庭。随着城市向信息化方向发展和电脑网络在日常生活中的渗透，信息查询都会以触摸屏显示内容可触摸的形式出现。本文提供一些有关触摸屏的相关基础技术知识，希望这些内容能对广大用户有所用处。1.2 课题的国内现状无论你是在商场购物，还是在银行存取款，触摸式的自动服务器为你提供了方便快捷的服务，这就是我们所说的触摸屏。可在几年前，这一新东西还非常少见，在业内也没有触摸行业的说法。经过多年来的发展，触摸屏的功能已从原先简单的查询导览发展成为集业务查询上网于为一体的触摸查询一体机，应用领域也从最初的邮电、商场到遍布各个行业众多领域。目前国内在触摸技术发展方面主要是应用在整机技术上。1996年，太古公司推出了拥有自主产权的触摸查询一体机KIOSK，成为国内第一家、全球第13家KIOSK制造商。随后触摸产品厂商也纷纷推出了各自的触摸查询一体机，各自拥有造型工艺。 技术的发展也包括应用软件技术的成熟。触摸查询离不开触摸查询软件，太古公司开发出国内第一个触摸浏览软件TouchWeb，这使得国内的触摸行业不再仅仅停留在搬箱子的角色上。而且随着应用软件方面的进步，相继推出了公共信息查询系统和金融、邮政、城市信息港摸信息终端KIOSK应用系统等，也使得触摸产品的应用范围从简单的查询扩大到集查询业务上网于一体，行业范围从公共事业、政府到事业单位、一般企业，甚至个人的掌上电脑，都是触摸产品的天地。1.3 课题的国外现状由于各种技术的触摸屏各具优缺点，而且设计的难度不同，各种屏的使用有了一定的时间先后。以国外应用来说，最先投入使用的是日本公司红外屏，其后是电阻屏、电容屏和声波屏。日本的MINATO公司改进红外屏的光干扰问题，将分辨率提高到977*737，国内生产的红外屏存在的问题是分辨率低，只有64*48。另外前面也提到了，LCD应用的扩大，LCD技术和红外屏技术结合，完全满足了红外屏对平面的要求，使得红外屏重获生机。电阻屏的缺点是透光率差，表面易损。早期台湾PONICS公司等的四线电阻屏易损问题经改进用镀膜来解决，但分辨率低，只有1024*768，使用范围受一定影响。美国ELO公司推出的五线电阻屏在材质上有了大改进，完全采用钢化玻璃为基体，摈弃了四线电阻屏的多层结构，使透光率大大提高，表层防暴性能也有所增强，分辨率达4096*4096，完全适合作IE浏览器等高清晰度的要求。电容屏考虑失真的问题，也采用镀膜技术，一定程度上克服了怕刮易损的缺点。声波屏的优点是明显的，但水滴灰尘的影响问题不解决，使用大受影响，改进的方法是加防尘条，或者在软件方面增加对污物的监控，准确识别出有效的操作和污物之间的区别。触摸产品由于早期给人的印象仅是信息的查询，对行业用户来说只是可有可无的形象工程，必然影响市场容量。目前各触摸厂商们都在改进其产品的功能，加大了业务系统的份量。譬如，银行的KIOSK一体机已经加入了微型打印机、读卡器等设备，功能上吸收了银行的补登存折、转帐等业务，使得系统不在仅仅停留于业务介绍和形象宣传。这一改动显然是有效的，银行系统对这类一体机需求旺盛，连专注于银行业务设备的南天公司都开发出了类似的一体机产品。目前一体机已出现自助售票系统，应用到铁路公路的售票业务，这一进展是否预示着一体机会走上ATM机或者自动售卖机的路子还不明确。由于触摸产品对开放式环境的适应性，商业系统对销售网络及形象宣传的考虑，ATM和自动售卖机暂时无法替代KIOSK一体机，不过业务型的一体机确定无疑是一种方向。1.4 课题的内容简介本课题主要研究触摸屏控制模拟物流生产线仓储站的工作过程；设计触摸屏界面；编写仓储站相应程序。要求触摸屏能控制并且完成仓储站的功能、监控物流生产线，具备手动操作和自动运行两种模式。触摸屏控制过程中，有动画效果显示物流生产线动作过程。本次毕业设计选择台达触摸屏编程软件做好触摸屏界面，将编好的PLC程序输入可编程控制器中，进行触摸屏与可编程控制器的连接，通过触摸屏对PLC的控制来实现仓储站的控制。物流生产线包括两个站：装配站和仓储站。本次毕业设计主要负责仓储站的设计。仓储站主要完成货物的堆垛和仓储。