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基于PLC的堆垛机自动控制系统毕业论文.doc

基于PLC的堆垛机自动控制系统【机电毕业设计含3张CAD图+说明书论文1.4万字36页，开题报告，任务书】

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关键词：: 基于 plc 堆垛自动控制系统机电电机毕业设计 cad 说明书仿单论文 36 开题报告讲演呈文任务书

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摘要……………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract ……………………………………………………………………………Ⅱ

第1章绪论……………………………………………………………………………1

1.1 自动化立体仓库简介………………………………………………………1

1.1.1 国外发展状况………………………………………………………1

1.1.2 国内研究动态及发展水平…………………………………………1

1.2 堆垛机控制系统简介………………………………………………………2

1.3 课题来源及研究内容………………………………………………………2

1.3.1 课题背景来源…………………………………………………………2

1.3.2 本课题研究的内容………………………………………………………3

第 2 章 PLC可编程逻辑控制器技术…………………………………………4

2.1 PLC的定义…………………………………………………………………4

2.2 PLC的基本结构和功能……………………………………………………4

2.2.1 PLC的基本结构………………………………………………………4

2.2.2 PLC的功能……………………………………………………………5

2.3 PLC的工作原理及方式……………………………………………………7

2.4 PLC的发展趋势……………………………………………………………8

2.5 本章小结…………………………………………………………………………9

第 3 章堆垛机控制系统总体方案设计…………………………………10

3.1 开发思路分析……………………………………………………………10

3.2 控制系统总体方案设计…………………………………………………10

3.3 原器件选型………………………………………………………………11

3.3.1 PLC的选择…………………………………………………………11

3.3.2 模数(A/D)转换电路………………………………………………13

3.3.3 电机的选择………………………………………………………14

3.3.4 传感器的选择……………………………………………………16

3.4 本章小结…………………………………………………………………18

第4章系统的硬件系统设计………………………………………………19

4.1 系统的硬件设计………………………………………………………19

4.1.1机械手部分………………………………………………………19

4.1.2推铲部分…………………………………………………………21

4.1.3升降台部分………………………………………………………22

4.2 本章小结…………………………………………………………………23

第5章系统的软件设计………………………………………………………24

5.1 系统的软件设计…………………………………………………………24

5.1.1 机械手部分………………………………………………………25

5.1.2 推铲部分…………………………………………………………27

5.1.3 升降台部分………………………………………………………30

5.2 本章小结…………………………………………………………………30

第 6 章程序的仿真调试……………………………………………………31

6.1 使用模拟软件包进行程序测试…………………………………………31

6.1.1 机械手部分梯形图的调试………………………………………32

6.1.2 推铲部分梯形图的调试…………………………………………32

6.1.3 升降台部分梯形图的调试………………………………………33

6.2 本章小结…………………………………………………………………33

结论…………………………………………………………………………………34

参考文献 …………………………………………………………………………35

致谢…………………………………………………………………………………36

附录…………………………………………………………………………………37

摘要

本文设计了一套基于PLC控制的罐装啤酒堆垛机控制系统，实现堆垛过程的自动化控制,从而提高堆垛效率，降低设备故障率。

文中主要从硬件及软件两方面对系统进行了设计。硬件部分包括系统各组成部分的选型及系统的硬件接线部分设计。控制系统由可编程控制器、电机组以及各种传感器组成。控制系统中采用了三菱公司的FX2N-48MR可编程控制器，作为控制系统的核心控制部件，其功能强大、性能稳定可靠。软件设计包括流程图的和梯形图的设计。

