基于PLC的立体仓库控制系统设计【三菱PLC】 基于PLC的立体仓库设计【4张PDF图纸+CAD制图+文档】
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三菱PLC
基于PLC的立体仓库控制系统设计【三菱PLC】
基于PLC的立体仓库设计【4张PDF图纸+CAD制图+文档
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江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于PLC的立体仓库控制系统的设计毕 业 设 计（论 文）设计题目：基于PLC的立体仓库的设计专 业：班 级：学 号：姓 名：指导老师：起讫日期 年 月 日 年 月 日摘 要 窗体顶端PLC是现在工业企业控制的电子计算机,plc含有很多机械加工功能配置灵活、模块化机械结构、快速的机械加工处理速度、精确的机械加工数据处理能力、多种机械加工控制功能和优越的机械加工性价比等性能,很大程度上被应用的机械控制加工装置之一。Plc控制的立体仓库投资成本大，维修维护后期保养的产生的费用高， 所以可以设计怎样来降低自动化立体仓库的自动化的设计的立体仓库自然成为重中之重更利于推广与普及。 该项目的设计我们采用三菱PLC控制系统来设计自动化的立体仓库的控制的自动化系统，因为采用PLC控制系统对立体自动化仓库的操控很简单，抗干扰能力强，输入和输出接口，运行速度快，稳定可靠，维护和维修方便，此外，该立体仓库控制系统具有高可靠性，低功耗，长寿命，良好的环境适应性，适用于立体仓库的开发，以及立体仓库利润也很高，从而使PLC的机可以得到更好的发展，因此，本次的基于PLC的立体仓库控制系统的设计在某种程度上面来说具有重大的经济和社会意义。关键词：立体仓库 资源 PLC 意义AbstractWith development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to reasonablepneumatiatcompressedneceengththdirectionprocedurework.Theinvertedpendulumisatypicalhighordersystem,withmultivariable,non-linear, strong-coupling,fleetandabsolutelyinstable.Itisrepresentativeasanidealmodeltoprovenewcontroltheoryandtechniques.Duringthecontrolprocess,pendulumcaneffectivelyreflectmanykeyproblemssuchasequanimity,robust,follow-upandtrack,therefore. Thispaperuse Plccontrolmethodofdoubleinvertedpendulum.This severaltestmatrixvaluetheresultsarenotsatisfactoryresponse,thenweoptimizematrixbyusingGeneticAlgorithm.Simulationresultsshow:ThesystemresponsecanmeetthedesignrequirementseffectivelyafterGeneticAlgorithmoptimization.Small twisted paper broken machine for ordinarhome.Keywords：sewingmachine, assembly,Plc,meaningI目 录摘 要I目 录II1 绪 论1 1.1自动化立体仓库的发展趋势1 1.2应用PLC控制系统的优点2 1.3本课题的研究内容 5 1.4本课题的研究意义及研究目的72 PLC控制系统简介9 2.1 PLC简介12 2.2 PLC的分类14 2.3 PLC的控制过程153 基于PLC的立体仓库控制系统硬件的设计16 3.1 步进电机的选择18 3.1.1 步进电机的原理19 3.1.2 步进电机的选择21 3.2步进电机驱动器的选择22 3.3传感器的选择23 3.4 PLC 输入输出分配表24 3.5电气原理图的设计244 基于PLC的立体仓库控制系统软件的设计25 4.1梯形图程序的设计26 4.2系统工作流程图的设计27结 论28致 谢29参考文献301 绪 论窗体顶端当今社会生产工业的发展的大型工业制造的能力不断进步，许多工厂自动化先进的制造技术不断涌现开来，各种各样的新型产业不断由原先的传统的工业设计进步发展到当今先进制造的技术的带领下产生的新型的科技产品，犹如许多当下比较新型的计算机制造，大量的计算机制造系统在工业的带领下，工业自动化技术发生着巨大的变化，二维码扫描，自动化的生产加工，空间的合理利用，减少土地面积的流失，使我们可以更好地利用当下的社会资源，自动化的工厂引进先进的制造技术生产加工出来的立式的仓库，自动化的仓库很大程度上减少了土地的流失数据自动化采集和射频自动化数据通信等技术很大程度上地应用于自动导引车等场合，移动式自动化的机器人等自动化设施也作为柔性自动化物流工具在柔性化自动化生产、产品自动化发送、仓储自动化管理等工业生产中日益发挥重要的作用。