基于s7－200plc的立體倉庫堆垛機控制系統設計-wenkub

　

【正文】 畢業論文（設計說明書） 2 ABSTRACT This design is main in use PLC to achieve the system’ process automation which name is the process conditions of intelligence stocks fix a position choose take or get goods. this design is to bring out interlock from equipage to equipage and bring out the whole system of the work of mechanism in the system’ demand. the design is relate to controlprogram of fix a position control system in PLC. choose tape of equipment of PLC and software design of the system. There are 4 part in the flow path of the whole system which name is the process of machine go forward, the process of machine to lift , the process of machine retreat， the process of machine go back. on the basis of the conditions flow path and condition of fix a position control system of the equipage, PLC control program is the main control programme in the system. PLC controlprogram’ s advantage is it which in good dependable and in good resistance， it can apply flexibleiy. PLC controlprogram is easy to make program and in good expandance is very is easy to install and can keep in good it is a good controlprogram. The first step of the whole design system is to know the system’ demand of grain allocate and transport, on the basis of system’ demand it is time to draw the port of detection and start to design the PLC controlprogram second step is to choose the right the system has 45 I/O port .in the part, I thought of every thing about the grain allocate and transport system, so I choose CPU224 of siemens s7200 .it possess 256 I/O has good capactity of munication and it can keep in good touch with upbit machine on .software design is use the way of the form of models in section, it is bring out the system’ demand very well. it can make the program clearly. it is easy to make people study and keep in good repair. KEY WORDS： plc, position control system, intelligence stocks 電氣工程系畢業論文（設計說明書） 3 前言 堆垛機定位自動控制系統是近年來國內外發展迅速并得到越來越廣泛使用的一種新型倉儲方式。 PLC 控制系統可靠性高、抗干擾能力強；應用靈活、編程方便、功能強、擴展能力強、安裝調試方便，易于維護。實現設備和設備間的聯鎖，并實現工藝規定的機械作業流程。本設計主要涉及 PLC 的定位控制系統的控制方案、控制設備選型及軟件設計。 本次設計首先根據智能倉庫定位自動控制系統的工藝要求，根據系統工藝要求進行 PLC 控制系統的設計。堆垛機定位自動控制系統是自動化生產的重要組成部分，用于存儲配件、半成品、產品、工具、夾具和模具等。而可編程控制器 PLC對巷道堆垛機實施自動控制，來完成貨物的自動入庫、出庫、盤庫等作業。 畢業設計是我在校期間的最后一次綜合理論和實踐 進行設計，是對專業課程各方面的知識一次運用實踐。企業迫切需要大量熟練掌握 PLC技術，并能開發、應用和維護管理這些智能化產品的高級工程技術人才。 隨著 PLC應用技術的迅速發展， S7200系列 PLC可以滿足多種多樣的自動化控制的需要。其中智能自動化倉儲在九十年代后期以及二十一世紀的若干年內，將是倉庫自動化技術的主要發展方向。應用領域日趨廣泛，從制造工廠、商場、機場、港口、軍需部門到地下室冷庫等各行各業均有采用。國外 智能立體 倉庫這方面發展的一個方向是普遍采用掃描技術，使貨物的存取和發送信息做到快速、實時、可靠和準確。另一方面，由于我國物流剛剛擺脫計劃經濟體制的束縛，目前還沒有形成一個比較完整的體系。 本論文分為硬件部分和軟件部分，但是由于軟件對整個控制的重要性將會電氣工程系畢業論文（設計說明書） 5 主要對軟件部分進行闡述。