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1、精选优质文档-倾情为你奉上现代物流模拟系统一、前言可编程程序控制器（Programmable Controller），1969年在美国DEC公司出现以来，经过20多年的发展，现在已成为一种应用广泛的新一代工业自动控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用大规模集成电路、微型计算机技术和通信技术的发展成果，逐步形成具有多种优点和微型、小型、中型、大型等各种规格的PC系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许
2、多控制领域。它最适用于以开关量为主的控制功能；通过A/D转换器和D/A转换器，也可以控制模拟量；还可于计算机组成控制功能更强的分布式控制系统。二系统工作原理1、 系统结构本系统共有装配、缓冲、堆垛和仓储四个单元组成，各单元根据其动作要求完成相应的动作。我们小组本次专业设计主要是针对仓储单元。1） 装配单元装配单元主要由可编程控制器，井式供料机，传送带，转盘输送带，气动机械手装配机，步进电机控制的机械手搬运机等组成。2） 缓冲单元缓冲单元主要由可编程控制单元，带式传送机，斗式缓冲库，气动装料，移货装置，货物检测传感器等组成。3） 堆垛单元堆垛单元主要由可编程控制单元，带式传送机，链式传送机等组成
3、。4） 仓储单元仓储单元主要是由可编程控制单元和单元货格式仓库组成。单元货格式仓库由高层货架、具有位置控制的巷道起重机、接收货物载货台等组成。巷道起重机由运行机构、起升机构、货物托盘机构组成。2、 仓储单元主要功能仓储单元主要完成货物的自动仓储。货物由堆垛单元输送到接收货物载货台后，直流电机M11启动,正转90度后停止, 巷道起重机M13起动到位,直流电机M12启动正转,将货物推至货物托盘机构,确认货物推放到位后,M11,M12反转回到原位判断A号货架是否有空位,没有的话再判断B货架是否有空位,步进电机启动,巷道起重机移至空位处,货物托盘机构存货,货物存入仓库后,货物托盘机构回道原位,巷道起重
4、机回去货位。图1 结构框架图三、工作方案选择 1、 存储单元控制面板图2 控制面板图 （1）、仓储单元电源控制区域（POWER）OFF：急停按钮，可切 断仓储单元电源；ON：仓储单元上电。（2）、仓储单元自动操作区RESET：复位按钮；STARE：自动运行开始；HOLD：进给保持。（3）、仓储单元功能选择旋钮（MODE）功能选择旋钮可选择自动（AUTO）或手动（JOG）。图3 手动操作区域图（4）、仓储单元手动操作区域（JOG START）X回零：首次开机必须执行该操作，使巷道起重机回零；Z回零：首次开机，必须执行该操作，使货物托盘回零；托盘前：托盘向前运动；托盘后：托盘向后运动；接受：当满足
5、接受条件时（如：接受货物载货台上有货等），每按一下完成货物托盘从接受货物载货台上获取动作的一步（共7步）；仓储：将货物送至高层货架堆放。2、储单元操作步骤（1）、开机A、合上总电源开关QS1（在仓储单元电柜右侧）B、拧开操作面板急停按钮C、按操作面板上的电源ON 按钮，仓储单元启动，并进入可工作状态。（2）、关机A、确认机床可动部分已停止运动；B按操作面板上的急停按钮，关闭PLC单元和驱动单元等；C、关闭总电源开关QS1。当仓储单元开机后，即可进行受动操作，在无报警的情况下，通过面板转换开关可使本单元处于自动操作模式。（3）、回参考点A、首先应确保机床已正常起动；B、将操作方式置于手动方式下；
6、C、将接收货物载货台和货物托盘机受动操作到安全位置；D、确保在回参考点时，各可移动部件不会产生碰撞；E、按下Z回零按钮，执行Z轴回零操作；F、Z轴到达零点后，Z回零按钮指示灯亮；G、按下X回零按钮，执行X轴回零操作；H、X轴到达零点后，X回零按钮指示灯亮。四、硬件设计1、行程开关行程开关也称位置开关。根据行程开关的结构可分为机械结构的接触式有触点行程开关和电气结构的非接触式接近开关。接触式行程开关靠移动物体碰撞行程开关的操动头而使行程开关的常开触头接通和常闭触头分断，从而实现对电路的控制作用。在设计中，每个货物的存放必然会接触每个仓库的底部，如果把接触式行程开关安装在每个仓库的底部，接触式行程
