小型立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(含完整程序)

小型立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院綜合畢業(yè)實(shí)踐第2頁(yè)共1頁(yè)綜合畢業(yè)實(shí)踐報(bào)告(論文)小型立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)小型立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)必然會(huì)在各行各業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，是一種多層存放貨物的高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，由自動(dòng)控制與管理系統(tǒng)、高位貨架、巷道堆垛機(jī)、自動(dòng)入庫(kù)、自動(dòng)出庫(kù)、計(jì)算機(jī)管理控制系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備組成。本課題的電氣控制是由日本三菱公司生產(chǎn)的FX2型可編程序控制器(PLC)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源模塊、開(kāi)關(guān)電源、位置傳感器等器件組成。該電氣控制系統(tǒng)分手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式。它實(shí)現(xiàn)的功能主要有：?。ㄓ闪阄怀霭l(fā)到指定倉(cāng)位號(hào)取貨并送到入貨臺(tái)）；入（到零位取貨并送入指定倉(cāng)位號(hào)）等等，在執(zhí)行完任務(wù)后自動(dòng)返回到零位等待下一個(gè)指令。本文首先對(duì)該課題的可行性及課題實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值進(jìn)行了介紹；其次對(duì)該系統(tǒng)的硬件組成、結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行了闡述和分析；再次對(duì)本控制系統(tǒng)的核心——軟件進(jìn)行了編寫(xiě)，論文中即有梯形圖又有相應(yīng)的語(yǔ)句表；最后對(duì)設(shè)計(jì)本課題所學(xué)到的知識(shí)和結(jié)論進(jìn)行歸納和總結(jié)，并對(duì)本論文有待完善的地方進(jìn)行扼要的說(shuō)明。關(guān)鍵詞:立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制PLC步進(jìn)電機(jī)物流管理目錄第1章緒論………………………11.1立體倉(cāng)庫(kù)在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中………………11.2此課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容及主要思路………………11.3設(shè)計(jì)此課題的可行性…………21.4設(shè)計(jì)此課題的實(shí)用價(jià)值及現(xiàn)實(shí)意義…………3第2章硬件部分………………42.1立體倉(cāng)庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)…………42.2立體倉(cāng)庫(kù)的硬件原理…………52.2.1步進(jìn)電機(jī)的原理…………52.2.2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的原理…………………52.2.3傳感器的工作原理………62.2.4開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的原理…………………6第3章元器件的選擇………93.1步進(jìn)電機(jī)的選擇……………93.2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇……………………123.3傳感器及微動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇…………………163.4PLC的選擇…………………183.4.1I/O點(diǎn)的選擇…………183.4.2PLC型號(hào)的選擇………18第4章軟件部分………………204.1I/O地址分配表……………204.2PLC設(shè)計(jì)的梯形圖…………214.3PLC的語(yǔ)句表………………31第5章結(jié)論與展望…………………395.1結(jié)論………………………395.2展望………………………39參考文獻(xiàn)…………41致謝………………42小型立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)PAGE42第一章緒論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)必然會(huì)在各行業(yè)中得到越來(lái)越廣的應(yīng)用。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，是一種多層存放貨物的高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，由自動(dòng)控制與管理系統(tǒng)、高位貨架、巷道堆垛機(jī)、自動(dòng)入庫(kù)、自動(dòng)出庫(kù)、計(jì)算機(jī)管理控制系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備組成。通過(guò)出入輸送系統(tǒng)將貨物送至倉(cāng)庫(kù)貨架前，由巷道堆垛機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出庫(kù)和入庫(kù)存，整個(gè)過(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理和自動(dòng)控制系統(tǒng)。1.1立體倉(cāng)庫(kù)在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中的重要性自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)具有普通倉(cāng)庫(kù)無(wú)可比擬的優(yōu)越性。首先是節(jié)約空間、節(jié)約勞力。據(jù)國(guó)際倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化會(huì)議資料：以庫(kù)存11000托盤(pán)、月吞吐10000托盤(pán)的冷庫(kù)為例，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)與普通倉(cāng)庫(kù)比較情況為：用地面積為13%、工作人員為21.9%、吞吐成本為55.7%、總投資為63.3%。立體倉(cāng)庫(kù)的單位面積儲(chǔ)存量為普通倉(cāng)庫(kù)的4-7倍。其次是提高倉(cāng)庫(kù)管理水平，減少貨損，優(yōu)化、降低庫(kù)存，縮短周轉(zhuǎn)期，節(jié)約資金。近年來(lái)，特別在冷凍行業(yè)，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展極快。

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)立庫(kù)）系統(tǒng)，能在計(jì)算機(jī)的控制下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化入庫(kù)管理、在庫(kù)管理、出庫(kù)管理、盤(pán)庫(kù)管理、具有自動(dòng)查詢(xún)管理功能。系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)能與上位（工廠）中心計(jì)算機(jī)連通，能與全廠計(jì)算機(jī)相互通訊，及時(shí)匯總提供庫(kù)存信息；監(jiān)視貨物流向；具有經(jīng)濟(jì)情報(bào)分析功能；具有先進(jìn)的功能及設(shè)備進(jìn)行故障檢測(cè)和查詢(xún)顯示功能。立庫(kù)可充分利用空間，減少占地面積，有效利用倉(cāng)儲(chǔ)能力，合理減少庫(kù)存，高速存取,加快儲(chǔ)備資金周轉(zhuǎn)，適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的柔性化生產(chǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、汽車(chē)、機(jī)械、化工等行業(yè)。1.2此課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容及主要思路該立體倉(cāng)庫(kù)主體由底盤(pán)、四層十二倉(cāng)位庫(kù)體、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制等四部分組成。