科学家将未来的自动化先进的制造生产的立体自动化仓库的发展分为几个未来的发展趋势：机械化加工仓储自动化发展、人工加工仓储自动化发展、集成化交工仓储自动化发展、自动化加工仓储自动化发展和先进的自动化加工生产的立体仓储发展。目前，智能先进的自动化加工工作仓储式储存物品技术虽然还处于初级生产发展的阶段，未来发展将不可限量。 自动化先进的制造生产立体的工作仓库及其物料搬运设备的研制的发展来说，自动化工作物流技术和自动化立体的先进的制造生产工作仓库已不是一个新型技术。就现在国际国外的自动化工作的先进的制造生产立体仓库很大程度上都是采用扫描技术，这样子很大程度上提高了信息的准确性和传输速度：采用先进的射频数据通信技术，可以很快的实现数据的采集、处理和交换，可以能够在搬运工具与计算机之间快速进行信息的传送交换，使物品存取和发送信息做到快速、可靠和准确。最近几年迅猛发展的多媒体技术也在自动化先进的制造生产加工立体仓库中得到非常广泛的应用，现在咱们国内的许多先进的制造生产自动化立体仓库系统大都具有部分的局限性，它们很大程度上主要以单机加工为主，自动化立体仓库系统整体全部的集成水平和集成能力低；很多自动化立体仓库系统的研发由于资金不足，资金链短缺，许多外围设备因此无法应用于自动化立体仓库物流系统，这些技术很大程度上由根本限制了这些许多自动化立体仓库设备的研制和发展；许自动化立体仓库的仓储作业的计算机管理水平大都较低。窗体底端窗体顶端1.1 立体自动化仓库未来的变化随着自动存取系统自动化生产的立体自动化生产仓库技术和信息传输控制技术在自动化立体仓库自动存取自动化生产系统应用，自动化自动化生产立体仓库自动存取系统的发展将会出现以下许多趋势： (1)自动化立体仓库管理自动化水平自动存取系统提高。 (2)自动化立体仓库智能技术自动存取系统将会获得应用。 (3)自动化立体仓库仓库作业自动存取系统向柔性化方向发展。 (4)自动化立体仓库建设自动化立体仓库自动存取系统方面未来的变化将更加发达1.2 应用PLC控制系统的优点自动化立体仓库自动存取系统是指多层高度的自动化立体仓库货储存货物单元，用相对应的自动化货物的搬运运输设备进行储蓄货物的出入库的加工作业的仓库自动存取系统。自动化仓库自动存取系统的出现是对原有的传统仓储方式的一种颠覆，它是自动存取系统由高层货架，下位控制系统以及计算机管理系统等部件组成，可以在上位机控制系统和下位机的控制下完成货物的自动运送转移。 自动化仓库在我国被非常广泛的应用到实际，大多数的行业大都会使用到自动化立体仓库。大多数主要应用行业有机械行业，化工行业，航天医药行业，食品加工行业，机场建设生产加工运输，港口建设生产加工等。自动化立体仓库的研究和应用到实际在我国经历了几个重要的发展时期：（1) 解放后自动化过立体仓库的设计和应用还处于初级阶段，系统性的研究和运用进本已经完成，但是这是由于受迫于当时实际的经济条件，所以立体自动化仓库应用十分有限。(2) 20世纪80-90年代，属于中级应用阶段，通过对国外技术的吸收以及和国内技术的融合，完成了第二代的技术研发，主要是基于PLC控制的立体仓库的系统。（3）20世纪末至21世纪前5年，我国处于高速发展阶段，以联想公司为代表的自动化物流系统为起点，基于第三代检测技术得到全面的应用。（4）21世纪初期，立体自动化仓库进过了成熟应用阶段。我国的仓储自动化加工设计技术已经大致基本上成熟了，已经进入社会实际的应用阶段。但是与国外的先进制造技术的差距主要还是速率、可靠性和工艺等方面。仓储自动化技术与传统的立体仓库仓储自动化技术控制系统相比，PLC立体仓库仓储自动化技术控制系统有以下几个方面：（1）仓储自动化使用性能高，仓储自动化技术抗外来的干扰能力强，内部PLC电路采取了先进科技的抗干扰技术，大大提高了很高的可靠性。（2）配套齐全的仓储自动化技术功能。仓储自动化技术除了强大的逻辑设计加工处理的使用功能，最先进的PLC技术的具有非常完美的数据控制计算能力，很大程度上使用在许多数字控制区域。（3）仓储自动化技术简单实用，很受工程技术人员的喜爱，当今PLC作为通用工业控制的先进计算机，是工业控制计算设备的工矿控制企业。