7、开关检测到货物后把信号送给可编程控制器，以达到检测仓库是否有货物的目的，这种方法更加方便于检测，而且行程开关在价格上比传感器便宜许多，因此选择接触式有触点行程开关。行程开关是依靠产生机械运动的行程位置而动作的开关电器，利用它可以检测机械的动作位置。行程很小的开关称为微动开关。当外界撞块压下操作按钮时，触电闭合；撞块离开时，触点断开。图4行程开关与PLC接线图2、伺服电机伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电动机分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。本
8、次设计中仓储站仓储单元中X轴移动选用直流伺服电机来执行，步进电机同样可以完成，由于步进电机驱动通常带有细分，而停止时通常会停止在细分点也就是不是磁极点上，那么停电后再次上电时驱动器不会按照停止时的各相电流进行分配，那么出现了步进电机重新上电时通常会出现强烈的小振一下，也就是转子迅速与初始定子磁场对应，而伺服电机则没有该现象。相对于伺服电机，伺服电机更可以通过外部的编码器分辨率的加大来提高精度，因此定位更加精确，因此选择直流伺服电机来控制X轴的移动。直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比，并能实现正反向速度控制。具有起动转矩大，调速范围宽，机械特性和调节特性的线性度好，控制方便等优点。图5伺服电
9、机控制器接线图图6伺服电机接线图3、元器件的选择元器件型号数量备注可编程控制器（PLC）FX2N-64MR/MT1三菱PLC驱动装置FX2N-20GM1三菱空气开关DZ47-60 C153CHINT变压器GBK3-10001220/45，220/30，5060HZ按钮NP42CHINT伺服电机驱动器KINCO-ECOSTEP1001驱动电机伺服电机KINCO- 23S211驱动水平丝杆行程开关5A125VAC 3A250VAC13用于判断仓库有物触点传感器LJ8A3-2-Z/BX15用于判断托盘货物等到位接近开关LJ12A3-4-2/BX2用于接收货物载物台运行到位表1原器件的选择五、软件设计
10、1、软件设计流程图1.1仓储部分总流程图图7仓储部分总流程图1.2伺服电机控制运作流程图图8伺服电机控制运作流程图2、 I/0地址表对于软件编写首先要确定I/O地址表，下表就是此次程序的地址表。表2 输入信号分配表输 入 信 号序号功能代号输入编号1A1库检测SQ10X02A2库检测SQ11X13A 3库检测SQ12X24A 4库检测SQ13X35A 5库检测SQ14X46A 6库检测SQ15X57A 7库检测SQ16X68A 8库检测SQ17X79B 1库检测SQ20X810B 2库检测SQ21X911B 3库检测SQ22X1012B 4库检测SQ23X1113B 5库检测SQ24X1214
11、进库到位SQ25X1315出库到位SQ26X1416X回零S100X1517X回零完成SQ27X1618X到位SQ28X17表3 输出信号分配表输 出 信 号序号功能代号输出编号1开始灯（仓储）H11Y62DIN7原点开关Y103X驱动上电KA17Y114DIN1POS1Y125DIN2POS2Y136DIN3POS3Y147DIN4POS4Y158DIN5点动正转Y169DIN6点动反转Y1710复位灯（仓储）H20Y2011X回零灯H21Y2112进库灯H22Y2213出库灯H23Y233、PLC程序设计当PLC检测到 “X回零”按钮被按下，可编程控制器接收到信号后，发出指令给伺服电机驱动器。PLC梯形图如下图：伺服电机驱动器控制伺服电动机转动，使巷道起重机沿X轴方向回归零位，接近开关检测到X轴回零处。PLC梯形图如下图：专心-专注-专业