PLC实现自动化立体仓库.docx

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1、第1章绪论11.1 课题研究意义11.2 课题分析与研究方案21.3 社会经济效苣分析3笫2章立体仓库模型硬件构造42.1 模型控制需求及硬件清单42.2 主要模块工作原理图42.3 驱动模块52.4 步进电机6笫3章P1.C程序设计83.1P1.C社会开展83.2 P1.C的应用领域及特点83.3 设计思想及流程图83.4 P1.S指令93.4.1P1.S指令定义93.4.2识别S7-2OO高速输出指令103.4.3PTO操作103.4.4单段管线作业I1.3.4.5多段管战作业123.4.6PTO/PWM控制存放器153.5P1.C编程193.5.1连鼓表和地址说明表193.5.2P1.C

2、程序分析203.5.3手动控制273.5.4自动控制273.5.5点动控制28第4章监控系统的设计294.1 监控系统介绍294.2 监控国面设计30笫5章通信325.1P1.C与PC机通信325.2 PC和触摸屏通信345.3 P1.C和触摸屏通信35第6章维护37总结38致谢39第1章绪论1.1 课题研究意义自动化立体仓库是一种新型仓库，也是一种处于开展中的技术。国外自动化立体仓库经过几十年的开展与完善，显示出了它的许多优点。然而，由于国内外的资源状况、经济体制、管理水平都各不相同，自动化立体仓库在国外显示的许多优点，并不1.定就能在国内也表现出优势。所以，我国在采用自动化立体仓库这项技术

3、时，一定要从实际出发，考虑我国近期的情况，特别要立足于本单位的实际情况。立体仓库的产生和开展是第二次世界大战之后生产和技术开展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术,建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速开展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且开展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。到目前为止立体仓库已经功能强大并且应用十分广泛。我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不弗.

4、1963年研制成笫一台桥式堆垛起重机（机械部北京起重运输机械研究所）,1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库（高15米，机械梯起重所负责），该库1980年投入运行.到2003年为止，我国自动化立体仓库数量已超过200座。立体仓库由于具有很高的空间利用率，很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。我国自动化仓库已经有三十余年的历史，可以相信，随着国民经济的开展,经济体制的日趋完善,生产水平的大大提高,自动化立体仓库将得到更好地应用与开展。实践已充分证明，使用自动化立体仓库，可带动企业

5、其他部门人员素质的提高，还会产生很大的社会效益和经济效益，如提高装卸速度等。1.2 录题分析与研究方案关于立体仓库模型触摸屏监控系统设计重点和难点大体分以下三点：（1）上位机控制关于触谈屏的程序设计包括：人机界面的美观,操作的简单、可靠性等的设计。笫2章立体仓库模型硬件构造2.1 模型控制需求及硬件清单系统采用滚珠丝杠、滑杠和普通丝杠作为主要传动机构，电机采用步进电机和直流电机，其关键局部是堆垛机，它由水平移动、垂直移动及伸叉机构三局部组成，其水平和垂直移动分别用两台步进电机驱动滚珠丝杠来完成，伸叉机构由1.台直流电机来控制。它分为上下两层，上层为货台，可前后伸缩，低层装有丝杠等传动机构。当堆

6、垛机平台移动到货架的指定位置时，伸叉电机驱动货台向前伸出可将货物取出或送入，当取到货物或货巳送入，则步叉向后缩回。硬件清单如下表2.1所示表2.1硬件清单机械一个有13个方格更成的货架.谈珠丝也两根.清权六根、&通丝杠一根,货又一个.支餐部件台一个.IOj质两块、先的托架以块电气一个维电昌侑出P1.C和皿35犷展模块.一不220V交流转5V和2N直疏的电与企步进部停电机及驱动便块酒对.直遭电机一个.双内2,W推电器网）.行程开关15个2.2 主要模块工作原理图如图2.1所示为整个立体仓库硬件控制的连接图，控制器为可编程序控制器P1.C,通过P1.C给驱动器的信号来控制步迸电机的运行实现立体仓库

7、叉车的定位。二）W1.e340-驱动器t-1.动IC.岳制蜀一W仁.Iw-步仁5VRJSv24V24V_GNO3DO1.aJ=Pr1.T驱动器图2.1硬件控制原理图2.3 驱动模块（1）电气规格见表2.2表2.2电气规格说明最小值鹿型馍最大值单位依电电在182440V均值9出电五0.2111.509辑9入电五61530InA步进脉冲嘀应频率100k1.际冲低,电平时时5II1.S（2）表2.3为电流设定，其中SW1.,SW2,SW3为驱动模块上用来设定电流值的三个开关。表2.3电流设定电表（8SWISN2sv0.21AOFFWON0.42A(WOFFQV0.63AOIT0(1.CW0.84ON

8、ONOFF1.05OFFONOFF1.26AONOfTOFF1.50AOFFOFFOFF（3）细分设定见表2.4表2.4细分设定细分特轰步素不1.81)SiHS5*6i200ONONON2WOOFFWON4800WOf-FON81600OFFOFFON163200WONOFF326100OFFW0FF6112800OFF(WOFF由外花确定动态改细分/裳止工作OFFOFFOFF（4）信号接线描述见表2.5信号功能P1.t脉冲信号：上升沿有效.每当麻冲由任变高时电机是一步D1.K方向信号：用于改萸电机转向,TT1.平界动OPTO光癌叁动电源EM使修德号：柒止或允许奥动器工作,低电平禁止GM)直遭