货物由带式传送机送到堆垛位置，当堆垛位置的货物达到指定数量时进行货物的堆垛，再由链式传送机构输送到货物载物台后，由巷道起重机起动，并将货物搬运、存储在高层货架上。第二章 设计目标及设计方案2.1 总体设计目标2.1.1 设计要求要求完成触摸屏界面的设计，动画的设计，程序的设计及调试，使生产线正常运行，并能通过触摸屏对工作站进行控制、监控。预期目标为：1、采用触摸屏技术完成触摸屏界面设计。2、能够按设计要求利用触摸屏控制完成物件的堆垛和仓储功能。3、在屏幕上能够用动画效果来显示堆垛和仓库站的动作过程。4、能够通过触摸屏来切换手动调整和自动运行两种模式。2.1.2 工艺流程本次毕业设计中主要负责利用触摸屏对仓储站进行控制的设计，仓储站主要完成货物的堆垛和仓储。货物由带式传送机传送到堆垛单元，根据需要手动选择货物的排放方式：为0或90，同时托盘机构部分放下一托盘，当接近开关检测到托盘后由链式传送带传送到指定位置，当堆垛位置的货物达到指定数量后（由接近开关检测），带式传送带停止，货车运行；当货车运动到接受货物处，接近开关检测到货车后，堆垛处送货执行元件把货物推送到货车上，接近开关检测到货车上的货物排放到指定数量后，货车上升；接近开关检测到货车上升到指定位置后，货车前进；前进到指定位置，被接近开关检测到后，货车下降到托盘上；当接近开关检测到货车到位后，挡板翻转到与托盘垂直挡住货物以保持货物在托盘上；接近开关检测到挡板到指定位置后货车返回到原来位置；托盘由链式传送机等装置输送到接受货物载物台，在初始状态下接受货物载物台，此时接受货物载物台位于初始位置（0），货物从堆垛单元传到载物台后，载物台的接受传感器发出信号，载物台旋转90，同时巷道起重机起动，靠近载物台，将货物转移到起重机上。起重机向货架方向移动，并将货物存储在高层货架上。如果某一货架货物满时，货架上的行程开关发出信号，则货物存储在空的高层货架上。2.2总体方案设计2.2.1 设计技术路线以触摸屏为核心，通过触摸屏完成对仓储站的控制与监控。仓储站由传感器和行程开关检测信号，通过气动和电机驱动执行机构完成物件的运输、堆垛和仓储功能。图2.1为仓储站工作过程框图。图2.1 仓储站工作过程框图2.2.2 最终目标1、完成触摸屏界面设计。2、利用触摸屏控制完成物件的堆垛和仓储功能。3、在屏幕上能够用动画效果来显示堆垛和仓库站的动作过程。4、设计完成后，能够通过触摸屏来切换手动调整和自动运行两种模式。第三章 硬件设计3.1 PLC的选型本次设计中程序的运行采用可编程控制器来实现。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。本次毕业设计中选择三菱FX这个系列的FX2N 作为可编程控制器控制系统。三菱FX2N特点如下：1、 FX2N是FX2的持续。2、 基本单元 (16128点) 有继电器或晶体管输出。3、 最多可扩展到256点。4、 內置有8K步RAM (最多可扩展到16K步)。5、 可选用存储卡盒, 有RAM, EPROM和EEPROM。6、 超高速的运算速度 0.08微秒. 比FX2的0.48微秒快六倍。7、 容量极大8K步(最大16K步),比FX2大四倍。8、 机体小型化,比FX2小50%。9、 兼容FX2的编程设计。10、备有多种不同的FX2N扩展单元及特殊模块。11、低成本IC板 BD，通讯功能扩展模块模板化。12、更多通讯/网络功能，RS232, RS422, RS485。13、更便宜的配置，兼用FX0N的扩展单元及特殊模块。14、可多增加一个通道,如: 连接一台DU,另外一个连接编程器或连接二台DU。由以上特点，根据设计中输入输出点的总数（输入点为62个，输出点为45个）来选择，确定PLC的选型为FX2N-128MR, 即64个输入点和64个输出点，此型号为继电器输出方式。3.2 直流电机的选择设计过程中当堆垛位置的货物被接近开关检测达到指定数量后，货车运动到接受货物处，堆垛处送货执行元件把货物推送到货车上,货车上升，货车前进，货车下降到托盘上，挡板翻转等。其中送货机构，货车上升、下降、前进、后退、挡板的翻转等等都选用直流电机来控制。