1.3 本课题的研究内容 这个项目课题设计主要 自动存取系统是来研究自动化立体仓库的 自动存取系统自动控制系统，具有很好专业使用的 自动存取系统人机信息控制交流的控制面板系统，可以很大程度上实现手动全自动货物存取等自动化功能的自动存取系统设计。具体完成的任务如下： （1） 自动存取系统命令键盘的设计。 （2）熟练掌握PLC 自动存取系统程序设计方法。 （3）应用PLC完成 自动存取系统硬件电路的设计。 （4）设计出 自动存取系统仓储自动化技术相应的加工程序，并且通过快速 自动存取系统调试使用到实际。 （5）在立体仓储 自动存取系统自动化技术仓库模型上进行物品实际的装卸加工使用试验。 通过对自动化立体仓库 自动存取系统模型控制系统的设计研究，能够很大程度上对自动化立体仓库 自动存取系统设计的基本工作原理有进一步深刻的认识，并且对我们大学阶段学习的 自动存取系统专业理论知识能够更好的进一步的深化，对所学到的 自动化专业理论知识和实际应用之间的相互转化有更具体更深刻的理解，特别是对我们所学习的自动化知识点更进一步深刻的了解认识。以及对于PLC课程的程序设计 自动存取系统有了更加深刻认真地学习。1.4本课题的研究意义及研究目的 自动存取系统AS/RS，自动化立体仓库自动存取系统是一种用立体自动化仓库进行物品的移动，自动存取系统用电脑控制管理、用自动化控制机器车进行存取工作的仓库。 自动存取系统自动化立体仓库可以很大程度上产生巨大的利益。自动存取系统自动化立体仓库它通过高层货架存储，使自动存取系统自动化立体仓库存储区大幅度地向高空高层多元化发展，很大程度上提高了自动存取系统自动化立体仓库的仓库的利用率；自动存取系统自动化立体仓库一般采用层积式存放自动化立体仓库，防止自动化立体仓库物流货物的产生自然老化等不足；通过自动化立体仓库自动存取系统,加快了自动存取系统运行和处理速度，采用 自动存取系统自动化立体仓库自动化技术后，可以很大程度上较好地适应一些特殊场合的物流仓储的使用需要；计算机系统可以自动存取系统控制能够始终保证对 自动存取系统自动化立体仓库物流仓储物品存储进行存储和管理，便于清理盘查，很大程度上节约流动资金，从而提高自动化系统自动化立体仓库的管理水平。自动化系统自动化仓库的信息系统可以与各种各个企业的生产信息系统自动化的集成，实现企业信息管理的自动化全面化。自动化物流控制系统自动化仓库具有信息处理、系统管理、系统监视、系统控制等多种功能，集信息流和物流于一体，自动化仓库仓储自动化技术自动化物流和自动化仓库信息流控制转换管理的非常重要组成部分。 自动化控制系统作为自动化物流系统中的一个重要组成部分，对于提高物流系统的物流控制功能和工作效率，具有关键的作用。 自动化立体仓库自动化技术是一个复杂的综合自动化系统是现代自动化技术物流技术领域中出现的先进技术，自动化立体仓库自动化技术其优越性表现在许多实践方面的，对于现代先进的公司,我们从以下的方面来谈： 1 自动化立体仓库自动化技术自动化系统提高了仓库的空间使用率 ，我们对于立体仓库自动化系统的构想想法，其自动化仓储系统基本想法的出发点是大大的提高仓库自动化系统的地方的利用效率，充分利用立体仓库自动化节约使用现有的有限的资源。许多先进的企业和厂家甚至把自动化系统仓储空间的实际利用率作为自动化立体仓库自动化系统自动化技术系统合理性和先进性考核的重要指标来对待。立体仓库自动化立体库的空间实际利用率和其自动化立体仓库自动化技术自动化系统自动规划相连。2 自动化立体仓库自动化技术自动化系统便于形成自动化的的物流自动化的系统，提高企业生产管理水平 ， 自动化立体仓库自动化技术自动化系统与相对，传统设计的企业使用仓库大都是仓库货物储存的场地，设计的企业使用仓库保存仓储货物的功能单一，设计的企业使用仓库是一种“静态不变的储存”。自动化立体仓库自动化技术设计的企业使用仓库采用先进的自动化技术控制的物料搬运先进设备，企业外购 自动化立体仓库自动化技件和自制的先进生产件进入自动化仓库储存是整个生产的一个重要生产加工环节，从而设计的企业使用仓库形成一个循环的自动生产自动化的仓储物流系统，这是一种“动态循环的加工储存”，也是当今自动化仓库自动化系统发展的一个显著的技术设计的企业使用仓库进步的方向。 本项目的研究设计的是，随着设计的企业使用上午立体仓库自动化技术系统 自动化先进制造的控制技术，进步是企业快速使用仓库立体仓库自动化自动化系统新的先进的控制技术，结合现代企业使用仓库自动化系统自动化控制技术科技的发展水平，用自动化系统新的先进的控制技术技术创新的思想，在实现自动化立体仓库的信息化、自动化立体仓库的智能化、自动化立体仓库的集成化方面进行研究。