機(jī)械部分采用滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機(jī)械元件組成，采用步進(jìn)電機(jī)作為拖動(dòng)元件。該控制系統(tǒng)主要由日本三菱公司生產(chǎn)的FX2型可編程序控制器(PLC)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源模塊、開(kāi)關(guān)電源、位置傳感器等器件組成。小型立體倉(cāng)庫(kù)的電氣控制系統(tǒng)由PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)分手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能主要有：?。ㄓ闪阄怀霭l(fā)到指定倉(cāng)位號(hào)取貨并送到入貨臺(tái)）；入（到零位取貨并送入指定倉(cāng)位號(hào)）等功能，在執(zhí)行完任務(wù)后自動(dòng)返回到零位等待下一指令。小型立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)具備的功能主要有幾下幾點(diǎn)：1、開(kāi)機(jī)時(shí)首先要回零位操作，這樣的目的就是給堆垛機(jī)有個(gè)工作參考點(diǎn)；2、堆垛機(jī)（機(jī)械手）要有三個(gè)自由度，即：前進(jìn)、后退；上、下；左、右；3、堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，伸縮由直流電機(jī)控制（Y方向）；4、堆垛機(jī)前進(jìn)（或后退）運(yùn)動(dòng)和上（或下）運(yùn)動(dòng)可同時(shí)進(jìn)行；5、堆垛機(jī)前進(jìn)、后退和上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)必須有超限位保護(hù)；6、每個(gè)倉(cāng)位必須有檢測(cè)裝置（微動(dòng)開(kāi)關(guān)），當(dāng)操作有誤時(shí)發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)警信號(hào)；7、倉(cāng)位共有12個(gè)，3行4列；8、當(dāng)按完倉(cāng)位號(hào)后，沒(méi)按入或取前，可以按取消鍵進(jìn)行取消該操作。9、整個(gè)電氣控制系統(tǒng)必須設(shè)置急停按鈕，以防發(fā)生意外。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要思路是：第一、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃，此階段主要進(jìn)行資料搜集和閱讀工作；第二、對(duì)系統(tǒng)的硬件原理的理解和消化并對(duì)其進(jìn)行合理地選擇；第三、對(duì)系統(tǒng)軟件的編寫(xiě)并在模擬系統(tǒng)中進(jìn)行軟件的核對(duì)；第四、在時(shí)間允許的情況下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試；最后、整理資料進(jìn)行論文撰寫(xiě)工作。1.3此課題設(shè)計(jì)的可行性由于倉(cāng)儲(chǔ)物流設(shè)備是在通用的場(chǎng)合使用，工作并不很繁重，因此具有操作方便，易維護(hù)并具有耐久性、無(wú)故障性和良好的經(jīng)濟(jì)性，以及較高的安全性、可靠性和環(huán)保性。這類(lèi)設(shè)備批量較大、用途廣，考慮綜合效益，可降低外型高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低造價(jià)，同時(shí)也可減少設(shè)備的運(yùn)行成本。隨著物流的多樣性，物流活動(dòng)的系統(tǒng)性、一致性、經(jīng)濟(jì)性、機(jī)動(dòng)性和快速化，要求一些設(shè)備向?qū)ｉT(mén)化方向發(fā)展，又有一些設(shè)備向通用化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。此課題的控制系統(tǒng)主要由PLC來(lái)控制，目前PLC生產(chǎn)廠商較多易于購(gòu)買(mǎi)，且使用壽命和低故障率是世人所共認(rèn)的。又因PLC控制程序能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，降低物流系統(tǒng)的故障率，提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。而PLC所用的電力線是覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模是其他任何網(wǎng)絡(luò)無(wú)法比擬的。PLC不用進(jìn)行額外布線可以直接利用已有的配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸線路，從而大大減少了網(wǎng)絡(luò)的投資，降低了成本。從硬件設(shè)備購(gòu)置方面來(lái)說(shuō)已備設(shè)計(jì)條件；其次此課題從設(shè)計(jì)時(shí)間和系統(tǒng)的調(diào)試角度考慮也完全可以做到，因?yàn)樵撜n題有四個(gè)月左右的時(shí)間，設(shè)計(jì)時(shí)間應(yīng)該足夠；再次，此課題的設(shè)計(jì)是在具有四年P(guān)LC設(shè)計(jì)和維護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)的侍壽永老師的指導(dǎo)下進(jìn)行的，并在我校實(shí)驗(yàn)室已有設(shè)備的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和調(diào)試的。從這以上幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)，此課題的設(shè)計(jì)是完全可行的。1.4設(shè)計(jì)此課題的實(shí)用價(jià)值及現(xiàn)實(shí)意義1、低成本利用電力線上網(wǎng)，最大的優(yōu)點(diǎn)就是成本低。由于利用電力線上網(wǎng)，直接使用現(xiàn)有電力網(wǎng)就可以實(shí)現(xiàn)通信，而不需要另外鋪設(shè)電話線、光電纜等，大大地減少了在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的投資。2、范圍廣無(wú)所不在的電力線網(wǎng)絡(luò)也是這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。電力線是最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模之大，是其他任何網(wǎng)絡(luò)無(wú)法比擬的。因?yàn)榧壹叶加须娏€，由此，運(yùn)營(yíng)商就可以輕松地把這種網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)滲透到每一個(gè)家庭.因此，這一技術(shù)一旦進(jìn)入商業(yè)化階段，將會(huì)促進(jìn)電信市場(chǎng)的變革，并給互聯(lián)網(wǎng)普及帶來(lái)極大的發(fā)展空間。3、高速利用電力線上網(wǎng)能夠提供高速傳輸。德國(guó)最大的電力設(shè)備生產(chǎn)商RWE承諾，運(yùn)用他們的電力線上網(wǎng)技術(shù)，其速度要比ISDN拔號(hào)上網(wǎng)快30多倍,比ADSL更快！足以支持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用。更高速率的PLC產(chǎn)品正在研制之中。4、便捷不管在家里的哪個(gè)角落,只要連接到房間內(nèi)的任何電源插座上，就可立即擁有PLC帶來(lái)的高速網(wǎng)絡(luò)享受!5、永遠(yuǎn)在線PLC屬于"即插即用"，不用煩瑣的撥號(hào)過(guò)程，接入電源就等于接入網(wǎng)絡(luò)！6、結(jié)構(gòu)靈活通過(guò)PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)Internet接入，可以靈活擴(kuò)展接入端口數(shù)量，使資源保持較高的利用率。目前還未有效解決電力線信號(hào)通過(guò)變壓器的技術(shù)，因此，電力線通信設(shè)備都是集中在220V線路變壓器的用戶(hù)端。7、家庭數(shù)字化PLC技術(shù)能夠通過(guò)電力線將整個(gè)家庭的電器與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)為一體，在室內(nèi)的設(shè)備之間構(gòu)筑起可自由交換信息的局域網(wǎng)，使人們能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)控制自己家里的電器設(shè)備。第2章硬件部分2.1立體倉(cāng)庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)立體倉(cāng)庫(kù)主體由底盤(pán)、四層十二倉(cāng)位庫(kù)體、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制等四部分組成。