【基于PLC的物流仓储控制系统设计与调试研究13000字（论文）】

]。第二，速度可以进行调节的范围是比较大的。第三，这个系统在变速，正反转，起动和停止上面是比较便捷的。第四，能够进行自动的锁定功能，也就是说如果在保持通电的情况下，其所到达的最后一个位置就会继续停留在那里。第五，就是能够进行选择的角度范围还是比较大的，几乎是一百八十度的范围都可以进行自由的选择。第六，在电机上面的附件是比较少的，这就代表所运行的机能是比较简单的，所以稳定性也就比较的高。3.3.6步进电机驱动系统的基本组成与交流直流电机相比，步进电机有很大的不同.如果连接只是电源，步进电机此时不能直接启动。但是，对于步进电机，如果要进行轮转，需要有以下设备：第一个脉冲发生器，主要用于适当控制发动机的转弯和转速；其次是脉冲分配器，通常用于按一定顺序连接和断开电机的电气绕组；第三种是功率扩展器，主要用于保证其稳定旋转；华盛顿的最新电源如下图3-8。图3-8驱动系统示意图3.3.7步进电机的选择计算当我们必须使用步进电机时，重点将放在选择它的类型上。从这个控制系统的角度来看，由于它在电流和电压方面都不是很大，而且有一个基于螺栓机构定位装置的定位力矩，作者经过仔细思考，决定采用混合两相8冲程发动机.但我们需要平衡速度I和轴向压力F、还有就是负载转矩、以及额定转矩与其运行频率等这一系列有关因素。因为这里用到的定位设备是以螺栓机构作为主要基础的，所以可以得出：移动部分总重外力磨擦系数螺栓机构的效率螺栓轴径螺栓长螺距分辨率移动距离/步速度

计算：设拟选用2相、1.8°步距角的HB型电动机速比(设使用直接驱动方式)轴向力负载转矩螺栓的惯量移动体的惯量负载惯量为根据以上计算可以初步选定步进电动机，其惯量为，空载起动频率由要求的速度可求出运行的频率：可知需要加减速的驱动方式。齿轮比：换算到电机轴的负载转矩为因为该设备是第一次进行策划，故而在选择电动机时往往需要保持两到三倍的余量，也就是说起转矩需要满足根据上述计算过程，我们可以得出结论，这个仓库管理系统是用来混合两到八冲程发动机的。它属于北京机电公司。体积不大，但是可以在启动和运行频率上取得很好的效果，具体型号-42BYGHL01。有关其电气原理的更多信息，请参见下图3-9。根据连接器红色表示A阶段，蓝色表示B阶段；如果你觉得步进电机在转弯时犯了错误，那么这次只需要直接改变AB。图3-9步进电机的出线圈

表3.1步进电机的电气技术数据电机型号相数步距角相电流驱动电压额定转矩重量42BYGH10121.801.7ADC24V0.44N·M0.24kg3.4步进电动机驱动器的选择（1）步进电动机驱动器输入输出信号介绍首先，从输入信号的角度来看，实际上每种类型的驱动器在这方面都是相同的，具体涵盖了DIR方向层信号和自主自由信号，有关内部接口方案的更多信息，请参见下图3-10。此外，为了提供5伏的输入电平，还需要进一步澄清1.8万欧元的极限电阻。图3-10输入输出接口电路其次，在选择驱动程序时，作者使用了一系列SH驱动程序，这些驱动程序通常涵盖三个不同的组件：输入和信号输入和输出。第三，在安装小数点时，它主要是通过驱动程序自己的分发开关来实现的，完全可以按照面板的指示执行。第四，电源接口建议使用直流24-40V供电系统，如果相对较小的话将其用作开关电压稳定器。第五，关于其类型的定义，这里作者是用来操作H-2H057这样一种装置的，它通常包括三种不同的部件：电源输入，输入输出信号.结合实际生活，因为它是一种铸铝结构，专门用于小功率驱动，因此有必要通过较厚的金属板来达到固定的效果，最好是使其接触面完全覆盖导热硅润滑脂，并配备风扇置于其旁边，为了达到适当的散热效果.有关参数的详细信息见下面表3-2。表3-2步进电机驱动器的电气技术数据