很大程度上为了自动化系统新的先进的控制技术提高立体仓库自动化可靠性、自动化立体仓库的先进性，提高立体仓库自动化技术其经济效益和社会效益，大大的提高我国的自动化立体仓库的物流先进技术自动化系统新的先进的控制技术水平做出我们自己的贡献。自动化立体仓库的自动化系统新的先进的控制技术装夹机器人在自动化立体仓库的控制系统和自动化立体仓库的货位的优化分配研究设计已经取得了先进的技术并有进步的，搬着先进制造的自动化生产的系统新的先进的控制技术现代物流的发展，问题的复杂程度和求解精度要求的不断提高，现有的研究方法还不能满足现代自动化立体仓库的物流的控制要求，需要发展更为高效自动化立体仓库的的优化方案。 2 PLC控制系统简介2.1 PLC简介 窗体顶端PLC指以电子计算机控制技术为新的新型设备的基础装备。这是PLC可编程序控制器（可编程序控制器） PLC英文名称可编程逻辑控制器，中国人的名字是一个可编程逻辑控制器，定义是：电子数字系统，在现代工业加工生产情况下研究的数字应用运算操作中应用设计。PLC是一个可数字编程逻辑控制的先进电路，而且硬件和硬件的使用语言的组合，在晶体，电子产品有非常重要的应用，它可以说是有电子芯片PLC上的地方。PLC在工业应用生产发展中的，许多的顺序开关控制，它是按照思维逻辑考虑 的动作序列，并根据该链保护动作控制之间的逻辑思维关系，并有许多变量 根据集合。在传统上，这些功能是由电气控制系统或气动液压来实现的。PLC的最基本普遍的加工使用的，在逻辑控制开关的，用于机器自动先进化控制和自动化生产线，它也可以用于各个单个生产设备的控制。如注塑机，印刷机，装订器，智能窗帘，粉碎，包装等。目前，PLC在当今已被使用在于，环保，交通，汽车，纺织等许多制造行业广泛使用。随着该领域的应用越来越普遍，PLC技术及其产品的持续开发，主要表现在以下几个方面。现今，随着大规模集成电路技术的发展,PLC由简单的一位机至今变化为的机的专用化PC。PLC技术发展到现在已经非常的成熟了，不但控制能力高，成本费用低，可靠性能强，功耗控制底，占地使用体积小，且编程方便操作使用方便。使其在工业控制方面得到了广泛的应用，并成为了控制技术中的大支柱行业。 目前，世界上有600多家PLC加工生产厂商，800多种各类型的产品。其中，主要分为三大类，分别是美系，日系，欧系。他们占到了PLC市场份额的8成左右。而我国PLC产业经过多年的发展，也有了30多家的生产厂家。PLC的未来的发展趋势；(1)plc设计加工的占有地方小，方便使用，大容量发展。(2)向通讯网络化发展,分布式的协同合作。PLC网络化控制是现在通讯网络化发展的主流。PLC与PLC之间的网络通讯，PLC与上位机的联网通信已经得到了广泛的应用，以构成更大的网络系统。编程语言和工具的多样化及其标准化，多种编程语言的并存、和变化是未来PLC先进制造软件进步的一种方向。2.2 PLC的分类 自动化立体仓库通常有以下几种分类方式，按建筑形式自动化立体仓库可以分为自动化立体仓库整体式和分离式自动化立体仓库；按自动化仓库与生产连接的紧密程度自动化立体仓库可分为独立型自动化立体仓库、半紧密型自动化立体仓库和紧密型仓库自动化立体仓库；按物品存取的流动形式自动化立体仓库可以分为自动化立体仓库单元货架式、自动化立体仓库拣选货架式；按照在生产流通中的作用自动化立体仓库可以分为生产方便性自动化立体仓库和流通方便性自动化立体仓库；按货架变化的结构形式自动化立体仓库可以分为自动化立体仓库单元货变化格式、贯通式自动化立体仓库、水平循环式自动化立体仓库和自动化立体仓库垂直循环式。小型PLC一般以开关量控制为主，它的输入/输出点数适合于接触器、继电器控制的场合，还能直接驱动电磁阀等执行元件。为了将温度、压力、流量等模拟量转化为数字量，一般都带有A/D转化器，中型机指令也比小型机丰富。大型机已经于工业控制计算机相近，它具有计算、控制和调节的功能，还具有网络结构和通讯联网能力。这类机型点数都在100点以上，内存容量64K以上。大型机适用于设备自动化控制，过程自动化控制和过程可视系统制作中。可编程序控制器，英文称ProgrammableController，简称PC。但由于PC容易误看，大家用PLC作为自动化立体仓库可编程序自动化立体仓库控制器的简写。自动化立体仓库电子活动系统装置，专为自动化立体仓库在工业现场自动化立体仓库应用发明产生，它采用可编程序的控制加工存储器。可编程序控制器自动化立体仓库一直在发展中，自动化立体仓库对其下自动化立体仓库的设计。电工国际学术研究设计院（IEC）依次发布了可编程序控制器标准草案的研究方案在研究方案中中，对PLC作了如下阐述：可编程序控制器自动化立体仓库是一种自动化立体仓库数字运算操作自动化立体仓库的电子系统，在自动化立体仓库当今的环境下发明而生。PC的自动化立体仓库用户存储器的自动化立体仓库通常以字为单位来表示自动化立体仓库存储的使用空间。