摘要
随着国民经济的飞速发展,自动化立体仓库必然会在各行各业中得到越来越广泛的应用。自动化立体仓库是现代物流系统的重要组成部分，是一种多层存放货物的高架仓库系统，由自动控制与管理系统、高位货架、巷道堆垛机、自动入库、自动出库、计算机管理控制系统以及其他辅助设备组成。
本仓库模型控制系统是根据自动化立体仓库运行的基本原理而设计的。在整个控制系统中以三菱FX2N系列PLC作为核心控制元件，专用键盘作为人机接口部件，控制步进电机来驱动一个有三自由度的仓库模型在高强度导轨上做三维运动。以步进电机每转输出的脉冲数为基础，通过键盘对每个仓位予以地址编码，通过PLC对命令键盘进行扫描并得到相应的仓位号，当PLC接收到来自键盘的输入命令后，便输出对应仓位的脉冲数，经过驱动器驱动步进电机按设定的方向转动一定的角度，进而控制传动部件丝杠旋转进行准确的定位，以完成货物的存取功能。另外，为了保证整个控制系统运行的稳定性和可靠性，我们还采用了限位开关对其进行限位保护。
本文首先对该课题的可行性及课题实现的现实意义和价值进行了介绍；其次对该系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析；再次对本控制系统的核心——软件进行了编写，论文中即有梯形图又有相应的语句表；最后对设计本课题所学到的知识和结论进行归纳和总结，并对本论文有待完善的地方进行扼要的说明。
关键字：立体仓库可编程控制器（PLC）步进电机物流管理
目录
1.绪论 (2)
1.1本课题设计的背景 (2)
1.2 本课题设计的内容 (3)
1.3本课题设计的目的和意义 (4)
2.系统控制方案的确定 (4)
2.1自动化立体仓库的概述 (4)
2.2采用PLC控制立体仓库的优点 (5)
2.3系统设计的基本步骤 (5)
2.4 系统控制方案 (7)
2.5立体仓库技术参数的确定 (9)
3.系统硬件设计 (9)
3.1 控制系统结构设计 (9)
3.2可编程控制器(PLC)的选型 (10)
3.2.1 PLC概述 (10)
3.2.2 PLC的选型 (11)
3.3步进电机的选择 (13)
3.3.1 步进电机的原理 (13)
3.3.2 步进电机的选择 (13)
3.4步进电机驱动器的选择 (16)
3.5传感器的选择 (18)
3.6微动开关的选择 (20)
3.7 PLC输入输出分配表 (20)
3.8 电气原理图的设计 (21)
4系统控制软件设计 (22)
4.1 PLC梯形图概述 (22)
4.2 三菱编程软件的特点 (23)
4.3 系统流程图 (24)
4.4梯形图的设计 (26)
5.系统调试及结论 (26)
5.1梯形图程序的下载（传送） (26)
5.2程序运行过程记录 (27)
5.3结论 (28)
附录I PLC设计的梯形图 (29)
参考文献 (39)
2引言
可编程控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC。它是20世纪70年代以来，在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，国外已广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。近年来，国内在PLC技术与产品开发应用方面发展很快，除有许多从国外引进的设备、自动化生产线外，国产的机床设备已越来越多地采用PLC控制系统取代传统的继电-接触器控制系统。与继电—接触器系统相比系统更加可靠；占位空间比继电—接触器控制系统小；价格上能与继电—接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、接触器与于之相当的执行机构；能向中央执行机构；能向中央数据处理系统直接传输数据等
自动化立体仓库也称立库，是在不直接进行人工参与的情况下自动地存储和取出物料的系统。它是采用高层货架存储货物，用专门的仓储作业设备进行货物出入库作业的仓库。与传统继电器接触装置相比，PLC 具有体积小、抗干扰能力强和可靠性高等优点。现代意义上的立体仓库，是物流机械和计算机技术地完美结合，仓库作业全部实现自动化.