驱动器型号

相数

类别细分数通过拨位开关设定最大相电流开关设定

工作电源SH-2H057二相或四相混合式二相八拍3.0A一组直流DC(24V-40V)第六，步进电机驱动器接线示意图见图3-11图3-11步进电机驱动器接线示意图3.5传感器的选择这是EE-SPY402型反光适配器传感器检测货物的最终目标，由日本Omron公司生产，可作为良好的外光保护；属于光的品种，且调节方便，详情见下图3-12。图3-12反射式传感器的时间图和输出回路图从这个传感器来看，它有三条不同颜色的连接线，其中红色用于连接电源的正极，黑色用于连接电源的负极，蓝色用于显示输出信号。如果不这样做，它将被提升到更高的水平。应该记住，禁令将传感器与控制距离分开得太近，因为这会对传感器的运动造成相当大的障碍。此外，还需要以这种方式使用对接模块，要禁止端子焊接.有关传感器参数的详细信息，请参见下表3.3。表3-3传感器的电气技术数据型号EE-SPY402形状立式检测方式反射型检测距离5mm(反射率90﹪15×15mm)应差距离0.2mm(检测距离3mm,横方向)光源(发光波长)GaAs～红外发光二级管(940nm)显示灯入光时灯亮

(红)电源电压DC5～24V±10﹪脉动(p-p)5﹪以下消耗电流平均值15mA以上50mA以下控制输出电压输出加载电源电压DC5-24V负载电流低于80mA残余应力低于1.0）残余应力低于0.4）应答频率100HZ使用环境照度受光面照度白炽灯太阳光：各3，000以下环境温度动作时：-10～+55°C保存时-25～+65°C(不结冰)环境湿度动作时：5～85﹪RH保存时-5～95﹪RH(不结露)耐久振动10～55HZ上下振幅1.5mmXYZ各方向2h耐久冲击X、Y、Z各方向三次保护构造IEC规格IP50连接方式接插件式(不可进行软钎焊)质量约2.6g外壳材质聚碳酸酯(PC)3.6微动开关的选择根据这套仓库管理系统，共有13个仓库，除上述12个外，还有另一个存放处编号为0，通过13个微动开关依次执行。此外，出于安全考虑，作者专门为X和Y下限配备了一个微型开关，以达到相应的极限效果.即使程序有任何错误，也不必担心会损坏立体声仓库。图3-13微动开关原理图3.7并联型开关稳压电源考虑到系统的总能耗及其完整性以及运行状态的稳定性，作者决定采用并联开关稳压器，因为它既能达到高可靠性，又能达到大输出功率，而且不太复杂，为了发挥良好的抗干扰性能。3.8PLC输入输出分配表根据系统的要求，系统的I/O分配见下表所示

表3-4PLC输入输出分配表I0启动I24检验2号仓库Q0前进I1手动/自动I25检验3号仓库Q1后退I2取出I26检验4号仓库Q2向上I3送进I27检验5号仓库Q3向下I4取消I30检验6号仓库Q4送进I5急停I31检验7号仓库Q5取出I61号仓库的键I32检验8号仓库Q6显示取出I72号仓库的键I33检验9号仓库Q7显示送进I103号仓库的键I34检验10号仓库Q10显示操作错误I114号仓库的键I35检验11号仓库Q11显示1号仓库I125号仓库的键I36检验12号仓库Q12显示2号仓库I136号仓库的键I37前进限制Q13显示3号仓库I147号仓库的键I40后退限制Q14显示4号仓库I158号仓库的键I41后退超过Q15显示5号仓库I169号仓库的键I42向上限制Q16显示6号仓库I1710号仓库的键I43向下限制Q17显示7号仓库I2011号仓库的键I44向下超过Q20显示8号仓库I2112号仓库的键I45前进限制Q21显示9号仓库I22检验0号仓库I46取出限制Q22显示10号仓库I23检验1号仓库I47取出超过Q23显示11号仓库Q24显示12号仓库