直流电动机是将直流电能和机械能相互转换的旋转电动机。选用直流电动机具有以下几方面的优点：1、优良的调速特性，调速平滑、方便、调速范围宽广。2、过载能力大，能承受频繁的冲击负载。3、可实现频繁的无级快速启动、制动和反转。4、满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。选择直流电机时，直流电机的参数要比计算出来的实际额定电流大一些，所以选择直流电机型号为36ZY02型直流电机额定电流为0.75A，其主要参数为：额定电压：12V空载电流：0.28A额定电流：0.75A额定转矩：5.0kgcm额定转速：7580rpm3.3 步进电机的选择步进电动机是一种增量运动的电磁执行元件。它可以将数字脉冲信号转换成机械角位移或者线位移。其位移量（角度或者长度）与输入脉冲信号有严格的对应关系，电机转速与输入脉冲频率能保持同步。步进电动机主要用于开环控制系统，当精度和速度有较高的要求时可采用闭环控制系统。仓储站设计中带式传送带和链式传送带的执行元件为步进电机，因此要对步进电机进行选择，以下为步进电机的选择：1、确定参数选择步进电机前，要先列出步进电机的主要参数：执行机构速度，负载质量，移动距离，移动时间等，再计算出负荷惯量，输出转矩等。执行机构速度： 负载质量： 移动距离： 移动时间： 2、计算（1）加速时间 (3-1)（2）电机转速 (3-2)（3）负荷转速 (3-3)（4）负荷惯量： 直线运动 (3-4) 负荷惯量 (3-5)（5）电机转矩： 启动转矩 (3-6)输出转矩 (3-7) S为安全系数，一般为2 为电机转子惯量，单位为（6）电机选择：由以上计算结果，选定电机型号为KINCO 2S56Q-3876，转子惯量 (3-8)KINCO 2S56Q-3876的主要参数为：额定相电压24V；额定相电流3.0A；相电阻09510%。步进电机的继电器选型和直流电机相同，选择继电器型号为JZX-22FD/4Z(58A)3.4 伺服电机的选择伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电动机分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。本次毕业设计中仓储站仓储单元中X轴移动选用电机来执行，步进电机同样可以完成，由于步进电机驱动通常带有细分，而停止时通常会停止在细分点也就是不是磁极点上，那么停电后再次上电时驱动器不会按照停止时的各相电流进行分配，那么出现了步进电机重新上电时通常会出现强烈的小振一下，也就是转子迅速与初始定子磁场对应，而伺服电机则没有该现象。相对于伺服电机，伺服电机更可以通过外部的编码器分辨率的加大来提高精度，因此定位更加精确，因此选择直流伺服电机来控制X轴的移动。直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比，并能实现正反向速度控制。具有起动转矩大，调速范围宽，机械特性和调节特性的线性度好，控制方便等优点。本次设计选择的伺服电机型号为：23S310650803J7AA。下表是此型号直流伺服电机的主要参数：极对数 2P 50编码器分辨率inc/rev 8000 最大直流供电电压UzVcc最高90工作力矩M0Nm1.8额定相电流I0Arms6.5最大速度nmaxmin3000工作环境温度TuC-20 +40最高表面温度TmaxC90转子惯量JMkgm100.046阻尼力矩MRNm0.07相电阻RPh0.29相电感LPhmH0.7绝缘电阻RISOm最小100500VDC，20C绝缘等级B,130C防护等级IP44最大轴向负载FAN80最大径向负载FRN100重量mkg1.4长度Lmm111轴径Dmm83.5 传感器的选择本系统在运行中，对于托盘进料机构的运动、托盘的运动等等都要保证它们的运动距离和停止位置，这就需要由传感器来检测它们的位置。