1.绪论
1.1本课题设计的背景
立体仓库一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。
立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。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发展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。
我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963年研制成第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，机械部起重所负责），该库1980年投入运行。到目前为止，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。
自动化仓库应用范围很广，几乎遍布所有行业。在我国，自动化仓库应用的行业主要有机械、冶金、化工、航空航天、电子、医药、食品加工、烟草、印刷、配送中心、机场、港口等。
1969年美国数字设备公司（DEC）研制书世界第一台可编程控制器，并成功地应用在美国（GM）的生产线上。但当时只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制期，简称PLC （programmable logic controller）。
70年代后期，随着微电子技术和计算机的迅猛发展，使PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC（programmable controller）.但由于PC容易与个人计算机（programmable computer）相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程器的缩写。
1985年国际电工委员会（IEC）对PLC的定义如下：
可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。
PLC是继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：（1）逻辑运算（2）弱电控制强电。
PLC是集自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。可编程控制器，简称PLC。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的一中新型工业控制设备。具有1.可靠性高、抗干扰能力强2.设计、安装容易，维护工作量少4.功能强、通用性好5.开发周期短，成功率高 6.体积小，重量轻、功耗底等特点。已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。与继电——接触器系统相比系统更加可靠；占位空间比继电——接触器控制系统小；价格上能与继电——接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、触器与于之相当的执行机构；能向中央执行机构；能向中央数据处理系统直接传输数据等。
因此，进行立体仓库的PLC控制系统的设计，可以推动机械手行业的发展，扩大PLC 在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。
1.2 本课题设计的内容
课题的主要任务是基于三菱FX2N系列PLC的立体仓库控制系统的设计。仓位的主体框架除包括十二个库位外，还配有一个物品入口位和一个出口位，并在这十二个库位的底部均设置有检测开关，若库内有物品，则压制相应的检测开关使之闭合，若无物品，则相应的检测开关断开。
1.3本课题设计的目的和意义
传统条件下的库房管理作业，主要依据人工装卸，特别是对于一些大型物资，不仅工作效率低，浪费大量的人力、物力，存在较大的安全隐患，同时还占据大量的库房面积。立体库的投入使用，彻底解决了这一难题.
自动化立体仓库可以产生巨大的社会效益和经济效益。它通过高层货架存储，使存储区大幅度地向高空发展，提高了空间利用率；自动化立体仓库采用层积式存放，结合计算机管理，可以很容易实现先入先出，防止货物的自然老化、变质和损坏；通过自动存取系统(AS/RS),加快了运行和处理速度，提高了劳动生产率，降低操作人员的劳动强度；采用自动化技术后，还能较好地适应黑暗、低温、污染、有毒和易爆等特殊场合的物品存储需要；计算机控制能够始终准确无误地对各种信息进行存储和管理，减少了货物处理和信息处理过程中的差错；同时借助于计算机管理还能有效地利用仓库存储能力，便于清点和盘库，合理减少库存，加快资金周转，节约流动资金，从而提高仓库的管理水平。
自动化仓库的信息系统可以与企业的生产信息系统集成，实现企业信息管理的自动化。同时，由于使用自动化仓库，促进企业的科学管理，减少了浪费，保证均衡生产，也提高了操作人员素质和管理人员的水平。
2.系统控制方案的确定
2.1自动化立体仓库的概述
自动化立体仓库是指在不直接进行人工处理的情况下, 自动地完成物品仓储和取出的系统, 它以高层立体货架为主体, 以成套搬运设备为基础, 是集自动控制技术、通信技术、机电技术于一体的高效率、大容量存储机构。自动化立体仓库的出现, 实现了仓库功能从单纯保管型向综合流通型的转变。用PLC控制的自动化立体仓库达到仓储技术的全面自动化。
自动化立体库基本由以下部分组成:
高层货架:用于存储货物的钢结构。目前主要有焊接式货架和组合式货架两种基本形式。
托盘（货箱）：用于承载货物的器具，亦称工位器具。
巷道堆垛机:用于自动存取货物的设备。按结构形式分为单立柱和双立柱两种基本形式；按服务方式分为直道、弯道和转移车三种基本形式。
输送机系统:立体库的主要外围设备，负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。输送机种类非常多，常见的有辊道输送机，链条输送机，升降台，分配车，提升机机，皮带
机等。
AGV系统:即自动导向小车。根据其导向方式分为感应式导向小车和激光导向小车。
自动控制系统:驱动自动化立体库系统各设备的自动控制系统。目前以采用现场总线方式为控制模式为主。
库存信息管理系统:亦称中央计算机管理系统。是全自动化立体库系统的核心。目前典型的自动化立体库系统均采用大型的数据库系统（如ORACLE，SYBASE等）构筑典型的客户机/服务器体系，可以与其他系统（如ERP系统等）联网或集成。
2.2采用PLC控制立体仓库的优点
1、低成本利用电力线上网，最大的优点就是成本低。由于利用电力线上网，直接使用现有电力网就可以实现通信，而不需要另外铺设电话线、光电缆等，大大地减少了在基础网络上的投资。
2、范围广无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。电力线是最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。因为家家都有电力线，由此，运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一个家庭.因此，这一技术一旦进入商业化阶段，将会促进电信市场的变革，并给互联网普及带来极大的发展空间。
3、高速利用电力线上网能够提供高速传输。德国最大的电力设备生产商RWE承诺，运用他们的电力线上网技术，其速度要比ISDN拔号上网快30多倍, 比ADSL更快！足以支持现有网络上的各种应用。更高速率的PLC产品正在研制之中。
4、便捷不管在家里的哪个角落,只要连接到房间内的任何电源插座上，就可立即拥有PLC带来的高速网络享受!