機(jī)械部分采用滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機(jī)械元件組成，采用步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)作為拖動(dòng)元件。電氣控制是由日本三菱公司生產(chǎn)的FX2型可編程序控制器(PLC)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源模塊、開(kāi)關(guān)電源、位置傳感器等器件組成。圖一控制面板上的開(kāi)關(guān)及按鈕功能圖二控制面板上的倉(cāng)位號(hào)表一、控制面板上的按鈕功能表 按鍵號(hào)功能選擇定義1自動(dòng)選擇1號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向左移動(dòng)2自動(dòng)選擇2號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直向下移動(dòng)3自動(dòng)選擇3號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向右移動(dòng)4自動(dòng)選擇4號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向后移動(dòng)5自動(dòng)選擇5號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直向上移動(dòng)6自動(dòng)選擇6號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向前移動(dòng)7自動(dòng)選擇7號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義8自動(dòng)選擇8號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義9自動(dòng)選擇9號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義10自動(dòng)選擇10號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義11自動(dòng)選擇11號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義12自動(dòng)選擇12號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義

2.2立體倉(cāng)庫(kù)的硬件原理

2.2.1步進(jìn)電機(jī)的原理步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)將一個(gè)電脈沖信號(hào)加到步進(jìn)電機(jī)定子繞組時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)等于電脈沖個(gè)數(shù)。因此，改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的大小；改變輸入脈沖的通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的方向，實(shí)現(xiàn)位置的控制。當(dāng)電脈沖按某一相序連續(xù)加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子以正比于電脈沖頻率的轉(zhuǎn)速沿某一方向旋轉(zhuǎn)。因此，改變電脈沖的頻率大小和通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)寬廣范圍內(nèi)速度的無(wú)級(jí)平滑控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的這種控制功能，是其它電動(dòng)機(jī)無(wú)法替代的。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可分為磁阻式、永磁式和混合式，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)可分為：?jiǎn)蜗?、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多種。增加相數(shù)能提高步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能，但電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電源就會(huì)復(fù)雜，成本就會(huì)增加，應(yīng)按需要合理選用。2.2.2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的原理當(dāng)物體相對(duì)于傳感器移動(dòng)時(shí)，反射回來(lái)的信號(hào)與原先的信號(hào)相比較，產(chǎn)生頻移，集成電路再把微弱的頻移信號(hào)進(jìn)行放大，再經(jīng)多普勒檢測(cè)、放大、限幅等措施，最后取得和物體移動(dòng)信號(hào)相關(guān)的直流信號(hào)輸出電平。2.2.3傳感器的工作原理（1）、反射式傳感器的工作原理：當(dāng)物體相對(duì)于傳感器移動(dòng)時(shí)，反射回來(lái)的信號(hào)與原先的信號(hào)相比較，產(chǎn)生頻移，集成電路再把微弱的頻移信號(hào)進(jìn)行放大，再經(jīng)多普勒檢測(cè)、放大、限幅等措施，最后取得和物體移動(dòng)信號(hào)相關(guān)的直流信號(hào)輸出電平。圖三反射式傳感器結(jié)構(gòu)圖（2）、對(duì)射式傳感器的工作原理：對(duì)射式傳感器的輸出狀態(tài)一般為NPN輸出，輸出晶體管的動(dòng)作狀態(tài)可分為入光時(shí)ON和遮光時(shí)ON兩種。入光時(shí)為ON的對(duì)射式傳感器的結(jié)構(gòu)圖如圖四所示，圖四對(duì)射式傳感器的結(jié)構(gòu)圖當(dāng)24V電壓加到發(fā)光二極管LED1時(shí)，它將光發(fā)射給發(fā)光二極管LED2，LED2接收到光導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通，輸出為ON；當(dāng)發(fā)光二極管LED1發(fā)射出的光被物體擋住使發(fā)光二極管LED2接收不到時(shí)，LED2不導(dǎo)通，三極管也不導(dǎo)通，輸出為OFF。2.2.4開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的原理(1)、并聯(lián)型開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源是由開(kāi)關(guān)晶體管V和二極管及儲(chǔ)能電感L、濾波電容C組成的。除此以外，通常還有較為復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路，調(diào)節(jié)電路、保護(hù)電路、基準(zhǔn)電路以及構(gòu)成閉環(huán)回路中的取樣電路、放大電路和耦合電路等各個(gè)部分，用來(lái)對(duì)輸出電壓的大小以及特性進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，圖五并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖。圖五并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的原理?？驁D設(shè)開(kāi)關(guān)晶體管V的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換周期T，導(dǎo)通期的時(shí)間為，截止期的時(shí)間為，占空比為δ(δ＝／T)。圖六并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出電路的電壓、電流波形其工作原理如下：當(dāng)開(kāi)關(guān)晶體管V處于導(dǎo)通期間，輸入電壓加到儲(chǔ)能電感L的兩端(這里我們忽略了V的飽和壓降)，二極管因被反向偏置而截止。在此期間流過(guò)L的電流為近似線性地增加的鋸齒波電流(見(jiàn)圖十六)，并以磁能的形式儲(chǔ)存在L中。當(dāng)開(kāi)關(guān)晶體管V截止時(shí)，儲(chǔ)能電感L兩端的電壓極性相反，此時(shí)二極管被正向偏置而導(dǎo)通。儲(chǔ)存在L中的能量通過(guò)二極管輸送給負(fù)載電阻和濾波電容C。在此期間，L中的泄放電流是鋸齒波電流的線性下降部分。同理，當(dāng)開(kāi)關(guān)晶體管V導(dǎo)通期間在儲(chǔ)能電感L中增加的電流數(shù)值應(yīng)該等于開(kāi)關(guān)管V截止期間在儲(chǔ)能電感L中減少的電流值。