传感器有光电传感器、磁感应接近开关、温度传感器、压力传感器、液位传感器等，本次设计检测的货物是金属材料，所以选用光电或者磁感应接近开关，接近开关是一种靠感受外部物体对其内部震荡器之影响而达到输出转换的传感器。它可非接触式感应，感应精度高，反应速度快，抗干扰性能好，环境适应能力强，防油，防水，使用寿命长。光电传感器是光电接近开关的简称，它是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射，由同步回路选通而检测物体的有无，其物体不限于金属，对所有能反射光线的物体均可检测。磁感应接近开关是通过磁性感应物件来传递信号，主要为金属，但在价格方面，光电传感器比磁感应接近开关昂贵许多，因此本次毕业设计选择磁感应接近开关来检测。PLC所接的传感器的电压应为24VDC，电流范围为250mA以下，由于可编程控制器的输入电流是由可编程控制器内部的DC24V电流提供的。因此，利用外部电源驱动接近开关等传感器时，该外部电源的电压应是DC24V4V，传感器的输出晶体管应选NPN开路集电极型。本次仓储站设计中需用到的接近开关数为26个，所选择的型号为LJ8A3-2-Z/BX，主要参数为：工作电压 ：1036VDC连续负载电流：200mA开关频率：1000Hz输出指示灯颜色:红色本次设计中“开始”“复位”“保持”等手动按钮中都需用到指示灯，下图为堆垛单元指示灯的连接电路图。当系统启动后，按下“开始”按钮，“开始”指示灯亮，然后“送料开始”指示灯、“堆垛开始”指示灯、“托架开始”指示灯、“出库开始”指示灯、“保持”指示灯、“复位”指示灯闪烁，再熄灭，说明指示灯工作正常。按下送料开始S1，送料开始指示灯亮，其它指示灯同样如此。图3.1为堆垛单元指示灯连接图图3.1 堆垛单元指示灯连接图图3.2为仓储单元指示灯连接图图3.2 仓储单元指示灯连接图3.6 行程开关的选择在仓储站仓储单元设计过程中，巷道起重机需将货物存储在高层货架上，如果某一货架货物满时，就无法存储，因此要检测各个库是否满货，由于货架上每个库的大小有限，相对于传感器来说，行程开关能够更方便的检测各个库是否满货。行程开关主要用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或者行程长短。行程开关也称位置开关。根据行程开关的结构可分为机械结构的接触式有触点行程开关和电气结构的非接触式接近开关。接触式行程开关靠移动物体碰撞行程开关的操动头而使行程开关的常开触头接通和常闭触头分断，从而实现对电路的控制作用。在设计中，每个货物的存放必然会接触每个仓库的底部，如果把接触式行程开关安装在每个仓库的底部，接触式行程开关检测到货物后把信号送给可编程控制器，以达到检测仓库是否有货物的目的，这种方法更加方便于检测，而且行程开关在价格上比传感器便宜许多，因此选择接触式有触点行程开关。本次设计中选择的接触式有触点开关的型号为JLXK1-311,额定电流为5A, 额定电压参数为500VAC，440VAC,分别有一个常开触头.一个常闭触头。 图3.2为接触式行程开关的PLC连接图。图3.3 接触式行程开关的PLC连接图3.7 I/O设置1、输入口的设置：输 入 信 号序号功能代号输入编号1送料架原位SQ1X0002物料检测SQ2X0013送料架终点SQ3X0024挡板开SQ4X0035挡板关SQ5X0046货架下位SQ6X0057货架上位SQ7X0068货架前位SQ8X0079货架后位SQ9X01010堆垛到位SQ10X01111托盘上位SQ11X01212托盘下位SQ12X01313托盘检测SQ13X01414料盘上位SQ14X01515料盘下位SQ15X01616料盘到位SQ16X01717气压OKPX02018送料开始S1X02119堆垛开始S2X02220托架开始S3X02321出库开始S4X02422急停开关开KM0X02523开始(堆垛)S5X02624保持(堆垛)S6X02725复位(堆垛)S7X03026手动/自动S8X03127货物反转S9X03228下单元报警KM1X03329下单元准备好KM2X03430上单元报警KM3X03531