最后用三菱的PLC调试和仿真软件对梯形图进行调试。仿真调试表明：该系统能够对堆垛过程实现自动控制，保证堆垛机处于最佳运行状态，提高生产管理水平。

关键词：堆垛机；PLC；传感器；模拟仿真；梯形图

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内容简介：: 1 第 1章绪论随着科学技术和工业生产的飞速发展。现代物流技术领域内出现了一种新型仓储方式自动化立体仓库。自动化立体仓库系统是一种用立体货架储存物资，由计算机控制管理和自动控制的堆垛机进行存取作业的仓库它占地面积小、自动化程度高，因此被广泛运用在机场码头、造纸、食品服装，化工制药、啤酒厂和其他行业的物流系统中。自动立体仓库作为物资存储和物流调节的重要手段及现代物流系统的重要组成部分，不但在现代经济中起着非常重要的作用，而且在一定程度上体现着一个国家的经济发展水平。动化立体仓库简介外发展状况立体仓库是存储的机电一体化高科技集成系统，它集机械、电子计算机、通信、网络、传感器和自动控制等多种技术于一体，以搬运机械化、控制自动化、管理微机化、信息网络化为特征，成为现代化物流设计中产品生产与存储的枢纽。自动化立体仓库系统主要由货物储存系统、货物存取系统、运输系统、控制和管理等系统所构成，它采用频器调速、光电检测定位、步进驱动控制及计算机管理等一系列自动控制技术。它已经在世界范围内的仓储领域得到广泛应用。据不完全统计，美国拥有各种类型的自动化立体仓库 2000多座，日本拥有 38000多座，德国拥有 1000多座，英国有 400多座，前苏联有 1500多座。 90年代后，堆垛机在使用范围和性能上有了很大的发展。内研究动态及发展水平我国自动化立体仓库的设施一向比较落后，上世纪 60年代才出现机械化物料搬运，从 70年代才开始自行设计仓库中的各种设备， 80年代初引进国外先进技术设计生产，到 90年代我国才进入自动化立体仓库的发展时期，设备的生产和使用才有了较大的发展，开始使用电子计算机管理，仓库实现了半自动化和自动化。目前，我国已建成并投入使用的自动化立体仓库已有数百座，在堆垛机、输送机、分配机的设计制造及控制方面积累了丰富的经验，取得不少的进步；但与国外厂商相比，在自动化程度、信息处理，可靠性方面还存在很大的差距。因此，我国必须投入大量人力物力才能建成具有世界先进水平的自动化立体仓库。 2 垛机控制系统简介堆垛机是自动化立体仓库的主要设备，仓库中的所有货物的出入库等作业都要通过堆垛机来完成。从功能上堆垛机可以分为以下几部分：机械手部分、推铲部分、升降台部分；从机构上堆垛机一般由水平行走机构、起升机构、载货台、机械手等基本设备组成。可编程控制器 (为工业环境下应用而设计，通过数字或模拟输入输出控制各类型的机械或生产控制可编程控制器具有体积小，可读性好，抗干扰能力强，可靠性高，易于使用等优点，并且在功能实现上可以根据用户要求的变化只需要在软件上调整即可。题来源及研究内容题背景来源随着消费方式的变化，罐装啤酒正被越来越多的消费者接受，逐渐成为国内啤酒市场一股新生的力量。据有关统计数据显示，近年来，国内罐装啤酒市场的增长速度平均维持在 10远远高于整个啤酒市场年均 7%的增长速度。 2005年国内罐装啤酒的总量已经达到了 30亿罐。除百威、嘉士伯等国际知名啤酒品牌外，青岛、燕京、雪花，蓝带、艾尔、哈啤等国内啤酒企业也纷纷加大了罐啤的推广力度。随着国内生活水平的提高，罐装啤酒正逐渐成为国内家庭啤酒消费的主流产品，高品质、大容量将成为啤酒市场未来的发展趋势。与此同时，伴随啤酒行业微利时代的来临，罐装啤酒也成为啤酒企业新的利润点。在此背景下，啤酒厂把 500求打破现有国内罐装啤酒市场 355 图酒厂生产车间分布图图们设计了基于系统。项目中作为底层单元的关量的控制处理，设计程序使其同样也具备记数、抓取、码垛等功能。本文以啤酒厂输送码垛为例，提出一种采用系统根据堆剁机具体的要求和特点构建而成，及时掌握堆剁机的运行参数及运行状态，了解整个控制 3 过程所发生的一切并能快速做出反映，提高工作质量与效率。实现对分发挥活的控制性能，提高整个控制系统的整体自动化程度。