只有這樣才能達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，才能給負(fù)載電阻提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。(2)、開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中，考慮到PLC和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器都要求直流24V電源，綜合考慮系統(tǒng)用電量、系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)整性，我們選用了DM150-24型并聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源。DM150系列開(kāi)關(guān)電源輸出功率大，體積小，重量輕，高可靠性，適應(yīng)寬范圍的輸入電壓變動(dòng)，具有完備的過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)功能；內(nèi)置輸入EMI濾波器，具有高抗干擾能力；根據(jù)UL478標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，耐壓1500Vac／1分鐘；采用端子方式連接，全金屬外殼，有臥式和立式兩種安裝方式。DM150系列開(kāi)關(guān)電源的性能指標(biāo)見(jiàn)表二表二、DM150系列開(kāi)關(guān)電源的性能指標(biāo)型號(hào)DMl50-24輸入電壓ACl70V～264V輸入頻率50～60Hz輸入浪涌電流60A(ACIN220V，Ta25℃，冷啟動(dòng))輸出電壓24V輸出電流6.5A輸出功率156W輸出可調(diào)范圍約±10％過(guò)流保護(hù)外部短路撤除，輸出自動(dòng)恢復(fù)過(guò)壓保護(hù)27±1V輸入-輸出絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻>60MΩ輸入-機(jī)殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻>50MΩ輸出-機(jī)殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻>10MΩ相對(duì)濕度Ta=25℃相對(duì)濕度=80％工作環(huán)境溫度-10℃～40℃儲(chǔ)存溫度-20℃～55℃尺寸／重量200X118X49mm(長(zhǎng)X寬X高)顏色黑色冷卻方式風(fēng)冷第3章元器件的選擇3.1步進(jìn)電機(jī)的選擇（1）、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)①、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱(chēng)為“步距角”)一步一步運(yùn)行的，其特點(diǎn)是沒(méi)有積累誤差(精度為100％)，所以廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。②、步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比③、步距值不容易因?yàn)殡姎狻⒇?fù)載、環(huán)境條件的變化而改變,使用開(kāi)環(huán)控制(或半閉環(huán)控制)就能進(jìn)行良好的定位控制。④、起制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、變速等控制方便。⑤、價(jià)格便宜,可靠性高。⑥、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是效率較低,并且需要配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電源。⑦、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載慣性的能力不強(qiáng),在使用時(shí)既要注意負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小,又要注意負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小,只有當(dāng)兩者選取在合適的范圍時(shí),電機(jī)才能獲的滿意的運(yùn)行性能。⑧、由于存在失步和共振，因此步進(jìn)電機(jī)的加減速的方法根據(jù)利用狀態(tài)的不同而復(fù)雜多變。（2）、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成與交直流電動(dòng)機(jī)不同，僅僅接上供電電源，步進(jìn)電機(jī)不會(huì)運(yùn)行的。為了驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，必須由一個(gè)決定電動(dòng)機(jī)速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器（在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中采用PLC作脈沖發(fā)生器進(jìn)行位置控制）、一個(gè)使電動(dòng)機(jī)繞組圖七步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器、一個(gè)保證電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的功率放大器，以及一個(gè)直流功率電源等組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如圖七所示。（3）、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算在選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)首先考慮的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型選擇，其次才是具體的品種選擇，在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)電壓低、電流小、有定位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)；在進(jìn)行步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的品種選擇時(shí)，要綜合考慮速比i、軸向力F、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行頻率，以確定步進(jìn)電機(jī)的具體規(guī)格和控制裝置。由于我們使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，已知條件和要求條件為：移動(dòng)部分總重M=25kg外力Fa=4kg.cm磨擦系數(shù)=0.04螺栓機(jī)構(gòu)的效率=O.9螺栓軸徑=1.2cm螺栓長(zhǎng)=42cm螺距P=3mm分辨率L=0.01mm移動(dòng)距離=0.0075mm/步速度V=2m／min計(jì)算：設(shè)擬選用2相、1.8°步距角的HB型電動(dòng)機(jī)速比(設(shè)使用直接驅(qū)動(dòng)方式)i=m×/(360×L)=2×1.8／(360×O.01)=1軸向力F=Fa+M=4+0.04×25=5kg.cm負(fù)載轉(zhuǎn)矩=F×P／(2)+(××)/2=5×0.3／(2×3.14×0.9)+(0.3×1.67×0.3)/(2×3.14)=0.289kg.cm螺栓的慣量=（×××）/32=（3.14×7.9××42×）/32=0.0675kg.移動(dòng)體的慣量=M×=25×=0.0571kg.負(fù)載慣量為=+=0.0675+0.00571=0.1246kg.根據(jù)以上計(jì)算可以初步選定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其慣量為=0.03kg.，空載起動(dòng)頻率=3000H。由要求的速度可求出運(yùn)行的頻率：f=V／L=2000／(60×0.01)=3333HZ可知需要加減速的驅(qū)動(dòng)方式。齒輪比：G=360°/L=0.0075×360°/(1.8°×0.01)=150換算到電機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T(mén)=G×L(+F)/2=150×0.01×(0.289+5)/(6.28×0.9)=1.40kg.cm對(duì)首次設(shè)計(jì)的裝置來(lái)講，所選用的電動(dòng)機(jī)通常留有2～3倍的余量，所以電機(jī)轉(zhuǎn)矩=3T=3×1.40=4.2kg.cm=0.41N.M根據(jù)以上的計(jì)算，我們?cè)谠摿Ⅲw倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)，它的主要特點(diǎn)：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。型號(hào)：42BYGHl01。電氣原理圖如圖八所示?？