上单元准备好KM4X03632-1库检测SQ17X03733-2库检测SQ18X04034-3库检测SQ19X04135-4库检测SQ20X04236-5库检测SQ21X04337-6库检测SQ22X04438-7库检测SQ23X04539-8库检测SQ24X04640-1库检测SQ25X04741-2库检测SQ26X05042-3库检测SQ27X05143-4库检测SQ28X05244-5库检测SQ29X05345进库0度SQ30X05446进库90度SQ31X05547进库到位SQ32X05648托盘前SQ33X05749托盘中SQ34X06050托盘后SQ35X06151开始(仓储)S23X06252保持(仓储)S24X06353手动/自动S25X06454复位(仓储)S26X06555X回零S30X06656Z回零S31X06757托盘前S32X07058托盘后S33X07159取货S34X07260进货S35X07361X回零完成SQ36X07462X到位SQ37X0752、输出口的设置：输 出 信 号序号功能代号输出编号1物料反转KA11Y0102送料前KA12Y0113送料后KA13Y0124门打开KA14Y0135门关闭KA15Y0146货架升KA16Y0157货架降KA17Y0168货车前KA18Y0179货车后KA19Y02010出库KA20Y02111单元3准备好KA21Y02212单元3报警KA22Y02313送料灯H1Y02414堆垛灯H2Y02515托架灯H3Y02616出库灯H4Y02717开始灯(堆垛)H5Y03018保持灯(堆垛)H6Y03119复位/报警H7Y03220托盘上升KA23Y03321托盘下降KA24Y03422上单元出货KRY03523M11正转KA31Y03624M11反转KA32Y03725M12正转KA33Y04026M12反转KA34Y04127M13正转KA35Y04228M13反转KA36Y04329开始灯（仓储）H11Y04430保持灯（仓储）H12Y04531DIN7原点开关Y04632X驱动上电KA37Y04733DIN1POS1Y05034DIN2POS2Y05135DIN3POS3Y05236DIN4POS4Y05337DIN5点动正转Y05438DIN6点动反转Y05539复位灯（仓储）H20Y05640X回零灯H21Y05741Z回零灯H22Y06042托盘前位灯H23Y06143托盘后位灯H24Y06244取货灯H25Y06345进库灯H26Y064第四章 软件设计4.1 触摸屏软件选型随着工业自动化的发展，基于PLC、单片机和PC机的自动化系统、自动化设备越来越普及，几乎遍布所有自动化领域，与之相应的人机交互（HMI）系统也应运而生，并得到同步发展，液晶显示工业触摸屏是人机交互系统中一颗耀眼的明星。高可靠、长寿命、高性能使触摸屏越来越受到自动化系统集成商、自动化设备制造商的青睐。触摸屏是工业触摸屏领域的优秀代表，它能够理想、生动地显示PLC、单片机、PC机上的数据信息，并直接支持市面上大多数的PLC产品,功能强大，使用方便。本次设计触摸屏系统选用台达的Screen Editor 1.05.83软件进行界面设计， 特点如下:1、功能强大的32位RISC 133MHz CPU,支持256色真彩显示与敏捷的反应速度； 2、可与几乎所有的PLC兼容； 3、工业级人机界面，防护等级IP65; 4、独特的多视窗操作功能，大大增加可显示信息量； 5、创新的在线模拟功能，大大节省工程时间；6、功能强大的中文编辑软件，使你轻松完成复杂的人机界面设计；7、具有手写留言板功能，具有实现三级用户口令保护的功能；8、具有RTC和配方功能,支持多触摸屏系统连接；9、双通讯口和独立的打印接口；10、可为用户开发专门的通讯协议。