3.9电气原理图的设计根据立体仓库的论题设计要求，得出如下图3-14电气原理图。图3-14电气原理图

第4章系统软件设计4.1编程语言的介绍通常情况下，较长使用的编程语言有三种。首先是梯形图，其次则为功能块图，还有就是语句表。根据这些语言来看，其中梯形图跟功能图皆属于一种图形语言，不过从实际情况来看，似乎只有梯形图更被人认可。对于梯形图本身而言，它在现实生活中已经得到了普及，而且还有着第一编程语言的称号。而且它在电路图这方面其实跟电气控制系统是完全差不多的，非常的直观明了，超级好掌握，尤其在开关量逻辑控制中可以起到很好的呈现效果。眼下也有部分人直接用编程来命名梯形图。在可编程控制器当中的很多元件，在编程的时候选择了继电器这种名称。实际上不管是软继电器，还是一些其他形式的存储单元，都需要考虑到单元状态。如果是1的状态，一般情况下，就是线圈通电。如果是0的状态，一般情况下就是断开。不同的存储单元模式，往往会面对不同的编程软件方式。通过梯形图当中的所有触电状态以及其逻辑关系，可以了解图中的能流运动的方向。分析每个位置梯形图的状态，就可以了解到逻辑解算的发展形式。但是逻辑并不能完全被利用，在结算的过程当中，还需要对映像寄存器当中的数值进行考虑。

4.2系统流程图根据系统工作过程的分析得出，示意图4-1所示。图4-1系统软件流程图控制流程介绍：根据其监测程序，这些措施除其他外包括：首先，在自动方向上设置开关，连接时，所有元件都回到原来的位置，因为立体仓库的位置必须从零开始。第二，在运输货物时，必须首先选择仓库编号。单击相应的按钮，要查看控制面板中的仓库编号。再次单击交付按钮，可以将货物发送到相应的位置。假设，在仓库的这个指定位置还有其他货物，这是不可能的。一旦交货完成，汽车将被送回那里，他最初所在的地方。第三，收货时，如欲将货物放在仓库的合理位置，请按收货按钮，在收到信号后，堆垛机将能够及时提取货物。假设车厢里还有其他货物，无法执行收货指示。第四，当所有指示都得到执行时，所有机构都回到原来的位置。第五，所有电气控制系统应配置为紧急停止按钮，以避免各种意外。4.3主要程序的设计作者使用SIMATICSTEP7软件实现编程效果.同时在编写程序时，应按以下步骤执行：（1）所有继电器、触点等。它们有相同的编号，但在使用时必须根据正确的数量和格式进行改进。（2）梯形电路通常从左边开始，线圈从右边连接。3）禁止将线圈连接到左侧母线。（4）如果过程中的线圈是双线环的输出，则在操作过程中应特别注意，以尽可能防止操作失败。（5）梯形电路是一种假设，因此没有电流可以产生。因此，设计时必须考虑到假设的电流形式。流量也是从左到右的一个方向，从上到下的层次结构变化。实际梯形图的详细描述可以在应用程序中看到。

（6）PLC的启动程序图4-2PLC的启动程序（7）显示操作错误程序图4-3显示操作错误程序（8）取货检测程序图4-4取货检测程序（9）送货程序，以将货物送到1号、2号仓库为例图4-5送货程序（10）取货程序，以将货物从1号、2号仓库中取出为例图4-6取货程序