旖泳€插頭：紅色表示A相，藍(lán)色表示B相；如果發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向不對(duì)時(shí)可以將A相或B相中的兩條線對(duì)調(diào)。圖八步進(jìn)電機(jī)的出線圈此步進(jìn)電機(jī)的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為:電機(jī)型號(hào)相數(shù)步距角相電流驅(qū)動(dòng)電壓額定轉(zhuǎn)矩重量42BYGH10121.801.7ADC24V0.44N·M0.24kg3.2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇(1)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，或者說(shuō)：控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。所有型號(hào)驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)都相同，共有三路信號(hào)，它們是：步進(jìn)脈沖信號(hào)CP、方向電平信號(hào)DIR、脫機(jī)信號(hào)FREE(此端為低電平有效，這時(shí)電機(jī)處于無(wú)力矩狀態(tài)；此端為高電平或懸空不接時(shí)，此功能無(wú)效，電機(jī)可正常運(yùn)行)。它們?cè)隍?qū)動(dòng)器內(nèi)部的接口電路都相同，見(jiàn)下圖。OPTO端為三路信號(hào)的公共端，三路輸入信號(hào)在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部接成共陽(yáng)方式，所以O(shè)PTO端須接外部系統(tǒng)的VCC，如果VCC是+5V則可直接接入；如果VCC不是+5V則須外部另加限流電阻R，保證給驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部光耦提供8-15mA的驅(qū)動(dòng)電流，參見(jiàn)圖九和圖十。在該立體倉(cāng)庫(kù)中由于FP0提供的電平為24V，而輸入部分的電平為5V，所以須外部另加1.8K的限流電阻R。圖九輸入信號(hào)接口電路圖十外接限流電阻R步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出信號(hào)有兩種:①、初相位信號(hào)：驅(qū)動(dòng)器每次上電后將使步進(jìn)電機(jī)起始在一個(gè)固定的相位上，這就是初相位。初相位信號(hào)是指步進(jìn)電機(jī)每次運(yùn)行到初相位期間，此信號(hào)就輸出為高電平，否則為低電平。此信號(hào)和控制系統(tǒng)配合使田，可產(chǎn)生相位記憶功能，其接口見(jiàn)圖十一。圖十一初相位信號(hào)接口電路②、報(bào)警輸出信號(hào)：每臺(tái)驅(qū)動(dòng)器都有多種保護(hù)措施(如：過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫等)。當(dāng)保護(hù)發(fā)生時(shí)，驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入脫機(jī)狀態(tài)使電機(jī)失電，但這時(shí)控制系統(tǒng)可能尚未知曉。如要通知系統(tǒng)，就要用到‘報(bào)警輸出信號(hào)’。此信號(hào)占兩個(gè)接線端子，此兩端為一繼電器的常開(kāi)點(diǎn)，報(bào)警時(shí)觸點(diǎn)立即閉合。驅(qū)動(dòng)器正常時(shí)，觸點(diǎn)為常開(kāi)狀態(tài)。觸點(diǎn)規(guī)格：DC24V／1A或AC11OV／O．3A。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于兩相四根線電機(jī)，可以直接和驅(qū)動(dòng)器相連，如圖十二所示。圖十二電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器接線圖所以我們采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的SH系列步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，型號(hào)為SH-2H057。主要由電源輸入部分、信號(hào)輸入部分、輸出部分組成。SH-2H057步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用鑄鋁結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于小功率驅(qū)動(dòng)器,這種結(jié)構(gòu)為封閉的超小型結(jié)構(gòu)，本身不帶風(fēng)機(jī)，其外殼即為散熱體，所以使用時(shí)要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機(jī)柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導(dǎo)熱硅脂，在其旁邊加一個(gè)風(fēng)機(jī)也是一種較好的散熱辦法。此步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：

驅(qū)動(dòng)器型號(hào)

相數(shù)

類(lèi)別細(xì)分?jǐn)?shù)通過(guò)撥位開(kāi)關(guān)設(shè)定最大相電流開(kāi)關(guān)設(shè)定

工作電源SH-2H057二相或四相混合式二相八拍3.0A一組直流DC(24V-40V)(2)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖見(jiàn)圖十三圖十三步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖(3)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分?jǐn)?shù)和電機(jī)相電流的設(shè)定①、細(xì)分?jǐn)?shù)的設(shè)定要了解“細(xì)分”，先要弄清“步距角”這個(gè)概念：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。SH系列驅(qū)動(dòng)器是靠驅(qū)動(dòng)器上的撥位開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定細(xì)分?jǐn)?shù)的，您只需根據(jù)面板上的提示設(shè)定即可。在系統(tǒng)頻率允許的情況下，盡量選用高細(xì)分?jǐn)?shù)。對(duì)于兩相步進(jìn)電機(jī),細(xì)分后電機(jī)的步距角等于電機(jī)的整步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)，例如細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)定為40、驅(qū)動(dòng)步距角為0.9°/1.8°的電機(jī)，其細(xì)分步距角為1.8÷40=0.045。可以看出,步進(jìn)電機(jī)通過(guò)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)，其步距角變小了，如驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，其步距角只為電機(jī)固有步距角的十分之一，也就是說(shuō)：當(dāng)驅(qū)動(dòng)器工作在不細(xì)分的整步狀態(tài)驅(qū)動(dòng)上例的電機(jī)時(shí)，控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)1.8°；而用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，電機(jī)只轉(zhuǎn)動(dòng)了0.045°，這就是細(xì)分的基本概念。細(xì)分功能完全是由驅(qū)動(dòng)器靠精確控制電機(jī)的相電流所產(chǎn)生的，與電機(jī)無(wú)關(guān)。驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后將對(duì)電機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動(dòng)器本身產(chǎn)生的，和電機(jī)及控制系統(tǒng)無(wú)關(guān)。在使用時(shí)，唯一需要注意的一點(diǎn)是步進(jìn)電機(jī)步距角的改變,這一點(diǎn)將對(duì)控制系統(tǒng)所發(fā)出的步進(jìn)信號(hào)的頻率有影響;因?yàn)榧?xì)分后步進(jìn)電機(jī)的步距角將變小，要求步進(jìn)信號(hào)的頻率要相應(yīng)提高。驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后的主要優(yōu)點(diǎn)為：A、完全消除了電機(jī)的低頻振蕩。