4.2 触摸屏设计4.2.1 触摸屏按钮设计以“手动/自动转换”按钮为例，先单击组件工具栏“按钮”按键，选择“交替型”按钮，然后再编辑区合适的地方拖出按钮，单击按钮，在左上方组件属性表理进行设置，在属性表里点击“写入存储器地址”，将写入存储器地址设为X031，在属性栏中输入：手动/自动切换，其他保持默认，如图所示：图4.1 按钮设置图图4.3 按钮文字设置图图4.2 按钮存储器设置图4.3 仓储站触摸屏设计仓储站动作过程包括两个部分：堆垛部分动作过程和仓储部分动作过程。两部分的动作过程都包括手动操作模式和自动操作模式。将堆垛单元与仓储单元的按钮控制变由触摸屏控制。在触摸屏操作界面中，使用者可以通过点击按钮来选择物流生产线的操作模式或者监控界面。 图4.4为触摸屏操作界面图图4.4 触摸屏操作界面图4.3.1堆垛部分触摸屏设计1. 堆垛站手动操作界面设计：图4.5为堆垛站手动操作界面图4.5 堆垛站手动操作界面操作说明：（1） 物料运输按下“物料”(S1)按钮，检测送料架终点的接近开关SQ3检测送料架是否在原位（终点位置），如在原位，继续按“物料”按钮，带式传送机则开始运动；如不在原位，送料架先回到原位，再按“物料”按钮，传送带传送物料。（2） 物料翻转在“物料翻转”选择按钮处选择0或90，根据选择角度的不同，气阀控制伸缩棒的动作也不同。如选择0角进行排放，气阀不动；如选择90排放，气阀控制伸缩棒伸出以改变货物的排放方式。货物在堆垛机构进行堆垛,当接近开关SQ2检测到物料堆垛到指定数量后，带式传送带停止。（3） 物料第一次堆垛按下“堆垛”按钮，送料架推送货物，当接近开关检测到送料架到达终点后，SQ3动作，送料机构停止。此时物料已被推送到货架上，再按“堆垛”（S2）按钮，送料机构回到原位。当接近开关SQ1检测到送料架位于原位时，按“物料”（S1）按钮，传送带传送物料。由于已经选择货物的排放模式，所以不需在“物料翻转”选择按钮处进行排放模式的选择。当货物在堆垛机构进行堆垛,接近开关SQ2检测到物料堆垛到指定数量后，带式传送带停止，此时按“堆垛”（S2）按钮，送料架推送货物，当接近开关SQ3检测到送料架到达终点后，送料机构停止，此时物料已被推送到货车上；接近开关SQ10检测到货物，即货物堆垛到指定数量时，再按“堆垛”(S2)按钮，送料机构回到原位；接近开关SQ1检测到送料架原位,再按“堆垛”(S2)按钮，货架开始上升，当接近开关SQ7检测到货架上位后，货架停止；再按“堆垛”(S2)按钮，货车前进，当接近开关SQ8检测到货车前位后，货车停止；接近开关SQ9检测到货车后位。（4） 物料第二次堆垛按下“托架”(S3)按钮，由气动起重机控制的可升降载物台下降到指定位置（由接近开关来检测其下降位置），再按 “托架”(S3)，托盘机构上升；接近开关SQ11检测到托盘上位后，再按 “托架”(S3)按钮，气阀控制的阀门打开，放下一料盘，接近开关检测到料盘上位SQ14，动作停止，再按“托架”(S3)，链式传送带输送料盘下位，接近开关SQ15动作后,再按“堆垛”(S2)按钮，货架下降；接近开关SQ6检测到货架下位，按下“堆垛”(S2)按钮，挡板关，接近开关SQ5检测到挡板关后，再按“堆垛”按钮，货车回到原位；接近开关检测到货车后位SQ9后，则货物堆垛在料盘上，再按“堆垛”(S2)按钮，挡板回到原位（由接近开关检测其位置）。（5） 物料出库按“出库”(S4)按钮，料盘通过链式传送带传送到可升降载物台上，接近开关检测到料盘到位SQ16，再按“出库”(S4)按钮，把装有货物的料盘送至下一单元。此外，手动操作界面中有“手动/自动转换”按钮，使用者可以自由选择手动或者自动模式。2. 堆垛站自动运行界面设计：图4.6为堆垛站自动模式界面图图4.6 堆垛站自动模式界面图操作说明：在触摸屏操作界面操作模式处选择“手动模式”，在“物料翻转”选择按钮处选择0或90，按“手动/自动转换”按钮，选择“自动模式”，按“复位”按钮系统动作复位，按“开始”按钮，传送带传送物料，以0或90进行排放，物料到达堆垛机构处进行堆垛，同时，气动起重机控制可升降载物台下降（接近开关检测其下降位置），托盘机构上升，接近开关检测到托盘上位SQ11后，托盘机构放下一料盘，接近开关SQ14检测到料盘上位后，料盘由链式传送带传送到由接近开关SQ15检测的指定位置料盘下位。