智能立體倉庫就是自控技術在物流管理上的一個很好的 應用。 PLC即可編程邏輯控制器，是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術而發展起來的一種新型工業控制裝置。 啟動主程序 初始化過程僅在啟動時完成 自動運動方式 選擇運動方式 判斷定位程序 是 選擇運動方式 是否已經到位 置運行到位標志 結束主程序 是 否 圖 41 程序流程圖 電氣工程系畢業論文（設計說明書） 7 第二節 控制系統軟件 設計及其程序說明 定位自控系統 PLC 程序說明 程序運行步驟如下。（網絡是 PLC 梯形圖的一個基本單位，通常可以理解為一個程序行。因此，在以下的程序中，每一個運動過程都必須加上很明確的標志和條件限制來確定其運動的方式和運動的目的，這樣才不至于因為目的不明確而造成錯 誤的判斷以及錯誤的動作，造成存取貨物的失敗。在這段程序中，首先 要考慮的問題就是：小車處于前進或者是存入貨物的過程，還是完成了預定任務返回的過程。 是開關量輸出，表示啟動小車前進，小車開始向前運動。如 果小車這兩個過程都已經完成，那么將開始進行后退運動， 表示啟動小車后退電機，使小車向后運行并返回初始位置。在開始按鈕已經按下的情況下（ START 按鈕的狀態由變量 來對應，） 為ON時表示已經開始運行， 反之則為停滯狀態。在這里，筆者認為自動控制不需要控制小車機械手的下降運動。 網絡 6的梯形圖如圖所示。 網絡 8的梯形圖如圖所示。 是伸縮運動到位標志。 自動控制存取物品 自動存取物品的程序由網絡 11~網絡 14完成。 表示停止后縮運動。 網絡 13 的梯形圖如圖所示。這樣 , 列地址便從 0001 一直編至 0072 (每一巷道按36個列地址計算 )。利用 CN TR1 與 0036 的比較結果來確定堆垛機當前所在巷道 , 從而依據就近原則電氣工程系畢業論文（設計說明書） 18 選取相應的出、入庫臺。 2 類故障 : 人工介入后繼續執行 如 : 載貨臺上有無貨判錯 , 載貨臺上貨物未放準 , 運行超時 , 起升超時 , 伸叉超時 ,運行、伸叉電機過流保護 , 變頻器自動保護 , 微升降超限 。 如圖 47所示。 b. 隨時顯示鍵入數值 , 顯示格式如圖 42, 箭頭表示鍵入數值逐位向左推進 。如圖 44所示。此種方法直接影響了堆垛機的可靠運行，增大了堆垛機的后期保養、維修工作，因此目前此種方法已經很少有人采用。 這個方法使堆垛機的小車每通過一個位置就記錄一個數，一直移動到和預定位置 號一致時停止移動。 智能立體倉庫能實現貨物的自動存取功能，這就要小車在作水平、升降臺做垂直運動時，能準確記憶堆垛的位置，即堆垛機的小車和升降臺所在的列和層數，以實現貨物的定位存取，本系統采取了非接觸式反射型光電型傳感器，自動檢測貨位的列和層數。圖 3—電氣工程系畢業論文（設計說明書） 24 1所示是典型連接示意圖。此外，豐富的 CPU 類型和電壓等級使其在解決工業自動化問題時，具有很強的適應性。系統資源分配如表 32所示。 自動控制方式 :堆垛機單機運行時一般處于此控制方式 。 手動控制方式 : 手動方式一般用于堆垛機的安裝調試階段或堆垛機發生異常時的復位等 , 可以對堆垛機的走行、升降、伸縮貨叉等單獨進行操作 , 堆垛機的執行機構可以手動定位在 3個運行方向上的任一位置 。萬能轉換開關的觸電 SA2 SA3 SA13 分別控制指示燈 HL11HL13，實現小車前后、機械手左右和升降臺上下運動的手動工作狀態指示。 第五節 位置定位 堆垛機要正確、可靠地存取貨箱，準確地定位是其關鍵。由于堆垛機對其定位要求精度很高，為此把認址結構片做成右圖所示的形式，用 1 號光電開關作為認址計數開關，計數到零時發出停車信號，然后再利用 1 號與 2 號開關作精確定位。在本設計中采用高、中、低三檔速度（高速 30m/s，中速 15m/s，低速 5m/s）。 第七節 變頻調速系統控制 堆垛機沿巷道運行，行程長，為了提高出入庫的數率和精確定位，完成小車的多檔速度控制采用變頻調速控制，小車電機變頻調速采用臺達公司 VFDA 型變頻器 [6]，變頻調速的硬件電路見圖 314 所示。 電氣工程系畢業論文（設計說明書） 32 第四章 系統調試 本章主要論述定位控制程序調試。 按下設備的“啟運”（ START）按鈕開始運行，首先調用子程序檢測位置信號，取得當前位置記數，然后將位置計數存入在變量 VD100（行記數）、 VD120（列記數）中，以便程序判斷是否已經到達指定的位置。這里執行的兩條指令對變更 VW102以及 VW132進行初始化，這兩個變量分別為小車運行中所經過的行計數以及列計數。 S7200 的特性 S7200 系列產品具有高性能的中央處理器，因此模塊化的靈活設計而具有廣泛的適用范圍，同時具有極高的性價比。 ? 響應快速的數字量和模擬量輸入 /輸出通道。 S7200CPU繼承了豐富的內置功能： ? 高速計數器輸入。 ? 特殊功能相關的中斷功能。 此外， S7200 還支持以下功能： ? 用戶自定義的庫指令，便于模塊化編程。 ? 可調整的數字量和模擬量的輸入濾波。 電氣工程系畢業論文（設計說明書） 36 第五章 系統總體設計 本論文 (設計 )是以智能立體倉庫的設計為例，利用 S7200 系統設計的一個定位控制系統。 （ 1）小車前進的過程：在這個過程中， 處于自動或者手動控制狀態的小車由起始點出發，經過位置的校對，到達預先指定的貨架的列。 （ 4）返回過程：在完成指定的操作之后，小車應該返回起始位置。正 第三節 系統硬件功能 智能立體倉庫由貨架、堆垛機、自動控制裝置等部分組成，有自動和手動兩電氣工程系畢業論文（設計說明書） 37 種操作方式。 水平方向的前后運動，由小車電動機進行驅動，小車電動機為 220W 的三相交流異步電動機。 電氣工程系畢業論文（設計說明書） 38 總 結 這次我們搞的課題是基于 S7200PLC 的智能倉庫定位自動控制系統設計，該設計主要是采用 PLC 來設計。撥盤共有 0～ 9一共 10個位置，每一位置都有相應的數字指示。 選取用 BCD 碼撥盤裝置應用于 PLC 控制的系統，無需再設計數碼輸入顯示電路，有效地節省了 PLC 的輸入點，簡化了硬件電路，并利用先進的功能指令實現數據的存儲和傳輸，因此能極方便地實現數