立体仓库控制系统

1、立体仓库控制系统一、实训目的：1、了解A7003型立体仓库系统工作原理与工作过程；2、进一步掌握 MicroLogix 1400可编程控制器原理；3、掌握RSLogix500编程软件使用方法；4、掌握组态编程的控制思想及实现；5、掌握立体仓库的编程实现方法。二、实训的设备A7003立体仓库系统，电脑，MicroLogix 1400编程器三、实训内容1、控制要求及控制原理1）控制要求：该立体仓库模拟系统可以模拟自动仓储系统，利用光电编码器及限位开关确定仓库及叉车的位置，从而可以实现仓库叉车系统可以从初始位置走到目标位置取货，然后将取得的货物再送到指定的位置。本次模拟立体仓库控制实训项目的基本控制

2、要求为：（1） 让叉车永远从初始的1位置开始运行（2） 让叉车可以运行到目标位置，即可以实现X定位和Y定位（3） 可以让叉车实现取货或者送货操作。即可以实现Z轴定位要求在本次实训中，利用RSLINX完成对系统的通信，利用Rslogix500软件完成对程序的编写。利用 RSVIEW32软件完成对组态界面的在线控制及监控。在完成基本要求的前提，可以尝试一下控制要求。（1） 让叉车永远从初始的1位置开始运行（2） 让叉车可以运行到目标位置，即可以实现X定位和Y定位（3） 可以让叉车实现取货操作。即可以实现Z轴定位（4）然后让叉车自动运行的送货的目标位置并完成送货操作。2）控制原理本实训项目核心的控制

3、原理为定位原理。其具体的定位原理如下所述。（一）.列定位：S1为列定位光电传感器，列定位片顺序安装于叉车运行轨道左侧；共三只。叉车运行时的列定位，由光电传感器检测到列定位片的开始沿（上升沿）来实现。参照图：运行方向图1列定位原理图（二）层定位S2为层定位传感器，共 3只，垂直运行经过层定位片时，发出到位信号；每只层定位注：1）如果要放料，a.升叉至上遮光片；b.然后进叉；c.进叉到位后；d.降至下遮光片（此时料盘应已放在库架上）e.出叉。2） 如果要取料，a.升叉至下遮光片；b.然后进叉；c.进叉到位后；d.升至上遮光片（此 时料盘应已插上叉子） e.出叉。注意：列定位片与层定位片均已调整好，

4、请不要随意调整!否则可能引起定位误差， 造成设备损坏！!！层及列定位的关电开关，结合光电编码器实现对层及列的定位控制。Z轴点位通过Z轴限位开关完成2、了解立体仓库模拟系统的硬件配置原则：在进行编程之前，必须根据系统的特点，了解需要的输入输出对象以及其在PLC上的接线。（1）系统简介。其具体的系统硬件介绍如下所述。装置样图如下：规格尺寸：66*56*122cm （长*宽*高）下图为立体仓库实验系统组成示意图图3立体仓库组成1水平行走电机2转动轴3.传动滑杠4水平同步传送带5底座6升降滑杆7进叉出叉电机8升降电机9货叉10滑杆11.小同步带12提升链条13.光电开关14限位开关1）控制面板主要有电

5、源开关，自动手动选择开关及手动控制左右上下伸出收回按钮组成，主要完成对A7003立体仓库模型系统的手动控制操作。2）货架：货架结构为铝合金组装而成的3列3层架体，采用20*20铝型材，货位数量为3*3。货位图如下：3） 三维（X、Y、Z）运动机械：（X、Y轴完成仓位定位，Z轴完成送/取动作）。a水平行走机构：主要由水平行走电机（包括减速器）、转动轴、同步传送带、同步链轮、传动滑杠、轴承等部件构成。b升降机构：升降电机（包括减速器）、提升链条（采用双排滚子链）、齿轮、传动滑杠、 轴承等部件构成。c.货叉进出机构：电机、齿轮、小链轮、小同步带、导轨、货台等部件构成。4） 电气控制采用西门子的可编程