堆垛处接近开关SQ2检测到物料，即堆垛到指定数量后，直流电机控制的送料机构把物料推送到货车上，接近开关SQ3检测到送料机构送料架终点后，执行下一步，即直流电机的反转，送料机构的送料架回到原位（接近开关SQ1检测）。物料继续堆垛，送料机构执行上述同样动作，货车处的物料检测装置接近开关检测到货车上的物料到位即到达指定数量后，传送带停止，货架由直流电机控制上升，上升到指定位置“货架上位”被接近开关SQ7检测到后，货车前进，货车前进到“货车前位”的接近开关SQ8位置，被检测到后货架下降，接近开关SQ6检测到货架下位后，直流电机控制的挡板关下，接接近开关SQ5检测到“挡板关”后，货车返回到原位（SQ9），接近开关SQ9检测到货车原位后，货架上升，货架上升到被接近开关SQ7检测到的货架上位后，链式传送带把装有货物的料盘输送到可升降载物台上，接近开关SQ16检测到料盘到位后，可升降载物台上的链式传送带把料盘送至下一单元。3. 界面按钮设计：（如下表4-1）表4-1 序 号按钮名称代 号I/O口设置功 能1开始S5X026是堆垛部分自动运行开始。2保持S6X027进给保持。3复位S7X030不管系统运行在什么位置，一旦按下复位按钮，系统恢复到初始位置。4手动/自动转换S8X031选择手动/自动模式。5物料S1X021将上单元的货物以0或90进行排放，并推进小车。6物料翻转S9X032货物0或90排放选择。7托架S3X023传送一料盘至堆垛位置。8堆垛S2X022将小车内货物堆放在料盘上。9出库S4X024将货物输送到下单元的接受货物载物台。4.3.2堆垛部分触摸屏设计1.仓储站手动操作界面设计：图4.7为仓储站手动操作界面图4.7 仓储站手动操作界面图操作说明：（1） “X回零”动作按下操作面板上的“X回零”（S30）按钮，可编程控制器接收到信号后，发出指令给伺服电机驱动器，伺服电机驱动器控制伺服电动机转动，使巷道起重机沿X轴方向回归零位，接近开关检测到X轴回零处，X回零指示灯H21亮。（2） “Z回零”动作按下“Z回零” （S31）按钮，可编程控制器接收到信号后，发送指令给步进电动机驱动模块，步进电动机驱动模块再送指令给步进电机驱动器，进而控制步进电动机的动作，使巷道起重机沿Z轴方向回归零位，接近开关检测到Z轴回零处，巷道起重机沿Z轴方向回归零位后，Z回零指示灯(H22)亮。（3） 接受货物按下“接受”按钮，可旋转载物台部分的接近开关检测到货物，可旋转载物台由0度位置（SQ25）旋转到90度位置（SQ26），再按“接受”按钮，由步进电机控制的巷道起重机下降到指定位置（由接近开关检测其位置），再按“接受”按钮，巷道起重机上的托盘向前运动到托盘前位，接近开关SQ30检测到“托盘前”，再按“接受”按钮，可旋转载物台的链式传送带输送货物到托盘上，接近开关检测到货物，再按“接受”按钮，托盘回到原位，接近开关检测到托盘中间位置（接近开关SQ31检测），再按“接受”按钮，可旋转载物台回到原位0度位置(接近开关SQ25检测)。（4） 存放货物按下“仓储”按钮，行程开关检测各库是否有货，如某库货满，行程开关把信号送给PLC，则当按下“仓储”按钮后，巷道起重机在步进电机和伺服电机的控制下进行X轴，Z轴的移动，移动到行程开关检测到的空位库。如果行程开关检测到仓库全部货满时，系统动作停止。此外，手动操作界面中有“手动/自动转换”按钮，使用者可以自由选择手动或者自动模式。2.储站站自动运行界面设计：图4.8仓储站自动模式界面图图4.8 仓储站自动模式界面图操作说明：开机完成后，按下“复位”按钮，巷道起重机X轴回零（S30）,Z轴回零（S31），可旋转载物台回0度位（接近开关SQ25检测），托盘回托盘中间位置（接近开关SQ31检测）,按下“开始”按钮，接近开关检测到上一单元输送的货物，可旋转载物台旋转至90度位置（接近开关SQ26检测），接近开关SQ26检测到可旋转载物台90度位置后，巷道起重机在步进电机的控制下下降到接近开关检测的指定位置，然后巷道起重机上的托盘向前运动，接近开关SQ30检测到托盘前位后，可旋转载物台的链式传送带把货物输送到托盘上，接近开关SQ31检测到货物到位后，托盘回到原位,接近开关SQ31检测到托盘后，仓库中的行程开关把检测到的信号送给可编程控制器，可编程控制器把指令输给步进电机和伺服电机驱动器，从而驱动巷道起重机X轴和Z轴的移动，巷道起重机移动到空位处，将货物存储在空货架上，托盘机构回到原位，当行程开关检测到仓库货满后，系统动作停止。