5、永远在线PLC属于"即插即用"，不用烦琐的拨号过程，接入电源就等于接入网络！
6、结构灵活通过PLC技术实现Internet接入，可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率。目前还未有效解决电力线信号通过变压器的技术，因此，电力线通信设备都是集中在220V线路变压器的用户端。
7、家庭数字化PLC技术能够通过电力线将整个家庭的电器与网络联为一体，在室内的设备之间构筑起可自由交换信息的局域网，使人们能够通过网络来控制自己家里的电器设备。
2.3系统设计的基本步骤
立体仓库系统设计与调试的主要步骤，如下图2-1所示：
在立体仓库控制系统的设计过程中主要要考虑以下几点：
1.深入了解和分析立体仓库的工艺条件和控制要求。
2.确定I/O设备。根据立体仓库控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。
3.根据I/O点数选择合适的PLC类型。
4.分配I/O点，分配PLC的输入输出点，编制出输入输出分配表或者输入输出端子的接线图。
5.设计立体仓库系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序，这是整个立体仓库系统设计的核心工作。
6.将程序输入PLC进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。
7. 立体仓库整体调试，在PLC软硬件设计和现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，调试中发现的问题要逐一排除，直至调试成功。
图2-1立体仓库控制系统设计步骤
2.4 系统控制方案
德马物流公司需要装一立体仓库十二个仓库位、有物品出入口位与输出口位，各仓位能自检，其动作示意图(2)所示。立体仓库的结构示意图见下图2-2所示:
图2-2立体仓库结构示意图
根据某一物流公司对立体仓库的具体要求，本课题所设计的立体仓库具有以下功能：
1、堆垛机（机械手）要有三个自由度，即：前进、后退；上、下；左、右；
2、堆垛机的运动由步进电机驱动；
3、堆垛机前进（或后退）运动和上（或下）运动可同时进行；
4、堆垛机前进、后退和上、下运动时必须有超限位保护；
5、每个仓位必须有检测装置（微动开关），当操作有误时发出错误报警信号；；
6、当按完仓位号后，没按入或取前，可以按取消键进行取消该操作。
7、整个电气控制系统必须设置急停按钮，以防发生意外。
2.5立体仓库技术参数的确定
3.系统硬件设计
3.1 控制系统结构设计
本设计是运用PLC控制系统来控制立体仓库的运动的方式。能快速的对输入信号做出反应控制立体仓库，便于检修。控制系统结构图如图3-1所示。
图3-1 控制系统结构图
3.2可编程控制器(PLC)的选型
3.2.1 PLC概述
可编程控制器，英文称Programmable Controller，简称PLC，本课题中用PLC作为它的简称。PLC是用于工业现场的电控制器。它源于继电器控制技术，但基于电子计算机。它通过运行存储在其内存中的程序，把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换为所要求的输出信息，进而再通过输出电路的物理过程去实现对负载的控制。
PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普通计算机进行入出信息变换时，大多只考虑信息本身，信息入出的物理过程一般不考虑的。而PLC则要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的实际使用。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，便于
维修及抗干扰等问题,入出信息变换及可靠的物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。PLC可以通过它的外设或通信接口与外界交换信息。其功能要比继电控制装置多的多、强的多。
PLC有丰富的指令系统，有各种各样的I/O接口、通信接口，有大容量的内存，有可靠的自身监控系统，因而具有以下基本的功能：
○1逻辑处理功能；
○2数据运算功能；
○3准确定时功能；
○4高速计数功能；
○5中断处理（可以实现各种内外中断）功能；
○6程序与数据存储功能；
○7联网通信功能；
○8自检测、自诊断功能。
可以说，凡普通小型计算机能实现的功能，PLC几乎也都可以做到。
像PLC这样。集丰富功能于一身，是别的电控器所没有的，更是传统的继电控制电路所无法比拟的。丰富的功能为PLC的广泛应用提供了可能，同时，也为自动门行业的远程化、信息化及智能化创造了条件。
3.2.2 PLC的选型
在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
1．输入输出（I/O）点数的估算
I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展。余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。根据估算的方法故本课题的I/O点数为输入40点，输出21点。
2．存储器容量的估算
存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。