注意：系统程序直接关系到PC的性能，不能由自动化立体仓库直接使用，所以，通常PC产品资料中所指的存储器形式或存储方式及容量，是指用户程序存储器而言。3.接口输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。PLC的输入接口有直流输入、交流输入、交直流输入等类型；输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路，晶体管输出型用于高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载；继电器输出为有触点输出型电路，用于低频负载。现场控制或检测元件输入给PLC各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量等，通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能够接收和处理的信号。1)输入接口以图2所示的直流输入接口电路为例，R1是限流与分压输入接口电阻，R2与C构成滤波输入接口电路，滤波后的输入信号经光耦合器输入接口T与内部电路耦合。输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。PLC的输入接口有直流输入、交流输入、交直流输入等类型；输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路，晶体管输出型用于高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载；继电器输出为有触点输出型电路，用于低频负载。图2直流输入接口电路现场控制或检测元件输入给PLC各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量等，通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能够接收和处理的信号。现场直流输入接口电路的输入的电波的信号通过光电耦合后转换为5V的TTL送入输入数据寄存器，再经数据总线直流输入接口电路给CPU。2)输出接口输出接口电路向被控对象的各种执行元件输出控制信号。常用执行元件有接触器、电磁阀、调节阀(模拟量)、调速装置(模拟量)、指示灯、数字显示装置和报警装置等。系统程序直接关系到PC的性能，不能由自动化立体仓库直接使用，所以，通常PC产品资料中所指的存储器形式或存储方式及容量，是指用户程序存储器而言。3)其它接口若主机其它接口单元的I/O其它接口数量不够用，可通过I/O扩展其它接口，接口电缆其它接口与I/O其它接口的扩展单元(不带CPU)相接其它接口进行变化。PLC其它接口还常配置连接各种其它接口如外围输出输入设备的接口，可通过电缆其它接口实现串行接口的实时信息显示变化情况通知等先进的技术能力。4.编程器图形编程器既可用图形编程器语句形式编程，又可用图形编程器梯形图编程，同时还能进行图形编程器的脱机编程工作。5.电源现在许多设计的PLC的使用电源还可向plc的外部需要直流24V稳压的使用电源，许多设计的PLC的使用电源用于向输入接口上的接入plc实际应用的电气元件实际使用，从而方便外围设备。2.4 三菱FX系列PLC简介及型号说明三菱公司的FX系列PLC是比较具有代表性的微型PLC，除具有基本指令表编程以外，还可以采用梯形图编程及对应机械动作流程进行顺序设计的SFC（Sequential Function Chart）顺序功能图编程，而且这些程序可以相互转换。2.3 PLC的控制过程可编程控制器执行程序的过程有三个阶段。(1) 输入采样阶段 PLC输入采样阶段通过扫描输入采样阶段把输入端口的输入状态按相应的次序保存在输入映像寄存器中，然后控制器对输入采样阶段采集的输入采样信息进行分级处理，因为输入信号存在输入映像寄存器中，即使程序输入采样阶段在执行过程中输入状态输入采样阶段发生了变化，对输入采样阶段程序的执行和输入采样阶段的处理也没有影响。当输入采样阶段一次扫描结束，输入采样阶段映像寄存器被刷新，输入采样阶段输入端信号才再次被采集进入输入映像寄存器中，输入采样阶段进行程序执行。再次扫面刷新，输入采样阶段再次执行处理。 (2) 程序执行阶段 PLC梯形图程序扫描遵循 程序执行阶段顺序步骤顺序执行。所谓用户程序的执行，并非是系统将CPU的工作交由用户程序管理，CPU仍执行系统程序中的指令。 程序执行阶段输入端每次 程序执行采集 程序执行阶段的数据都会寄存在端映像设备的数据存储设备区内， 程序执行阶段CPU执行时将 程序执行阶段存储区内的信号产生的信息进行处理。