3.按钮设计：（如下表4-2）表4-2序 号按钮名称代 号I/O口设置功 能1开始S23X062是仓储部分自动运行开始。2保持S24X063进给保持。3复位S26X065不管系统运行在什么位置，一旦按下复位按钮，系统恢复到初始位置。4手动/自动转换S25X064选择手动/自动模式。5X回零S30X066首次开机，必须执行该操作，使巷道起重机回零。6Z回零S31X067首次开机，必须执行该操作，使货物托盘回零。7托盘前S32X070托盘向前运动。8托盘后S33X071托盘向后运动。9接收S34X072当满足条件时（如：接受货物载物台上有货等），每按一下完成货物托盘从接受货物载物台上取货动作的一步。10仓储S35X073将货物送至高层货架堆放。4.4 触摸屏监控界面设计本次设计中“开始”“复位”“保持”等按钮都需用到指示灯,系统启动后，按下“开始”按钮，“开始”指示灯亮，然后“送料开始”指示灯、“堆垛开始”指示灯、“托架开始”指示灯、“出库开始”指示灯、“保持”指示灯、“复位”指示灯闪烁，再熄灭，说明指示灯工作正常。按下送料开始S1，送料开始指示灯亮，其它指示灯同样如此。因此需要在触摸屏界面中显示这些指示灯的情况，这就需要在触摸屏界面中设计输入与输出监控界面。4.4.1 输入监控界面设计下图为输入监控界面：图4.9 输入监控一界面图图4.10 输入监控二界面图图4.11输入监控三界面图图4.12 输入监控四界面图4.4.2 输出监控界面设计下图为输出监控界面：图4.13 输出监控一界面图图4.14 输出监控二界面图图4.15 输出监控三界面图图4.16 输出监控四界面图4.5 触摸屏通讯设置触摸屏的画面设计完成之后，单击“选项”菜单栏中的“设置模块参数”，进行设置。在“专案名称”下输入：物流生产线触摸屏。在“人机界面种类”中选择“DOP-A57CSTD 256 Colors”，在“Base Port 控制器”中选择“Delta DVP PLC”如图所示：图 4.17 模块参数设置图在模块参数设置完成后，点击“通讯”进行设置，设置如下：图4.18 通讯设置图设置完成后，点击确定，返回到编辑画面，然后点击“编译”按钮，编译成功，如图：图 4.19 编译画面图第五章 PLC程序设计5.1 仓储站堆垛部分程序设计5.1.1 堆垛部分动作流程在触摸屏上选择自动/手动模式，若选择手动模式，则执行手动单步操作，若选择自动模式后，系统如果报警，先处理报警，若没有报警，按下“开始”按钮，“开始”按下后，若送料架不在原位，先回到原位，同时带式传送带启动，并向上一单元发出进料请求，送料架如果在原位，货物以0度或90度的排放方式输送，在堆垛处进行堆垛，若货物没有达到指定数量，则继续输送货物；若货物达到指定数量后，送料机构把货物推送到托盘上，若托盘上货物未达到指定数量，则托盘等待送料机构输送货物，若达到指定数量，则输送托盘机构输送托盘到料盘位置进行堆垛，堆垛达到指定数量后，料盘通过链式传送带输送到可升降载物台上，然后物料通过可升降载物台部分的链式传送带输送到下一单元。图4.20为堆垛单元工作过程框图。图5.1 堆垛单元工作过程框图5.1.2 堆垛部分程序流程图根据4.6.1中堆垛部分流程和框图绘出其程序流程图，图5.2为堆垛单元的程序流程图。图5.2 堆垛部分程序流程图5.1.3 堆垛部分PLC程序设计当PLC检测到“物料”按钮后，检测送料架终点的接近开关X000检测送料架是否在原位，如不在原位，送料架先回到原位。PLC梯形图如下图：当PLC检测到“堆垛”按钮即X021有输入信号，送料架推送货物，当接近开关X002检测到送料架到达终点后，送料机构停止。PLC梯形图如下图：此