6、控制器或者AB的CompactLogix、减速直流电机、光电传感器、行程开关、开关电源（开关电源把220V市电变换成24V直流电，为整个系统电路供电）、电源线（电源线为市电供电连接线，必须保证可靠的接地）、编程通讯电缆（编程通讯电缆为带隔离的232-485转换数据线，完成编程程序的下载和上位机与模型数据通讯的功能）。（2）具体硬件接线根据控制要求，本设计需要对系统将叉车从初始位置移动到特定的位置，然后取货，再移动要特定的位置送货。因此其在硬件上要求可以行定位，列定位，以及叉车的X轴前后定位，另外叉车运行不能超过规定的x，y方向范围要求，所以其要求在 X，Y,Z轴有限位开关。具体的硬件接入点介绍

7、：因为本次控制只关心是否到位，因此其输入输出点选择为数字量控制。输入量及PLC点之间的对应关系：其中水平方向上的定位 INO接水平方向上光电开关，通过光电编码器的脉冲计数用于 实现水平方向上的定位，其中SQ10N,和SQ20N,分别实现水平方向上的限位。分别接IN8,IN9.SQ1ON是左限位开关，SQ20N是右限位开关。垂直方向上的定位IN1，接垂直方向上的关电开关，通过光电编码器的脉冲计数用于垂直方向上的定位。其中 SQ30N和SQ40N分别实现垂直方向上的限位，分别接 IN4,IN5.SQ3ON是上限位开关。SQ40N是下限位开关。Z轴上的定位通过限位开关 SQ50N和SQ60N实现Z轴

8、出叉和进叉定位，其中SQ60N 是出叉到位限位开关，SQ50N是进叉到位开关。分别接 IN6,IN7.输出量及PLC点之间的对应关系：输出点主要是控制水平方向上的电机，上下方向上的电机，以及Z轴方向上的点击。其分别的对应为：MD1水平方向上的电机：通过 outO，outl控制正反转，分别控制左行和右行。 MD2上下方向上的电机，通过 out2， out3控制正反转，分别控制上升和下降。MD3是Z轴方向上的点击，通过 out4，out5控制正反转，分别控制进叉和出叉。输入端子块pM3OOOOOOOOmooooooooCOHO )|NI OM M |N6| 赠 |till |NIJ |H14|NI

9、 |NI| COM |V1(4AMAIIILIII1III(VM： VAC 1VACtOMkx)ooooa输出端子块3、软件编程一一自动运行程序编写注意：自动时，面板电源在“关”位置，所有旋钮在“自动”位置；手动时面板电源 在“开”位置。首先把电源设置到关位置，这个位置将由PLC读取。如果不是关位置，PLC不会运行。其它所有旋钮都处于自动位置，否则对应的操作无法自动实现，同时手动因为面板电源关 闭，所以也无法操作。（1）系统步骤分解我们把从库取货和送货到库的步骤分成四步。取货：（必须完成）第一步:到达目标库位下侧，进叉。目标位置保存到X1,Y1,Z1。Y1是库下侧，Z1就是1 O第二步:到达目

10、标库位上侧，退叉。目标位置保存到X2,Y2,Z2。Y2是库上侧，Z1就是0。第三步:到达0库位上侧，进叉。目标位置保存到X3,Y3,Z3。Y3是库上侧，Z1就是1。第四步:到达0库位下侧，退叉。目标位置保存到X4,Y4,Z4。Y4是库下侧，Z1就是0o送货：（拓展部分）第一步到达0库下侧，进叉。目标位置保存到X1,Y1,Z1。Y1是库下侧，Z1就是1。第二步到达0库上侧，退叉。目标位置保存到X2,Y2,Z2。Y2是库上侧，Z1就是0o第三步到达目标库位上侧，进叉。目标位置保存到X3,Y3,Z3。Y3是库上侧，Z1就是1 O第四步：到达目标库位下侧，退叉。目标位置保存到X4,Y4,Z4 O 丫4