当用户程序管理程序后，程序执行一次扫描周期后进行刷新，所有的输出映像都被依次刷新，系统进入下一输出刷新阶段。 (3) 输出刷新阶段 输出刷新阶段其中输出锁存器一直将状态保持到下一个循环扫描周期的开始，所以输出刷新阶段输出映像寄存器的状态在程序执行阶段是动态的。1 自动化立体仓库系统接通电源，将选择开关置于手动位置，分别按下、后观察各方向运动情况，小车在高强度丝杠上运行平稳，在接近极限位置时，执行限位保护。2 自动化立体仓库系统将选择开关置于自动位置，自动化立体仓库坐标定位以零位开始。自动化立体仓库坐标暂时不会发生任何变化，不会引起任何的动静，有一定的安全性能。3 自动化立体仓库系统当送货的时候，选择欲送货物的仓位号，按动自动化立体仓库仓位号对应的按钮，自动化立体仓库控制面板数码管显示自动化立体仓库仓位号。按送自动化立体仓库货按钮后，自动化立体仓库货物自动送入指定的仓位号对应的自动化立体仓库仓库位里。若被指定的自动化立体仓库仓位号里有货物，则自动化立体仓库系统送货命令不被执行。自动化立体仓库系统送货完成后，自动化立体仓库系统会使小车自动返回原来的位置。4 自动化立体仓库系统当取货的时候，选择欲取货物的仓位号后，在控制面板的数码管里显示出来，按动取货按钮后，可以自动将货物取出。如果自动化立体仓库小车里有未被提出的货物，则自动化立体仓库系统取货命令不被执行。自动化立体仓库系统取货与送货装有互锁开关，防止自动化立体仓库系统发生故障，引起不必要的事故。5 自动化立体仓库系统取货和送货指令完成后，机构自动返回原来位置。6 自动化立体仓库系统当小车内有货物时，若自动化立体仓库系统无外部操作，自动化立体仓库系统就绪指示灯亮，十秒后程序把最大仓位号里的货物转运至没有放货物的比它小的仓位号所对应的仓位里。上述自动优化放货只对16号仓库适用。7 自动化立体仓库系统需用手动取货时，必须在断电状态下进行。8 自动化立体仓库系统通过控制面板可以控制步进电机，正反转和加减速。可提高送货效率。自动化立体仓库系统机器人具有非常好的的安全保护措施： 1 ) 自动化立体仓库系统机器人在行走、载货台升降和货又自动化立体仓库系统伸缩终端处考虑设计到了机械和电气限位装置。 2 )自动化立体仓库系统的货物检测载货台上设有货物实时安全检测装 设备。自动化立体仓库系统在货物进入载货台时，自动化立体仓库系统实时安全检测装 设备当检测到货物超过设定高度、长 度或宽度时，机器人便停止运行并报警。 一般设计的产生的误差为20 50 m m，自动化立体仓库系统的货物检测载货台上设有货物实时安全检测装 检测元件采用对射或反射式光电传感器。 3 ) 自动化立体仓库系统的载货台上还设有检测货又是否回来、货物支架上有无货物 和货位中有无货物的装置。如货物支架没有回位，自动化立体仓库系统机器人不能水 平运行；如自动化立体仓库系统货叉上已有货物，则自动化立体仓库系统机器人不能再取货；入库时，自动化立体仓库系统必须 检测货位中有无货物，以避免发生事故。 4 ) 断电保护 自动化立体仓库系统如载货台升降过程中忽然断电， 则自动化立体仓库系统通过提升 电动机制动使载货台停在当前位置，自动化立体仓库系统不会使他们掉下来。该立体仓库结构示意图如下图所示： 3 基于PLC的立体仓库控制系统硬件的设计3.1步进电机的选择3.1.1 步进电机的原理Plc的立体自动化仓库控制系统中步进电机是Plc的立体自动化仓库数字控制系统中的执行电动机，改变Plc的立体自动化仓库步进电机输入脉冲的步进电机数目就能控制Plc的立体自动化仓库步进电动机转子机械位移的大小；改变Plc的立体自动化仓库电动机的输入脉冲的通电顺序，就能控制Plc的立体自动化仓库步进电动机转子机械位移的方向，实现Plc的立体自动化仓库位置的控制。当Plc的立体自动化仓库电脉冲按某一相序连续加到Plc的立体自动化仓库步进设计的电动机时，Plc的立体自动化仓库转子以正比于电脉冲频率的转速转动。Plc的立体自动化仓库步进电动机的这种控制功能，是其它电动机无法替代的。步进电动机可分为磁阻式、永磁式和混合式，步进电动机的相数可分为：好几相，如四相、五相、六相和八相等多种。现在各个种类的Plc的立体自动化仓库步进电机，其运动控制系统都是相似的。本设计Plc的立体自动化仓库步进使用的电机驱动器主要包括环形分配器和功率放大器两部分。其中环形分配器又称脉冲分配器。由于输出的功率极小，所以脉冲分配器不能直接驱动步进电机工作，必须通过功率放大器进行放大，才能给步进电机各相绕组提供足够的电流。 步进电机运动控制器则是控制系统的核心部分，它根据控制要求提供给步进电机驱动控制信号，该控制信号包括脉冲信号、脉冲方向信号、控制方式信号。运动控制器提供给步进电机的驱动信号是标准的信号，不论哪种驱动器都接受这样的标准信号，从而为开放式的控制提供了标准接口。