课题研究的内容本文研究的主要内容： 1 堆垛机控制系统简介，国内外发展状况及研究动态； 2 编程逻辑控制器技术； 3 堆垛机控制系统的硬件设计； 4 堆垛机控制系统的软件设计。 4 第 2章可编程控制器 ( 60年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司 (美国通用公司 (制开发并成功应用于汽车生产线上。当时人们把这第一台可编程控制器叫做可编程序逻辑控制器 C，只是用来取代继电接触控制，仅有执行继电器逻辑、计时、计数等较少的功能。 70年代中期出现了微处理器和微型计算机，人们把微机技术应用到可编程控制器中，使得它兼有计算机的一些功能。不但用逻辑控制编程取代了硬件连线逻辑，还增加了运算，数据传送与处理及对模拟量进行控制等功能，使之真正成为一种电子计算机工业控制设备。 1980年美国电气制造商协会 (1这种新的控制设备正式命名为可编程序控制器了与个人计算机的专称常常把可编程序控制器简称为 1987年美国电气制造商协会给出的可编程序控制器的定义为：可编程序控制器是一种带有指令存储器和数字或模拟 I 位运算为主，能完成逻辑，顺序，计时，计数和算术运算功能，用于控制机器或生产过程的自动控制装置。随着科学技术的进步和可编程控制器的不断发展，功能不断增强，其定义也会发生改变。采用了典型的计算机结构，主要由硬件结构基本上与微型计算机相同，其基本结构如图图 5 这是入部件接受从开关、按钮、继电器触点和传感器等输入的现场控制信号，并将这些信号转换成中央处理器能够接受和处理的数字信号。这是出部件接受进过中央处理器处理过的输出数字信号，并将它转换成被控设备或显示装置所能接受的电压或电流信号，以驱动接触器、电磁阀和指示器件等。中央处理单元包括微处理器、系统程序存储器和用户程序存储器。微处理器是个的工作过程都是在中央处理单元的统一指挥和协调下行的，它的主要任务是按一定的规律和要去读入被控对象的各种工作状态，然后根据用户所编制的应用程序的要求去处理有关数据，最后在向被控对象送出相应的控制信号。存储器是保存系统程序和用户程序的器件。系统存储器主要用于存放系统正常工作所必须的程序，如管理、监控、指令解释程序，这些程序与用户无直接的关系。用户存储器主要用于存放用户按控制要求所编制的程序，可以通过编程器进行必要的修改。电源部分将外部接入的交直流电源转换成储器等电子电路工作所需的直流电源。的好坏直接影响果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此前大部分编程器是要用于对用户程序进行输入、检查、调试和修改，并用来监视展非常迅速的工业自动化装置，在工厂自动化 (计算机集成制造系统 (占重要地位。逻辑控制：具有与、或、非、异或和触发器等逻辑运算功能，可以代替继电器进行开关量控制。定时控制：它为用户提供了若干个电子定时器，用户可自行设定：接通延时、关 6 断延时和定时脉冲等方式。计数控制：用脉冲控制可以实现加、减计数模式，可以连接码盘进行位置检测。顺序控制：在前道工序完成之后，就转入下一道工序，使一台储与处理功能数学运算功能：基本算术：加、减、乘、除。扩展算术：平方根、三角函数和浮点运算。比较：大于、小于和等于。数据处理：选择、组织、规格化、移动和先入先出。模拟数据处理：分和滤波。出接口调理功能具有 A D， D 过 I 数和精度可以根据用户要求选择。具有温度测量接口，直接连接各种电阻或电偶。网功能现代络技术，有进行远程控制，多台信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。通信接口或通信处理器按标准的硬件接口或专有的通信协议完成程序和数据的转移。在系统构成时，可由一台计算机与多台集中管理、分散控制 ”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。一般场端和远程端也可以采用提供操作者以监视机器设备工作过程必需的信息。允许操作者和便作决策和调整。实现人机界面功能的手段：从基层的操作者屏幕文字显示，到单机的用处理器、个人计算机、工业计算机的分散和集中操作与监视系统。