低頻振蕩(約在200Hz左右)是步進(jìn)電機(jī)的固有特性，而細(xì)分是消除它的唯一途徑，如果您的步進(jìn)電機(jī)有時(shí)要在共振區(qū)工作(如走圓弧)，選擇細(xì)分驅(qū)動(dòng)器是唯一的選擇。B、提高了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。尤其是對(duì)三相反應(yīng)式電機(jī)，其力矩比不細(xì)分時(shí)提高約30～4096。C、提高了電機(jī)的分辨率。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度，提高電機(jī)的分辨率是不言而喻的。以上這些優(yōu)點(diǎn)，尤其是在性能上的優(yōu)點(diǎn)，并不是一個(gè)量的變化，而是質(zhì)的飛躍。所以我們最好選用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器。在沒(méi)有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用戶(hù)主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來(lái)滿足自己步距角的要求。但現(xiàn)在的情況不同了，細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的出現(xiàn)改變了這種觀念，用戶(hù)只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。所以如果用戶(hù)采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，‘相數(shù)’將變得沒(méi)有意義。②、電機(jī)相電流的設(shè)定SH系列驅(qū)動(dòng)器是靠驅(qū)動(dòng)器上的撥位開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定電機(jī)的相電流，您只需根據(jù)面板上的電流設(shè)定表格進(jìn)行設(shè)定。(4)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器指示燈說(shuō)明驅(qū)動(dòng)器的指示燈共有兩種：電源指示燈(綠色或黃色)和保護(hù)指示燈(紅色)。當(dāng)任一保護(hù)發(fā)生時(shí)，保護(hù)指示燈變亮。(5)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電源接口對(duì)于超小型驅(qū)動(dòng)器(SH—2H057、SH—3F075、SH—2H057M、SH-3F075M)，采用一組直流供電DC(24-40V)，注意正負(fù)極不要接錯(cuò)，此電源可以由一變壓器變壓后加整流濾波(無(wú)須穩(wěn)壓)組成;或者由一開(kāi)關(guān)電源提供,參考下圖。因?yàn)镻LC需要采用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源供電,所以在該用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，如圖十四所示。圖十四開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源3.3傳感器及微動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇1、傳感器的選擇(1)、反射式傳感器的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)中采用歐姆龍EE-SPY402凹槽型、反射型接插件式傳感器作貨物檢測(cè)，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周?chē)鈦?lái)光干擾的變調(diào)光式；采用變調(diào)光式，與直流光式比，不易受外來(lái)光干擾的影響；電源電壓為DC5-24V的大量程電壓輸出型；帶有容易調(diào)整的光軸標(biāo)識(shí)；帶有便于調(diào)整，動(dòng)作確認(rèn)的入光顯示燈；反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖如圖十五所示。圖十五反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖它有三根連接線(紅、藍(lán)、黑)，紅色接電源的正極、黑色接電源的負(fù)極、藍(lán)色為輸出信號(hào)，當(dāng)與擋塊接近時(shí)輸出電平為低電平，否則為高電平。需要注意檢測(cè)距離不要離傳感器太近，否則傳感器不能動(dòng)作；連接是采用接插件方式，千萬(wàn)不要對(duì)端子(讀出頭)進(jìn)行焊接。此傳感器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為型號(hào)EE-SPY402形狀立式檢測(cè)方式反射型檢測(cè)距離5mm(反射率90﹪15×15mm)應(yīng)差距離0.2mm(檢測(cè)距離3mm,橫方向)光源(發(fā)光波長(zhǎng))GaAs～紅外發(fā)光二級(jí)管(940nm)顯示燈入光時(shí)燈亮

(紅)電源電壓DC5～24V±10﹪脈動(dòng)(p-p)5﹪以下消耗電流平均值15mA以上50mA以下

控制輸出NPN電壓輸出負(fù)載電源電壓DC5～24V負(fù)載電流80mA以下殘留電壓1.0以下(負(fù)載電流80mA時(shí)

)殘留電壓0.4以下(負(fù)載電流10mA時(shí)

)應(yīng)答頻率100HZ使用環(huán)境照度受光面照度白熾燈太陽(yáng)光：各3，000x以下環(huán)境溫度動(dòng)作時(shí)：-10～+55°C保存時(shí)-25～+65°C(不結(jié)冰)環(huán)境濕度動(dòng)作時(shí)：5～85﹪RH保存時(shí)-5～95﹪RH(不結(jié)露)耐久振動(dòng)10～55HZ上下振幅1.5mmXYZ各方向2h耐久沖擊500m/X、Y、Z各方向三次保護(hù)構(gòu)造IEC規(guī)格IP50連接方式接插件式(不可進(jìn)行軟釬焊)質(zhì)量約2.6g外殼材質(zhì)聚碳酸酯(PC)(2)、對(duì)射式傳感器的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中采用8個(gè)對(duì)射式傳感器作限位控制，其中4只對(duì)射式光電傳感器分別作為X、Y軸的限位控制，當(dāng)入光時(shí)輸出晶體管ON；2只對(duì)射式光電傳感器分別作為貨架在X軸和Y軸的到位檢測(cè)，當(dāng)遮光時(shí)輸出晶體管ON，如果貨架未到達(dá)正確位置，Z軸電機(jī)將不能運(yùn)行以確保當(dāng)PLC程序出錯(cuò)時(shí)也不至于損壞設(shè)備；2只對(duì)射式光電傳感器作為Z軸的限位控制，當(dāng)遮光時(shí)輸出晶體管ON，其信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC的輸入點(diǎn)是X4（后限位）和X5（前限位）。2、微動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中共有13個(gè)倉(cāng)位（四層十二個(gè)倉(cāng)位加0號(hào)倉(cāng)位）分別采用13只微動(dòng)開(kāi)關(guān)作為貨物檢測(cè)，當(dāng)有貨物時(shí)相應(yīng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，其信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC的輸入點(diǎn)是X40-X4C；另外為保險(xiǎn)起見(jiàn)，在X軸的左限位和Y軸的下限位處還分別加裝了1只微動(dòng)開(kāi)關(guān)作限位保護(hù)，以確保立體倉(cāng)庫(kù)在程序出錯(cuò)時(shí)不損壞；微動(dòng)開(kāi)關(guān)原理圖如圖十六所示。圖十六微動(dòng)開(kāi)關(guān)原理圖3.4PLC的選擇3.4.1PLCI/O點(diǎn)的選擇根據(jù)控制要求，將個(gè)輸入設(shè)備和被控設(shè)備詳細(xì)列表，準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)出被控設(shè)備對(duì)數(shù)需求量，然后在實(shí)際統(tǒng)計(jì)的I/O點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上增加15%～20%的備用量，以便以后調(diào)整和擴(kuò)充。同時(shí)要充分利用好輸入和輸出擴(kuò)展單元，提高主機(jī)的利用率，例如FX2系列可編程控制器主機(jī)分為16、24、32、64、80、128點(diǎn)六檔，還有各種輸入和輸出擴(kuò)展單元，這樣在增加I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，不必改變機(jī)型，可以通過(guò)擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)，降低了經(jīng)濟(jì)投入。