由于设计的输出的功率小设计的工作时功率经过设计的放大器进行放大，可以使给步进电机各相绕组提供足够的电流。 为了计Plc的立体自动化仓库步进使用的电机控制的使用的便捷，步进电机一般可以有两种不同的控制模式可供选择。控制模式就是由控制方式信号来设置的。一种是计Plc的立体自动化仓库步进使用的电机方向/脉冲模式，在这种控制模式下，脉冲信号控制的是步进电机的运动，脉冲方向信号控制的是步进电机的运动方向；另一种是计Plc的立体自动化仓库步进使用的电机脉冲模式，此时计Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电动机这两路信号分别控制的正转和反转运动，这样对于步进电动机某些只需要一个方向运动的应用场合，可以省去一路信号，简化不必要的设计。步进电动机系统通过最终的设计调试表明步进电动机控制系统能够较为准确地完成对货物的存取功能，而且步进电动机运行比较快捷灵敏、使用可靠性能高。但同时也暴露出了许多的使用问题，步进电动机在具体实际应用中可以使用半闭环控制，步进电动机传感器采用旋转编码器，步进电动机旋转编码器安装在传动丝杠轴端，这样子既可以判定步进电动机速度，又能确定步进电动机位置，比较精确可靠使用。步进电动机驱动采用步进电机驱动，转速可以调节提高，灵敏度也高，力矩也较大，更接近与实际实用。 步进电动机在工作台上安装自我保护措施设备，以保证自身提高安全。在智能化自动化上可以提高，步进电动机在工作台上安装接近传感器，防止存放货物工作台与仓库等相撞。计Plc的立体自动化仓库步进使用的电机据分析等工作能力。 3.1.2 步进电机的选择 步进电动机的特点：计Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电动机是一种作为控制用的特种电机。Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电动机价格合理便宜,可靠性能高；Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电动机带负载惯性的不高,在使用时既要注意步进电动机负载转矩的大小,又要注意步进电动机负载转动惯量的大小；Plc的立体自动化仓库步进使用的电机步进电机的转速与设计Plc的立体自动化仓库步进使用的电机脉冲信号的频率成正比；Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电动机的不足就是使用效率较低,并且必须需要配上适当的Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电动机驱动电源。1、步进电机驱动系统的基本组成Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电机驱动系统与交流电动机直流电动机不同，仅仅接上供电电源，步进电机不会运行的。为了驱动步进电动机，必须由一个决定电动保证电动机正常运行的功率放大器，以及一个直流功率电源等组成一个驱动系统，如图3-2所示。2、步进电动机的选择计算 Plc的立体自动化仓库步进使用的 步进电机驱动系统在选择步进电动机时设计要求的是 Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电动机的类型选择， Plc的立体自动化仓库步进使用的电动机品种选择，在该立体仓库控制系统中要求步进电动机电压低、电流小、有定位转矩和使用螺栓机构的定位装置，确定步进电动机采用2相8拍混合式步进电机；在进行步进电动机的品种选择时，确定 Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电机的具体规格和控制装置。 磨擦系数=0.04 螺栓机构的效率=O.9 螺栓轴径BD=1.2cm 螺栓长BL=42cm 螺距P=3mm分辨率L=0.01mm移动距离=0.0075mm/步速度V=2mmini=mb/(360L)=21.8(360O.01)=1 轴向力F=Fa+M=4+0.0425=5kg.cm 负载转矩lT=FP(2)+(00FP)/2 =50.3(2 3.140.9)+ (0.31.67 0.3)/(2 3.14) =0.289kg.cm 螺栓的惯量BJ=（BL4BD）/32 =（3.147.93104242.1）/32 =0.0675kg.2Cm移动体的惯量tJ=M2)2/(P=252)28.6/3.0(=0.0571 kg.2Cm负载的计算惯量为LJ=BJ+tJ=0.0675+0.00571 =0.1246kg.2cm由上述的计算可以先选定电动机为步进电动机，其步进电动机的惯量为MJ=0.03 kg.2cm，步进电动机空载的起动频率sf=3000H。 