试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。 7 最初研制生产的这两者的运行方式是不相同的。继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点 (包括其常开或常闭触点 )在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点 (包括其常开或常闭触点 )不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触点的动作时问一般在 100 00此，扫描技术。这样在对于 I 0响应要求不高的场合，区别了。顺序扫描，不断循环 ”的方式进行工作的即在指令步序号 (或地址号 )作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。序执行和输出刷新三个阶段。见图图意图先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式 (继电器、晶体管或晶闸管 )输出，驱动相应输出设备工作。 8 一般来说，讯等，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。 0响应比一般微机组成的工业控制系统慢的多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期甚至更长。在进行程序设计时，这是必须要考虑的一个因素。以上是一般的在现代出现的比较先进的入映像刷新循环、程序执行循环和输出映像刷新循环已经各自独立的工作，提高了实际的工控应用之中，编程人员应当知道以上的工作原理，才能编写出质量好、效率高的工艺程序。由于程自动化和过程控制等大系统和复杂的应用要求，趋势为：速度和大容量。提高前，有的存储容量方面，有的络动态化己经很成功，并且现场总线技术 (工业控制中也得到了越来越来越广泛的应用。使得强有两类：一类是一类是般了加强联网通信能力，构成更大的网络系统，可缺少的重要组成部分。能也不断提高。除了大多数了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言 (队等。多种编程语言的并存、互补与发展是应用方向也出现了类似的情况。最流行的向对势在小型据统计资料表明：在 %， I/输入设备占 45%，输出设备占 3%，线路占 5%。前二项共 20%故障属于可通过件实现检测、处理；而 9 其余 80%的故障属于此，展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。章小结本章介绍了可编程控制器的定义、基本功能、基本结构以及工作原理，对其发展趋势也有了更好的展望，于控制功能的实现取得了至关重要的作用。 10 第 3章堆垛机控制系统总体方案设计发思路分析啤酒生产线成品码垛装置拟采用机械手抓钩啤酒成品箱的方式 ,主要工作流程如下：啤酒成品经装箱后由传送带送至机械手下方 ,进入光电开关检测区域记数先将成品箱转动 90。再由传送带送至下个检测区域检测记数推铲部分将成品箱往前方推进（以 3、 2； 2、 3的码垛方式往前推进）最后以推铲部分将其送到升降台进行检测记数（ 5 5的垛型码 5层最后由叉车运走）。图酒箱垛型其中 : 用电机传动控制。制系统总体方案设计根据以上原理与控制要求 ,考虑到码垛速度比较快 ,且对定位有一定的要求 ,故主要硬件系统构成如图如图电传感器检测货物，因为检测的是模拟信号需经位移传感器控制机械手旋转的角度，检测的也是模拟信号，需经 11 图制系统硬件构成图光电传感器检测货物，没有光电信号时将检测到的模拟信号经降台下降。当再一次有光电信号时将检测到模拟信号经啤酒箱码好垛后被运走后，称重传感器得到个信号同样经转到一定的位移，直线位移传感器接到个模拟信号经由动电动机停转。升降台回到原位。器件选型根据控制的需要初步设计方案的分析如图保留一定余留点数的前提下，合理选择。根据下表可知 I5个和输出点 13个。接近选用号：计总数 48点 24点输入，24点继电器输出；尺寸（ 1828790；品牌：菱，产地：日本。 