11、是库下侧，Z1就是0o（2）光电计数器位置确定一般可以把库位1作为缓冲库位，旁边布置移动叉车。所有操作都是：如果取货，则从目标库位到1库位，如果送货，则从1库位到目标库位。所以不要制定从1到1库位的作为。从组态软件发送下来不是库位，而是坐标图，而在计数器上，实际的Y轴坐标为库位坐标 Y_C0MMAND*2 ，下面的就是 Y_C0MMAND*2-1 。取货 C0MMAND=1 :第一步：X_COMMAND, Y_COMMAND*2-1,1。进库取货第二步：X_COMMAND, Y_COMMAND*2,0。上行，退叉第三步：1,2,1。进库送货第四步：1,1,0。下行，退叉送货COMMAND=2

12、:（选作）第一步：1,1,1到达目标库位下侧，进叉。目标位置保存到X1,Y1,Z1。Y1是库下侧，Z1就是1。第二步：1,2,0到达目标库位上侧，退叉。目标位置保存到X2,Y2,Z2。Y2是库上侧，Z1就是0。第三步：X_COMMAND, Y_COMMAND*2,1到达目标库位上侧，进叉。第四步：X_COMMAND, Y_COMMAND*2-1,0。到达目标库位下侧，退叉（3）运动算法当前位置,X0,Y0,Z0。每个步骤把坐标拷贝到X1,Y1,Z1，第一步不需要拷贝, 因为第一步的目标位置就保存在这里。先运动到指定X,Y位置，然后进叉，或者退叉。以上运动算法：IF X1X0,左行，X0减计数器

13、。IF X1Y0,下行，Y0减计数器。IF Y1Z0 ;前进IF X1=X0, 丫仁 Y0,Z1Z0;后退IF ZL_BACK=1 Z0=0，IF ZL_FORW=1 Z0=1，IF Z仁Z0停止Z电机IF X1=X 0&Y1= Y0&Z1=Z0STEP = STEP +1 进入至 U下一步骤拷贝 XSTEP至U X1, YSTEP至U Y1,ZSTEP,Z1(4)具体实现及点的分配寄存器名称用途备注N9:0COMMAD=0无操作，=1取货，=2存货N9:1Xdec库位坐标，水平坐标N9:2Ydec库位坐标，垂直坐标，连续的N10:0X0叉的当前X位置N10:1X1各个步骤的目标位置每个ste

14、p会拷贝N10:2X2叉的第1目标位置N10:3X3叉的第2目标位置N10:4X4叉的第3目标位置N10:5X5叉的第4目标位置N11:0Y0叉的当前Y位置每个库位2个YN11:1Y1各个步骤的目标位置每个step会拷贝N11:2Y2叉的第1目标位置N11:3Y3叉的第2目标位置N11:3Y4叉的第3目标位置N11:3Y5叉的第4目标位置N12:0Z0叉的当前Z位置不是0就是1N12:1Z1各个步骤的目标位置每个step会拷贝N12:2Z2叉的第1目标位置N12:2Z3叉的第2目标位置N12:3Z4叉的第3目标位置N12:3Z5叉的第4目标位置N14:0STEP运行步骤，或者称为状态机1 ）系

15、统程序8毫秒。在IO CONFIG中，选择注意脉冲计数输入的10定义的滤波时间为ADV CONFIG，如图所示。Infut filterInputs 0+1Inputs Z+3Inputs 4+5Inputs 6+7Inputs計日Dcputs 10+11InjutE 12+13Injuts 14+15Inputs 1名 toInu4 toAnalog Input 0Anal 临 Input 1An&log Input 2iefault +Inul LatiiEnable厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂F； W Ti R1 XR1 S 1 ILTFRi n i ik.KisiRg著Ri si it底R

16、1 5 LILgRisingRisingILlslilc苦Anal 泻 I石Fit 3lodule $0: Pul 1T&EVicrJ.oeix 1400 Series AEmbddsil General ConfiforEmbe dded. 10 Configurati onGeiier i c Extr-a Dat s Coiifi g| 确足取消S A） I 幫助考虑了增和减计数器。上升或者右移动，就是增，向反就是减。但是除了脉 冲输入作为计数器条件之外，其他不要在计数器前面，否则错误。包括main函数，goxyz，getxyz两个调用的子函数。Getxyz获取位置和命令。Goxyz，移

