機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕題目：基于PLC的小型立體倉庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班級：114姓名：張玉學(xué)號：1666110431指導(dǎo)教師：張海濤日期：2023-5摘要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速開展，自動化立體倉庫必然會被更廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)。自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的一個重要組成局部，是一個多囤貨倉庫系統(tǒng)的開銷，通過自動控制和管理系統(tǒng)，高位貨架，堆垛機(jī)，自動存儲，自動出庫，計算機(jī)管理控制系統(tǒng)和其他輔助設(shè)備。倉庫模型控制系統(tǒng)是基于對自動化倉庫的操作和設(shè)計的根本原那么。在整個控制系統(tǒng)，以三菱FX2N系列PLC為核心控制元件，專用鍵盤作為人機(jī)接口裝置，用于控制步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動一個倉庫有三個運動自由度的由高強(qiáng)度鋼軌三維模型。在根據(jù)地址碼每轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)輸出脈沖應(yīng)當(dāng)通過鍵盤的每個位置，由PLC的鍵盤命令掃描和位置的相應(yīng)數(shù)量的，當(dāng)PLC接收從鍵盤輸入的命令，那么輸出數(shù)的脈沖對應(yīng)于該位置，之后驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一定的角度，進(jìn)而控制傳動部件絲杠旋轉(zhuǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，以完成貨物的存取功能。另外，為了保證整個控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，我們還采用了限位開關(guān)對其進(jìn)行限位保護(hù)。本文首先對該課題的可行性及課題實現(xiàn)的現(xiàn)實意義和價值進(jìn)行了介紹；其次對該系統(tǒng)的硬件組成、結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行了闡述和分析；再次對本控制系統(tǒng)的核心——軟件進(jìn)行了編寫，論文中即有梯形圖又有相應(yīng)的語句表；最后對設(shè)計本課題所學(xué)到的知識和結(jié)論進(jìn)行歸納和總結(jié)，并對本論文有待完善的地方進(jìn)行扼要的說明。關(guān)鍵字：立體倉庫、可編程控制器、步進(jìn)電機(jī)、物流管理目錄基于PLC的小型立體倉庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計梯形圖的設(shè)計PLC的程序編輯工作是靠梯形圖完成的，梯形圖具有形象直觀，且便于分析記憶的特點。GXDeveloper是一款可以開發(fā)三菱全系列的編程軟件，使用十分方便。為了使得設(shè)計調(diào)試簡單方便，依據(jù)功能分析知程序設(shè)計局部可分為系統(tǒng)初始化自復(fù)位程序、取貨子程序、送貨子程序、系統(tǒng)故障保護(hù)程序等局部，分別確定邏輯思路編程后再進(jìn)行程序整體匯總。1、初始化自復(fù)位程序自動控制系統(tǒng)工作的第一步，便是判斷堆垛機(jī)是否已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，是否可以正常工作，假設(shè)不在初始位，需要自動回復(fù)到初始位。因此在初始化階段，本設(shè)計將貨叉在取出限位，堆垛機(jī)原始0倉位設(shè)置為初始位置。根據(jù)保護(hù)原那么，首先應(yīng)判斷貨叉是否在取出限位處，假設(shè)不在取出限位處，首先驅(qū)動Z軸直流電機(jī)向后收回貨叉，到達(dá)取出限位后進(jìn)行下一步；假設(shè)此時貨叉已經(jīng)在取出限位處，驅(qū)動Y軸步進(jìn)電機(jī)下降，當(dāng)?shù)竭_(dá)下行極限后，驅(qū)動水平電機(jī)，后退到原始0倉位檢測限位開關(guān)，此時堆垛機(jī)到達(dá)初始位置，完成自復(fù)位功能，PLC控制程序如圖4.4梯形圖所示：圖4.4初始化復(fù)位程序2、取貨子程序P1取貨是指叉車從指定倉庫位置取出貨物后送到緩沖貨臺。首先Y0輸出對應(yīng)指定倉位X軸步進(jìn)電機(jī)需要的定位脈沖，Y1輸出對應(yīng)指定倉位Y軸步進(jìn)電機(jī)需要的定位脈沖，到達(dá)指定倉位后，貨叉先從固定高度〔300脈沖處〕下降至底部，之后Z軸電機(jī)正轉(zhuǎn)，貨叉伸入倉位至遇到送進(jìn)限位開關(guān)處停止，然后貨叉抬起貨物至固定高度〔300脈沖處〕，下一步Z軸電機(jī)反轉(zhuǎn)，貨叉帶貨物縮回至遇到取出限位開關(guān)處停止，最后回到原始0倉位處，完成取貨任務(wù)。對應(yīng)取貨子程序P1如圖4.5所示：圖4.5取貨子程序P13、送貨子程序P2送貨是指叉車從緩沖倉庫位置取出貨物后送到指定倉庫。倉庫的定位操作與取貨程序相同，貨叉的操作稍有差異，這里就不詳細(xì)表達(dá)了。對應(yīng)的送貨子程序P2如圖4-6所示：圖4.6送貨子程序P24、系統(tǒng)故障保護(hù)程序系統(tǒng)運行或調(diào)試過程中，可能會發(fā)生一些意外情況，所以在進(jìn)行軟件設(shè)計的過程中也必須要考慮到，從而保證整個系統(tǒng)平安可靠地運行。自動化立體倉庫系統(tǒng)中設(shè)置了前進(jìn)限位保護(hù)開關(guān)X27、后退限位保護(hù)開關(guān)X30、上行限位保護(hù)開關(guān)X31，當(dāng)任意一個限位開關(guān)動作時，證明系統(tǒng)出現(xiàn)意外故障情況，此時輸出Y21，切斷步進(jìn)電機(jī)自身驅(qū)動電源，堆垛機(jī)停止運動，從而保證整體設(shè)備的平安。系統(tǒng)故障保護(hù)程序如圖4-7所示：圖4.7系統(tǒng)故障保護(hù)程序結(jié)論該系統(tǒng)主要是PLC為核心，采用功能強(qiáng)大的PLC控制功能，我們可以利用可編程控制器倉庫功能，具有接線簡單，編程直觀和易于擴(kuò)展的特性。當(dāng)增加機(jī)器人的功能，只需添加硬件限位開關(guān)輸入信號線。無需改變原有的布線，只需添加適當(dāng)?shù)某绦蚝凸δ茌敵鲕浖?，要改變的地方較少。調(diào)試結(jié)果說明，適應(yīng)性強(qiáng)，準(zhǔn)確性和可靠性，以滿足設(shè)計要求，說明該設(shè)計是可行的。通過本設(shè)計，我學(xué)習(xí)到了很多東西，在工作的細(xì)心上也得到了提高。并且，更了解了有關(guān)可編程控制器的功能。我選擇這個設(shè)計，也是為了彌補(bǔ)以前學(xué)習(xí)上的缺乏。這次設(shè)計，使我了解到老師的用心良苦，并且從老師那學(xué)到了很多珍貴的東西。參考文獻(xiàn)[1]湯自春主編.PLC原理及應(yīng)用技術(shù)[M].高等教育出版社,2006[2]吳明亮、蔡夕忠主編.可編程控制器實訓(xùn)教程[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2005[3]賈德勝等編著.PLC應(yīng)用開發(fā)實用自程序[M].人民郵電出版社,2006[4]嚴(yán)盈富主編.PLC入門[M].人民郵電出版社,2005[5]孫政順、曹京生主編.PLC技術(shù)[M].高等教育出版社,2005[6]周伯英主編.工業(yè)機(jī)器人設(shè)計[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1995.6.

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