12 表 1 械手启动按钮 2 械手光电传感器 3 位移传感器 4 械手停止按钮 5 铲启动按钮 6 铲光电传感器 7 位点限位开关 8 号位限位开关 9 号位限位开关 10 铲停止按钮 11 降启动按钮 12 降光电传感器 13 降称重传感器 14 降光栅位移传感器 15 降停止按钮表 1 械手电动机正转 2 械手电动机反转 3 械手电动机正转指示灯 4 械手电动机反转指示灯 5 压机械手驱动 6 铲原点指示灯 7 铲运行指示灯 8 铲电动机正转 9 铲电动机反转 10 降电动机正转 11 降电动机反转 12 降电动机正转指示灯 13 降电动机反转指示灯 13 其主要的工作特性：源输入输出三为一体。对 6种基本单元，可以以最小 8点为单位连接输入输出扩展设备，最大可以扩展输入输出 256点。基本指令：令。应用指令： 100s/指令。内置 8000步安装存储盒后，最大可以扩展到 16000步。辅助继电器： 3072点，定时器： 256点，计数器： 235点。数据寄存器： 8000点。数 (A/D)转换电路由于本设计用的接口较多， A/节省 I/选的是表项目输入电压输入电流模拟量输出范围 10V（输入电阻 200W） 20入电阻 250W）表项目输入电压输入电流数字输出 12位，最大值 +2047，最小值辨率 50A 总体精度 1 1 转换速度 15 隔离模数电路之间采用光电隔离电源规格主单元提供 5v30部提供 24V55占用 I占用 8个 I可分配为输入或输出适用 14 图统接线图（ 1）缆应原理电源线或其他可能产生电气干扰的电线。（ 2）如果输入有电压波动，或在外部中有电气干扰，可以接一个平滑电容器（ 5v）。（ 3）缓冲存储器（配 2个缓冲器，每个 6位，机的选择电机计算工作台直径： 1000元货物： 101 m 荷重量： 402 m 械手旋转直径： 1000设启动时间： 1At s 循环时间： 3Tt s 运行距离： 36 090 15 转动速度： 1m 0 06078560 转动惯量： 0 0/2 0 0 0/212 动功率：（动态和静态功率的总和） 21 （动态启动功率为：态启动功率为： 00 010 00220 022 04 择的电机：由于功率很小则选其最小型号：械手部分电动机的技术数据电动机型号额定功率载转速(r额定转矩质量 9010 3 自重： 100M 载时的重量： 350Lm 度：功率： 1 0 0 0m a X = 0 0 功率确定电动机型号： 16 表铲部分电动的技术数据电动机型号额定功率载转速(r额定转矩质量 160 720 19 自重： 30M 载时的重量： 80度：功率： a x X 择的电动机：降台部分电动的技术数据电动机型号额定功率载转速 (r额定转矩质量 9010 3 感器的选择根据设计方案确定选定传感器的种类：光电传感器、角位移传感器、直线位移传感器、称重传感器。 1、光电传感器属于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，对所有能反射光线的物体均可检测。根据货物的长度和传送带的宽度确定检测的最大距离 1000定光电传感器的型号：检测距离 0000000 图表个货物参数单元货物 410210180 元重量 10采用磁感位置编码技术 (中国发明专利制而成 17 的新一代角位移位置控制器 ,具有无触点、无噪音、无磨损、高灵敏度、高可靠性、抗冲击与振动、寿命较长的特点。 360可连续转动测量无死区，测量数据既可全数字化输出，（无需二次仪表，完全没有二次仪表带来的二次测量误差，系统整体测量准确度更高 )，又可使用电压方式输出，使用方便简单，数字信号传送距离长 (可达 1可以广泛应用于各种自动化控制或者测量领域。多只传感器可方便的组成庞大的测量或控制网络 (在一根控制或测量主线上最多可连接 255只传感器 )，轻松达到以往传统传感器较难实现的群控、群测目的。