9、电潭地*V直流电源正极其里演2WA4电机A相A-电机A相Bt电机B相B-电机B相(5)P1.C控制器与步进电机驱动器工作原理如图2.2所示:图2.2步进电机驱动器工作,京津图2.4 步进电机采用二相八拍迎合式步进电机，主要特点：体积小，具有较高的起动和运行频率，有定位转矩等优点。本模型中采国串联型接法，其电气图如以下图2.3所示:图2.3步进电机电气图笫3章P1.C程序设计3.1 P1.C社会开展殛着人类进步、社会开展、科学技术的应用，工业产品的品种就要不断更新换代，从而要求产品的生产线级附属的控制系统不断地修改甚至更换。在20世纪60年代.生产线的控制主要采用维电器控制。修改一条生产线，要更

10、换许多硬件设备，进行复杂的接线，既浪费了许多硬件又大大拖延了施工周期，增加了产品的本钱。于是人们寻找研制一种新型的通用控制设备，运渐就产生了可编程控制器。可编程控制器是1.和数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻转运算，顺序控制、定时.计数和算术运算等操作指令.并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械动作过程。可编程控保器及其相关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。可编程控制器的出现.立即引是了各国的注意。日本于1971年引进可编号控制器技术；德国于1973年引进可编程控制器技术。中国于19

11、73年开始研制可编程控制器，1977年应用到生产线上。3.2 P1.C的应用领域及特点P1.C的应用非常广泛,例如：电楮控制、防盗系统的控制、交通分流信号灯控制、楼宇供水自动控制、消防系统自动控制、供电系统自动控制、喷水池自动控制及各种生产流水线的自动控制等。按P1.C骗程功能来分可分为4大类：开关球顺序控制：模拟量控制：运动控制；通信功能.P1.C的应用大大的提高了控制系统的稳定性、适用性、并且降低了系统本钱其主要在于它具有的特点：学习P1.C编程容易；控制系统简单，更改容易，施工周期短：系统维护容易。3.3 设计思想及流程图P1.C在立体仓库系统中起到了主要的控制作用，通过对P1.C的想程

12、设计使立体仓库的自动化更加完善和强大,操作起来更加的方便秘定，根堀实际情况对立体仓库应该具有的根本功能进行实现，从时间、经济、可操作性进行分析设计，实现了自动和手动及故障检修功能。自动功能方便快捷的对货物迸行存储，具体工作流程：货物放到中转仓等待人员操作，如果在一定时间内无任何操作则自动存储货物到最小号的空仓位.在等待的过程中,操作人员可以根务自身意愿指定存取的仓位。手动功能更加快速的实现了货物在仓位之间的调整，大大缩姮了操作时间。故障检修功能完全的实现了点动功能，方便了操作人员对设备的检修和维护。具体的程序流程图如图3.I所示普图图3.1程序流3.4 P1.S指令3.4.1 P1.S指令定义

13、脉冲输出（P1.S）（见图3.2）指令被用于控制在高速输入（QO.O和Q0.1）中提供的“脉冲串输出“（PTO）和脉宽调制（PWM）功能PTO提供方波（50%占空比）输出，配备周期和脉冲数用户控制功能。PHM提供连续性交量占空比输出，配备周期和脉宽用户控制功能。脓冲输出范围Q0.0至Q01特殊内存PTO/PWM高速输出存放器图3.2P1.S指令3.4.2 识别S7-200高速输出指令S7-200有两台PTO/PWM发生器，建立高速脉冲串或脉直调节信号信号波形。一台发生器指定给数字输出点Q0.0.另一台发生器指定给数字输出点QO.1。一个指定的特殊内存（SM）位置为每台发生器存储以下数摒：一个控

14、制字节（8位值）、一个脉冲计数值（一个不带符号的32位值）和一个周期和脓宽值（一个不带符号的16位值）。PTO/PWM发生器和过程映像存放器共用Q0.0和Q0.1。PTo或PWM功能在Q0.0或Q0.1位置便用时，PTo/PWM发生器控制输出，并禁止输出点的正常使用。输出信号波形不受过程映像存放器状杰、点强迫数值、执行立即输出指令的影响。PTo/PWM发生器非现用时，输出控制转交给过程映像存放器。过程映像存放器决定输出信号波形的初始和最终状态，使信号波形在高位或低位开始和结束。注释：（1）在启用PTO或PM1.操作之前，将用于Q0.0和Q0.1的过程映像存放器设为0.2）所有的控制位、周期、脉宽和脉冲计数值的默认值均为0。（3） PTO/PWM输出必须至少有10%的楸定负载，才能完成从关闭至翻开以及从翻开至关闭的顺利转换.脉冲串（PTo）功能提供方波（50%占空比）输出或指定的脉冲数和指定的周期。脉宽调制（PWM）功能提供带变量占空比的固定周期输出。每台PTo/PWM发生器有一个控制字节（8位），一个周期值和脓宽值（不带符号的16位值）和一个脉冲计值（不带符号的32位值）。这些值全部存储在特