17、动到指定位置。每次包括 x,y,z轴的一次移动。Z在最后移动Main首先复位，复位算法比较特殊。然后读取命令。然后开始四次移动。 （本次设计可只移动一次，其他三次的移动和第一次相似）具体程序请看相关文件。2）取货参考程序置0依据运动规则,命令，以及目标库位,该函数获取X,Y,Z各个步骤的目标位获得目标库位的临时坐标 2*Y_C0MMAND ，2*Y_C0MMAND-1。N15是 临时变量。图表1判定是否是取货。如果是，则把 X1=X_C0MMAND , 丫1=2*Y_C0MMAND-1 , Z1=1。表示移动到库位下方，然后进库图表2第二步，X2=X_C0MMAND，Y2=2*Y_COMMAN

18、D ，Z2=0,表示叉先上抬, 然后出库。第三步，X3=1，Y1=2，Z1=1，表示到缓冲位上方，然后入库MOVkraKeIL 则计数器输出0CMC即MoSource0UwDwtC5:Q.ACGXL LEFTE9OL3Bul.l76CO?Sowee氏吐C5:1.AGC如果到达限位，则直接写 X0=0，增减列计数器=0如果到限傥开关，则计埶黑肅出口ZL LETTMOVIJUGKTHOMOScuicft C5jO.ACCM10：0D 电：itXL-LEFT9藍L_-EFTW9MOVETIGHT0:03 EMOVELEFTO；CMOVMovieM10；0?Dt0:1. ACC?MCIMOVMoveS

19、oisiceVest?M10;0?SLJ.EFT1.0gMOVELEFTO;CMow：M1D：O?D話tC5 AC匚MOV如果没有到达限位，则依据左行还是右行，选择增计数器还是减计数器，付 值给X0，然后反馈回另一个计数器。两个计数器的开始计数器位置保持一致。丫轴向光电计数器和X轴向光电计数器操作一样，代码不重复了。而 Z轴 向坐标比较简单，在库里就是1,后退了就是0。如图下：图表oLES Li TIumCAO) Souree ANL0:Ci加 Sauws ENLO：LEE Lej Tkati血诃Souice ANLl ;5EjSource AN10;0Scares BH10:lSCH1左行M

20、OVEUP00Y2Bill?强YOYl下行决定了运行的方向Ball.他WCVELEFT0:0YA oDul.17663依据目标位置和当前位置,GET Gneai&r Than (鱼二Source A HL1 ;0Souix:e EHLl：l5YEQU -E QU -EqoilEiuJSmuc# AAN11;Q肚5Souk:* BN10：lSoiorce BNlll2c5cZtkZl进叉14zoLES Le$ Than (AB) Souicc A N32:O0E Scniwt ASuutec 史N12；O血N12 1MOVEOVTOP5Bui. 1766图表4如果X,Y方向已经到达目标位置，则依

21、据 Z运行坐标，进行进叉和出叉操 作。5）主程序依据STEP进行操作，采用了状态机的方法。0Ck如果星手动I则港荣所有变量”设置一八很丈找态A_M1013Bul.l76dSTEPM0VMovieDetScfunce1114:0】站OUT.OIO13Bui. 1766MOVWOYlDeiQ019=0,初贻进入Fi钿 FaisS：13 ESTEPEQU EqualSource AMl4:0Sooiict E0图表5如果状态STEP=0,则初始化卜 设法回到原始应置 伏态口临时标记位IKIT3:0T E设法回到原舲位置 伏埶临时标記位IHIT0EB3;r-PSTEPMOVMoveaDatN14O12*INIT旳IKIT3:0把初端傥蟹设詈很丈，目标位雹0口C5 ACCMOV MoveStjuirt1001COD 鈕C5：0.ACC2MOV MoiiSouks100ICOIWtC51.ACCMOV WQV6Sowit100100DesiC5:2_ACC图表6把各个计数器的值以及当前 X,Y,Z位置值设置为100。这个数值很大，一当 运行，则肯定向左行，向下行，向后行。STEP=1STEPEQU Equal Source A N 14:0?Scutue B1状盘临吋标也位STEP1B3：0伏态1临时标记傥 STEP1B3