主要技术参数：量程范围： 0确定型号：号：表术参数主要特征： 100至 2000 用独立线性达重复性无限分辨率；额定载荷 350 合精度性 +滞后 +重复性 ) 灵敏度蠕变 m 零点输出 1 F S 零点温度影响 10 输出温度影响 10 工作温度 +65 输入阻抗 385 10 输出阻抗 350 10 绝缘电阻 5000 全过载 150 FS 供桥电压建议 10 质合金钢接线方式电源（ +）红线电源（ -）绿线输出（ +）黄线输出（ -）白线 18 超出理论电气行程无电气信号的变化；位移速率达： m/s； 0m/s；工作温度： +100 ；电气连接：极使用寿命 100106次或 25106米，二者取小 (有效的电气行程之内 )。据单元货物的重量 10 5 5=250定传感器型号：章小结本章通过围绕基本设计要求，设定基本的输入输出点，通过对所需内存的估计，选定了全面细致的表述出了此型号外还对原器件进行了选择，并对它们进行了特点阐述。 19 第 4 章系统的硬件系统设计 4. 1 系统的硬件设计根据设计的要求我们把此设计的硬件总体框图如下：图制系统的 IO 口的外部接线图如图所示，它主要由三部分组成：机械手外部接线、推铲部分外部接线和升降台部分的外部接线。械手部分机械手也由两部分组成：回位置抓取货物伸开则松开货物。气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是 :介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重物 20 一般在 30公斤以下，在同样抓重物条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。气动技术有以下优点：压传动工作压力较低，工作介质提取容易，而后排入大气，处理方便；一般不需设置回收管道和容器 :介质清洁，管道不易堵存在介质变质及补充的问题。压缩空气的输送过程中，阻力损失较小，空气便于集中供应和远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样，造成压力明显降低和严重污染。应灵敏。气动系统一般只需要动系统也能实现过载保护，便于自动控制。缩空气可存贮在储气罐中，因此，发生突然断电等情况时，机器及其工艺流程不致突然中断。易燃、易爆、多尘埃、强磁、强辐射、振动等恶劣环境中，气压传动与控制系统比机械、电器及液压系统优越，而且不会因温度变化影响传动及控制性能。于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元、辅件的材质和加工精度要求，制造容易，成本较低。图动控制如图示，当啤酒箱经由机械手下方时，光电传感器检测（同时第一计数器 21 对货物计数当计数器等于 3 后电机停止转动；当它记满后第二个计数器计数当它记满后第三个计数当再记满后电机正转抓取货物同时第四个再计数。）得不到信号，将信息传达给序运行驱动机械手抓取线圈得电，电动机正转，同时得到角位移传感器一个 90旋转的信号。当机械手松开，啤酒箱输送走后，光电传感器得到信号，再将信息传给序驱动线圈得电，电机反转，再由角位移传感器控制旋转角度。图械手部分的 IO 口接线图铲部分如图示，当啤酒箱输送到光电传感器检测范围呢计数器计数，当计数器记满 3 个数后给信号 ,动线圈得电，电机正转。当货物碰到限位开关给动线圈得电，电机反转。当回到原点碰到限位开关，动电机停止转动。当第二个计数器记满 2 个数后给信号 ,动线圈得电，电机正转。当货物碰到第二个限位开关给号，动线圈得电，电机反转。当回到原点碰到限位开关，动电机停止转动。当第三个计数器记满 2 个数后给信号 ,动线圈得电，电机正转。当货物碰到限位开关给号，动线圈得电，电机反转。当回到原点碰到限位开关，动电机停止转动。当第四个计数器记满 3 个数后给号 ,动线圈得电，电机正转。当货物碰到第二个限位开关给信号，动线圈得电，电机反转。 22 图铲部分的 IO 口接线图降台部分当推铲将 5 个啤酒箱推到光电传感器检测区域内，光电传感器失去信号，将信息传递给序驱动线圈得电，电机正转下降一个单位同时关电传感器得到信号，将信息传递给序驱动线圈失电，电机停转。当计数器对下降的单位记满 5 个格后啤酒箱被叉车运走后，称重传感器得到信号，再将信息传送给机反转。当直线位移传感器得到信号后将信号传递给机停止转动升降台回到原点。