步进电动机设定要求的实际速度可以算出其运行的频率为： f=VL=2000(600.01)=3333HZ 由计算结果可以确定我们需要使用加减速的驱动方式来驱动。 各个齿轮比：G=360/bL=0.0075 360/ (1.80.01)=150 换算到电机轴的负载转矩为T=GL(lT+F)/ 2 =1500.01(0.289+5)/(6.280.9) =1.40 kg.cm 对本个项目设计的装置设计来说的话，这次对所选用的电动机通常要保留有23倍的工作余量，所以该电机的实际转矩是NT=3T=31.40=4.2 kg.cm =0.41N.3.2 Plc的立体自动化仓库步进使用的电机驱动器的确定 Plc的立体自动化仓库使用的步进电机的驱动器的选择步进电机的运行时必须要有 Plc的立体自动化仓库步进使用的一电子装置来进行应有的使用驱动，这种驱动的电子装置就是我们所设计的步进电机的驱动器， Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电机的驱动器是将步进电机的驱动器的控制系统发出的脉冲信号转化成为自动化仓库步进使用的角的位移，步进电机的驱动器控制系统的每改变驱动器的脉冲的信号，通过步进电机的驱动器的驱动器就会使驱动电机旋转一步的实际距角。因此 Plc的立体自动化仓库步进使用的电机步进的转速与 Plc的立体自动化仓库步进使用的脉冲的信号频率正好可以达成正比。 Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电机所有型号的驱动器的输入信号都一定相同，他们输入信号是：步进电机方向电平信号、 步进电机脱机信号、步进电机步进脉冲信号，该此端为低电平才会有效，这时步进电机将处于无力矩的使用状态；若此端为高电平或悬空不接的时候，该此功能将会无效， 步进电机可正常运行。步进电机的驱动器在驱动器内部的接口电路都一定相同，如图所示，我们可以看出，OPTO端为三路信号输入的的公共端，三路输入信号在 步进电机驱动器内部已经接成共阳的方式，因此OPTO端须接外部系统的VCC，如果 步进电机VCC是+5V则可直接接入，在 Plc的立体自动化仓库步进使用的立体仓库中使用的步进电机FP0提供的电平为正常电压， Plc的立体自动化仓库步进使用的 步进电机输入部分的电平为5V，所以须 Plc的立体自动化仓库步进使用的外部另加1.8K的限流电阻。3.3传感器的选择 Plc的立体自动化仓库步进使用的传感器采用先进的生产的设计的技术， Plc的立体自动化仓库步进使用的设计的反射式先进技术的传感器的各个部分的详细情况如下所示： 需要特别的注意：检测的实际距离不要距离各个传感器太接近，否则会造成传感器不能正常的动作；各个构件之间的连接是采用接插件的连接方式，千万不可以对端子进行焊接连接。Plc的立体自动化仓库步进使用的传感器采用先进的生产的设计的技术， Plc的立体自动化仓库步进使用的设计的反射式先进技术的传感器的各个部分 Plc的立体自动化仓库步进使用的步进电机所有型号的驱动器的输入信号都一定相同他们输入信号是：步进电机方向电平信号、 步进电机脱机信号、步进电机步进脉冲信号，该此端为低电平才会有效，这时步进电机将处于无力矩的使用状态；若此端为高电平或悬空不接的时候，该此功能将会无效， 步进电机可正常运行。步进电机的驱动器在驱动器内部的接口电路都一定相同， 3.4 PLC输入输出分配表 根据本课题PLC输入输出的控制要求，得出PLC输入输出I/O分配，如表3-4所示。 3.5 电气原理图的设计 根据立体仓库的课题设计要求，得出如下图3-11电气原理图。 4 基于PLC的立体仓库设计的空调所控制的系统软件的设计4.1 梯形图程序的设计 本系统运用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件进行梯形图顺控程序编写，在编写梯形图的过程中必须遵守各个编程的规定：1 Plc的立体自动化仓库步进产生的梯形图每一行各个继电器的使用线圈和它的继电器触点号码相同，每个 Plc的立体自动化仓库步进继电器的元件的继电器触点使用时可以的任意的使用。2 Plc的立体自动化仓库步进产生的梯形图每一行必须从左边开始进行，继电器线圈必须的接在梯形图最右边（梯形图继电器线圈右边不允许再有）。3 Plc的立体自动化仓库步进产生的梯形图继电器线圈不可以直接的接在梯形图最左边母线上。4 Plc的立体自动化仓库步进产生的梯形图在使用过程中，相同的号码的继电器线圈如果被重复的使用，为双线圈的输出，由于双线圈的输出很容易导致并产生误操作，因此尽量避免不发生，减
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