在確定好I/O點(diǎn)數(shù)后，還要注意它的性質(zhì)，類(lèi)型和參數(shù)。例如是開(kāi)關(guān)量還是模擬量，是交流還是直流以及電壓大小的等級(jí)，同時(shí)還要注意輸出端的負(fù)載的特點(diǎn)，以此選擇和培植相應(yīng)機(jī)型和模塊。小型倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)有輸入信號(hào)40個(gè)，輸出信號(hào)21個(gè)。其中，外部輸入元件包括：檢測(cè)元件、按鈕、取、送、急停、限位開(kāi)關(guān)、超限位保護(hù)等等；輸出有三個(gè)步進(jìn)電機(jī)的正反向、動(dòng)作動(dòng)作指示、錯(cuò)誤顯示等等。按照上述配置，所選I/O點(diǎn)不得低于61點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，所選I/O點(diǎn)為80點(diǎn)。3.4.2PLC型號(hào)的選擇PLC選擇的一般原則為：1、PLC機(jī)型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比的最優(yōu)化機(jī)型。2、在工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱?chǎng)合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；其它情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC。3、對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制以及以開(kāi)關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目中，一般其控制速度無(wú)須考慮，因此，選用帶A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求。4、而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項(xiàng)目中（如要實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來(lái)選用中檔或高檔機(jī)。其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過(guò)程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等。對(duì)于一個(gè)大型企業(yè)系統(tǒng)，應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一。這樣，同一機(jī)型的PLC模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理；同時(shí)，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開(kāi)發(fā)；此外，由于其外部設(shè)備通用，資源可以共享，因此，配以上位計(jì)算機(jī)后即可把控制各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái)PLC聯(lián)成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，這樣便于相互通信，集中管理。本課題根據(jù)I/O的信號(hào)數(shù)量，類(lèi)型及控制要求，同時(shí)考慮到維護(hù)和保養(yǎng)，改造和經(jīng)濟(jì)等諸多因素，可編程控制器擬選用FX2-80MR，足以滿足要求。第4章軟件部分4.1I/O地址分配表X0啟動(dòng)X24檢驗(yàn)2號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y0前進(jìn)X1手動(dòng)/自動(dòng)X25檢驗(yàn)3號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y1后退X2取出X26檢驗(yàn)4號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y2向上X3送進(jìn)X27檢驗(yàn)5號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y3向下X4取消X30檢驗(yàn)6號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y4送進(jìn)X5急停X31檢驗(yàn)7號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y5取出X6按下1號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X32檢驗(yàn)8號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y6顯示取出X7按下2號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X33檢驗(yàn)9號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y7顯示送進(jìn)X10按下3號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X34檢驗(yàn)10號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y10顯示操作錯(cuò)誤X11按下4號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X35檢驗(yàn)11號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y11顯示1號(hào)倉(cāng)庫(kù)X12按下5號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X36檢驗(yàn)12號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y12顯示2號(hào)倉(cāng)庫(kù)X13按下6號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X37前進(jìn)限制Y13顯示3號(hào)倉(cāng)庫(kù)X14按下7號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X40后退限制Y14顯示4號(hào)倉(cāng)庫(kù)X15按下8號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X41后退超過(guò)Y15顯示5號(hào)倉(cāng)庫(kù)X16按下9號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X42向上限制Y16顯示6號(hào)倉(cāng)庫(kù)X17按下10號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X43向下限制Y17顯示7號(hào)倉(cāng)庫(kù)X20按下11號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X44向下超過(guò)Y20顯示8號(hào)倉(cāng)庫(kù)X21按下12號(hào)倉(cāng)庫(kù)的鍵X45前時(shí)限制Y21顯示9號(hào)倉(cāng)庫(kù)X22檢驗(yàn)0號(hào)倉(cāng)庫(kù)X46取出限制Y22顯示10號(hào)倉(cāng)庫(kù)X23檢驗(yàn)1號(hào)倉(cāng)庫(kù)X47取出限制Y23顯示11號(hào)倉(cāng)庫(kù)Y24顯示12號(hào)倉(cāng)庫(kù)4.2PLC設(shè)計(jì)的梯形圖4.3PLC的語(yǔ)句表