图降台部分的 IO 口接线图 23 章小结本章对系统的三个部分（机械手部分、推铲部分以及升降部分）的硬件进行了设计，确定了入端的所接元器件的个数和种类以及输出端所驱动元器件的个数和种类。 24 第 5 章系统的软件设计统的软件设计整个软件系统主要分三个部分，机械手抓取旋转 90、推铲输送和升降台的升降，图 5为控制程序的结构框图。根据以上的软件系统构架 ,程序开发主要采用主要机构子程序：主要分为三大块 :机械手旋转系统、推铲输送系统、升降台升降系统，这样简化了程序结构，加强了程序的可读性 ,对日后的维修和维护提供了极大的便利。图械手部分的程序流程图 25 械手部分图械手部分的梯形图如图系统启动后光电传感器检测并计数有信号则继续检测当没有接受到信号时机械手开始抓取货物并旋转 90，旋转过后松开货物，货物经传输带送走光电传感器接受到信号电机反转 90。当机械手部分计数器时电机停止转动同时光电传感器继续检测（则继续检测）。机械手部分的计数器后则继续检测），后光电传感器检测无信号则机械手抓取电机正转 90后松开。当有信号后电机反转 90。同时机械手部分计数器 3=3后完成一个循环。 26 如图 N， 0失电， N, N， 1计数（ 0复位）时 1也失电； 1复位，给 1=2后对 2=2后 N，数后 0失电， N,3复位后，1计数，后推铲部分程序流程图：图铲部分程序流程图 27 铲部分如图统启动后光电传感器检测同时推铲部分的计数器 0=3时电机正转带动推铲往前运行，（则继续检测），当碰到限位开关处，电机停止转动，没有碰到限位开关电传感器检测计数器 1=2时电机正转带动推铲往前运行，（则继续检测），当碰到限位开关处，电机停止转动，没有碰到限位开关电传感器检测计数器 2=2时电机正转带动推铲往前运行（则继续检测），当碰到限位开关处，电机停止转动，没有碰到限位开关电传感器检测计数器计数时电机正转带动推铲往前运行（则继续检测），当碰到限位开关处，电机停止转动，没有碰到限位开关成一个循环。 28 图铲部分梯形图如图下原位开关 10，原位指示灯亮。号位行驶。按下启动按钮 ,10触电接通并自锁，运行指示灯并保持整个运行过程。此时 1”（其常闭触点断开，常开触点闭合）， 14的触点，接通进接触器得电吸合，电机正转，推铲向 29 升降台部分程序流程图：图降台部分的程序流程图推铲行至位开关 12线圈，动机停转推铲停止。与此同时 1”移到 0”，而 13接通，接触器得电吸合，电动机反转，推铲返回原位。号位又返回原位。当推铲碰到原位限位开关 13线圈 30 通路，动机停转。与此同时， 101接通移位输入通路，将1”移到 0”移到 0”。铲驶向为 13仍接通 0”），直至推铲碰到 12，推铲停止前进。与此同时， 102接通移位输入通路，将 1”移到 1”，其余位全为 “0”。 13线圈，推铲返回。论推铲运行在什么位置，只要按下停车按钮动机立即停转，推铲停止运行。降台部分如图系统启动后光电传感器检测有无信号输出升降台部分的计数器信号电机正转升降台落一个单位（有信号则继续检测），有信号后电机停止转动，往复上一个动作当计数器时电机停止正转（则继续计数）。当称重传感器有输出信号后电机反转当位移传感器得到信号后电机停止转动。完成一个循环。图降台部分梯形图如图 N， 21计数，后 21得电， 21也失电。章小结本章根据控制要求，实现了堆垛机的软件设计，软件主要包括机械手部分、推铲部分、升降台部分的流程图和梯形图。在软件中采用了四个计数值分别为三、二、二、三的计数器，分别实现相邻两层方向不同啤酒箱的计数。 31 第 6章程序的仿真调试用模拟软件包进行程序测试用实际的但以下情况则需要对程序进行仿真调试：程序设计好后，制设备不在本地，设计者需对程序进行修改和调试；在实际系统中进行某些调试有一定风险。用 X 菱图 6 1。图拟件用户界面 32 械手部分梯形图的调试图械手梯形图的调试结果图货物运行到机械手下方，机械手传感器起作用，此时 0线圈得电，其信号由低电平变为高电平，对应该输出端位于主电路中的常开主触点闭合，从而使机械手电动机正转，机械手旋转。经过三菱械手部分的

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