（11）堆垛机归位后，将货物送回到0号仓库程序图4-7送货至原始仓位程序

第5章系统调试硬件分为上位机与下位机，上位机即在PC机上利用MCGS组态软件仿真，下位机即实验箱。5.1MCGS组态软件的介绍MCGS（受控生产监控系统）是一组用于快速构建和生产计算机监控系统的程序员。通过现场数据收集和处理，可以在Microsoft的32位Windows平台上运行。以各种方式为用户提供实用的工程解决方案，包括动画，语音处理，过程控制和结果报告以及工业控制中的许多应用。MCGS系统效率高，操作方便，易于学习和使用，并且普通工程师可以在短期培训的基础上熟悉大多数工程项目的设计和运行.同时，MCGS定制程序.避免复杂的硬件和软件问题，专注于解决自己的技术问题。根据工程操作的要求和特点，在工业中建立可靠的控制和监视系统。5.2MCGS组态设计（1）用户窗口设计窗口设计如图4-2。图4-2组态窗口设计

（2）设备窗口设计图4-3设备窗口设计（1）串口通讯设备的建立①MCGS组态环境-[设备组态：设备窗口]→选择“设备工具箱”→选择“设备管理”→在“可选设备”内选择“串口通讯父设备”。即建立了“设备1—[串口通讯父设备]”②设备1—[串口通讯父设备]”→选择“设备工具箱”→选择“设备管理”→在“可选设备”内选择“PLC设备”→“西门子”→选择“S7-300PPI”→选择“西门子S7-300PPI”。即建立了“设备2—西门子S7-300PPI”。如图4-4。（2）串口通讯父设备属性设置图4-4串口通讯设备属性设置“设备名称”改为“设备0”，“最小的数据收集周期”改为“500mc”，“连续端口编号”等于“0-COM1”，“数据验证方法”选择“2-偶数”，修正后检查“设备”。一组属性显示在图5-3中。（3）通讯设备属性设置图4-5通讯设备属性设置设置好的设备属性如图4-5所示。

（4）设置设备内部属性图4-6设置设备内部属性设置好的属性如图4-6所示。通过以上界面来设置设备内部属性。定义十七个PLC通道，分别为I0.0~I0.6,Q0.0~Q0.6,M2.0~M3.0,其读写类型都是“只读PLC数据”。（5）通道连接显示消息I0。0~m3。0成功。可以使用以下两种方法实时创建数据库：（1）数据直接在用户窗口中定义，称为数据名称和数据属性，而某些数据是在数据库中实时自动生成的.（2）实时选择数据库中的新对象，并在保留定义后确定对象的属性。

（3）实时数据库若要修改已经定义好的对象的属性，则在数据库中修改并确定即可。图4-7实时数据库（4）组态画面与下位机关联选择需要与下位机关联的图像，右击选择属性，打开如图4-8。图4-8动画组态属性图1然后选择需要关联的下位机输出量，如图4-9所示。图4-9动画组态属性图2

结论作者在上述PLC的基础上对自动化仓储系统进行了相应的设计。由于PLC的相关功能，实现了通用仓库控制。具有可编程的清晰性，易于连接和易于扩展。如果您想在未来添加新功能，只需修改相应的软件。首先，针对这一主题，作者介绍了一个背景，其研究的意义和相关内容。在仓库控制过程中，使用计算机便于管理。企业物流管理及其在企业发展过程中的意义越来越明显.在PLC系统设计过程中起着极其重要的作用，与它的高抗干扰能力和可靠性、易用性以及易于安装和维护密切相关。其次，总体而言，该仓库实现了自动化和强、弱电气一体化的高标准，机电及其他相关管理机制.特别是该系统由三个主要组成部分组成.第一个是货物储存系统，第二个是货物进出和交付系统，最后一个是控制系统.并详细介绍了仓库的相关功能及其管理程序，并在分析实际情况的基础上明确了库房参数。第三，在系统方面，作者对机器进行了连续的工作规划。如下，（1）设计了相应的系统结构。（2）根据实际需要选择了PLC、步进电机及其驱动等相关设备的型号，电源、传感器和微型开关。3）设计了PLC输入和输出的分配，并根据实际工作需要进行了相应的电气说明。4）系统流程图和相关梯形图的规划。

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