第5章結(jié)論與展望5.1結(jié)論通過(guò)4個(gè)多月的立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，基本上在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了指導(dǎo)老師和學(xué)校下達(dá)的任務(wù)。經(jīng)過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我更進(jìn)一步了解到可編程控制器在現(xiàn)代工業(yè)以及其他行業(yè)中的應(yīng)用，以及它的優(yōu)點(diǎn)，如：成本底、使用范圍廣、高速、便捷、永遠(yuǎn)在線、結(jié)構(gòu)靈活等等。PLC的應(yīng)用范圍已從傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)設(shè)備和機(jī)械的自動(dòng)控制，擴(kuò)展到以下應(yīng)用領(lǐng)域：中小型過(guò)程控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)視控制系統(tǒng)，以及與生活關(guān)連的機(jī)器、與環(huán)境關(guān)連的機(jī)器，而且均有急速的上升趨勢(shì)。值得注意的是，隨著PLC、DCS相互滲透，二者的界線日趨模糊的時(shí)候，PLC從傳統(tǒng)的應(yīng)用于離散的制造業(yè)向應(yīng)用到連續(xù)的流程工業(yè)擴(kuò)展。從方案的論證到最終的設(shè)計(jì)，涉及的領(lǐng)域包括：可編程控制器的原理及應(yīng)用、電機(jī)電氣、我國(guó)物流設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)對(duì)措施等等；在進(jìn)行畢設(shè)的同時(shí)，我還學(xué)到了許多新的知識(shí)，如CAD2000的使用和WORD、和畫(huà)板的使用等。我深刻的認(rèn)識(shí)到，要想成為一名合格的工程設(shè)計(jì)人員只是掌握本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們應(yīng)該具有更加淵博的知識(shí)，如應(yīng)該對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)，外語(yǔ)交流等各個(gè)方面能力進(jìn)行加強(qiáng)。

此外，我并沒(méi)有過(guò)多從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)考慮系統(tǒng)，由于對(duì)材料成本方面了解的欠缺，我們只能從性能的角度來(lái)討論問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)性能方面的問(wèn)題有所提及，但是涉及的非常少。這也是這篇論文的一個(gè)不足之處。通過(guò)大量資料的查找，使我不僅熟悉了立體倉(cāng)庫(kù)的組成部分和運(yùn)動(dòng)過(guò)程，對(duì)其中的步進(jìn)電機(jī)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)，PLC原理及設(shè)計(jì)程序等有關(guān)事項(xiàng)有了深刻地認(rèn)識(shí)與學(xué)習(xí)，并從方方面面深刻的體會(huì)到了立體倉(cāng)庫(kù)在現(xiàn)代自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的重要性和必要性。5.2展望隨著時(shí)代的發(fā)展,當(dāng)今的技術(shù)也日趨完善、競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈;單人工的操作已不能滿足于目前的制造業(yè)前景,也無(wú)法保證更高質(zhì)量的要求和高新技術(shù)企業(yè)的形象.權(quán)威人士預(yù)測(cè)，21世紀(jì)，可編程控制器會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上來(lái)看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果更多的應(yīng)用與可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、只能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)。從產(chǎn)品的規(guī)模上來(lái)看，會(huì)進(jìn)一步向小型和超小型的方向發(fā)展。從產(chǎn)品的配套性來(lái)看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)模更齊全。完美的人機(jī)界面，完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求。這是有利于可編程技術(shù)的發(fā)展及可編程產(chǎn)品的普及的。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)或國(guó)際網(wǎng)絡(luò)的重要的作成部分，將在工業(yè)幾工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。因時(shí)間倉(cāng)促，加之本人能力有限，此課題設(shè)計(jì)未能全面，如：立體倉(cāng)庫(kù)的動(dòng)作只有兩個(gè)送、入，而沒(méi)有換（從這個(gè)倉(cāng)位直接換到另一個(gè)倉(cāng)位）；從手動(dòng)切換到自動(dòng)，必須先手動(dòng)讓拖動(dòng)機(jī)構(gòu)回零位，方可執(zhí)行自動(dòng)動(dòng)作，在這過(guò)程中控制系統(tǒng)沒(méi)有記憶功能，這就使得系統(tǒng)在執(zhí)行動(dòng)作時(shí)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，程序上編寫(xiě)不太合理等。若以后還有機(jī)會(huì)從事此行業(yè)，我會(huì)把該系統(tǒng)不足之處全部完善起來(lái)。參考文獻(xiàn)1、吳嘵軍編《電氣控制與可編程控制器應(yīng)用》西安：西安建筑科技大學(xué)，20022、廖常初《可編程序的控制器的編程方法與工業(yè)應(yīng)用》重慶：重慶大學(xué)出版社，20013、陳立定，吳玉香，蘇開(kāi)才編《電氣控制與可編程控制器》廣州：華南理工大學(xué)出版社4、臺(tái)方主編《可編程控制器應(yīng)用教程》北京：中國(guó)水利水電出版社，20015、宋德玉主編《可編程控制器原理應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)》北京：冶金工業(yè)出版社，20026、徐建俊主編《電機(jī)與電氣控制》清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出版社20047、天津源峰科技公司《步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用手冊(cè)》致謝從接觸到課題到完成課題的這段時(shí)間里，指導(dǎo)老師侍壽永給了我許多的幫助與支持，使得我從中積累了不少的知識(shí)，并獲得了一定的經(jīng)驗(yàn)。侍老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的作風(fēng)和孜孜不倦的教誨深深地影響著我，使我受益匪淺，侍老師不論是在學(xué)習(xí)上還是在生活上都給予我無(wú)私的幫助，在此，謹(jǐn)向?qū)熤乱宰畛绺叩木匆夂妥钪孕牡馗兄x！在課題設(shè)計(jì)過(guò)程中，感謝江蘇省移動(dòng)通信第二話務(wù)中心的領(lǐng)導(dǎo)和同事們給予的指導(dǎo)和幫助，他們的工作態(tài)度和敬業(yè)精神深深地感染著我，在此，對(duì)他們的幫助和支持表示誠(chéng)摯的感謝！在論文完成過(guò)程中，本人有幸得到其他眾多老師、同學(xué)的各方面的極大幫助，使我能夠順利完成論文，在此，致以深深的謝意！最后，向所有評(píng)閱論文的老師、教授和學(xué)者表示誠(chéng)摯的謝意！目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章總論 11.1項(xiàng)目概況 11.2可行性研究報(bào)告編制單位 41.3承辦單位簡(jiǎn)介 41.4項(xiàng)目區(qū)概況 51.5可行性研究依據(jù) 91.6可行性研究的范圍 10第二章項(xiàng)目建設(shè)背景及必要性 112.1項(xiàng)目建設(shè)背景 112.2項(xiàng)目建設(shè)必要性 14第三章項(xiàng)目建設(shè)地址及條件 173.1項(xiàng)目建設(shè)地址 173.2項(xiàng)目建設(shè)條件 17第四章工程建設(shè)方案 224.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)與原則 224.2工程規(guī)劃方案 234.3工程技術(shù)方案 254.4給排水工程 304.5供電工程 314.6采暖及通風(fēng) 354.7燃?xì)庠O(shè)計(jì) 37第五章環(huán)境保護(hù) 385.1環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 385.2環(huán)境影響初步分析 385.3施工期環(huán)境保護(hù)措施 395.4運(yùn)營(yíng)期間環(huán)境保護(hù)措施 415.5綠化 425.6環(huán)境影響評(píng)價(jià) 43第六章節(jié)能 446.1依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、法律、法規(guī)和規(guī)范 446.2能耗狀況和能耗指標(biāo)分析 446.3節(jié)能措施 45第七章勞動(dòng)安全衛(wèi)生消防 487.1設(shè)計(jì)依據(jù) 487.2危害因素及危害程度分析 487.3安全設(shè)施及措施 487.4消防設(shè)施 50第八章抗震設(shè)防 528.1編制依據(jù) 528.2建設(shè)場(chǎng)地條件 52