存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。因此本课题的PLC内存容量选择应能存储
5000条梯形图，这样才能在以后的改造过程中有足够的空间。
3．控制功能的选择
该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
根据本课题所设计的自动门控制的需要，主要介绍以下几种功能的选择。
（1）控制功能
PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。
（2）编程功能
离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。
五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。
（3）诊断功能
PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。
PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。
4．机型的选择
(1)PLC的类型
FX2系列可编程控制器主机分为16、24、32、64、80、128点六档，还有各种输入和输出扩展单元，这样在增加I/O点数时，不必改变机型，可以通过扩展模块实现，降低了经济投入。本课题设计的立体仓库控制系统有输入信号40个，输出信号21个。其中，外部输入元件包括：检测元件、按钮、取、送、急停、限位开关、超限位保护等等；输出有三个步进电机的正反向、动作指示、错误显示等等。按照上述配置，所选I/O点不得低于61点，结合实际情况，所选I/O点为80点。因此我所选型号为FX2N-80MR。
（2）经济性的考虑
选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。
输入输出点数对价格有直接影响。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。本课题所设计的立体仓库属于小型控制系统，结合经济性的考虑因此选择整体型PLC。
根据我组设计的立体仓库其输入点数为40点、输出电数为21点，所以选择三菱FX2N-80MR。
3.3步进电机的选择
3.3.1 步进电机的原理
步进电机是数字控制系统中的执行电动机，当系统将一个电脉冲信号加到步进电机定子绕组时，转子就转一步，当电脉冲按某一相序加到电动机时，转子沿某一方向转动的步数等于电脉冲个数。因此，改变输入脉冲的数目就能控制步进电动机转子机械位移的大小；改变输入脉冲的通电相序，就能控制步进电动机转子机械位移的方向，实现位置的控制。当电脉冲按某一相序连续加到步进电动机时，转子以正比于电脉冲频率的转速沿某一方向旋转。因此，改变电脉冲的频率大小和通电相序，就能控制步进电动机的转速和转向，实现宽广范围内速度的无级平滑控制。步进电动机的这种控制功能，是其它电动机无法替代的。步进电动机可分为磁阻式、永磁式和混合式，步进电动机的相数可分为：单相、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多种。增加相数能提高步进电动机的性能，但电动机的结构和驱动电源就会复杂，成本就会增加，应按需要合理选用。
3.3.2 步进电机的选择
（1）、步进电动机的特点
①、步进电动机是一种作为控制用的特种电机，它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的，其特点是没有积累误差(精度为100％)，所以广泛应用于各种开环控制。
②、步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比
③、步距值不容易因为电气、负载、环境条件的变化而改变,使用开环控制(或半闭环控制)就能进行良好的定位控制。
④、起制动、正反转、变速等控制方便。
⑤、价格便宜,可靠性高。
⑥、步进电动机的主要缺点是效率较低,并且需要配上适当的驱动电源。
⑦、步进电动机带负载惯性的能力不强,在使用时既要注意负载转矩的大小,又要注意负载转动惯量的大小,只有当两者选取在合适的范围时,电机才能获的满意的运行性能。
⑧、由于存在失步和共振，因此步进电机的加减速的方法根据利用状态的不同而复杂多变。
（2）、步进电机驱动系统的基本组成
与交直流电动机不同，仅仅接上供电电源，步进电机不会运行的。为了驱动步进电动机，必须由一个决定电动机速度和旋转角度的脉冲发生器（在该立体仓库控制系统中采用PLC 作脉冲发生器进行位置控制）、一个使电动机绕组电流按规定次序通断的脉冲分配器、一个保证电动机正常运行的功率放大器，以及一个直流功率电源等组成一个驱动系统，如图3-2所示。
图3-2 步进电机驱动系统的组成
（3）、步进电动机的选择计算
在选择步进电动机时首先考虑的是步进电动机的类型选择，其次才是具体的品种选择，在该立体仓库控制系统中要求步进电动机电压低、电流小、有定位转矩和使用螺栓机构的定位装置，确定步进电动机采用2相8拍混合式步进电机；在进行步进电动机的品种选择时，要综合考虑速比i 、轴向力F 、负载转矩l
T 、额定转矩
N T 和运行频率y f ，以确定步进电机
的具体规格和控制装置。
由于我们使用螺栓机构的定位装置，已知条件和要求条件为： 移动部分总重 M=25kg 外力 Fa=4kg.?cm 磨擦系数 μ=0.04 螺栓机构的效率 η=O. 9 螺栓轴径 B D =1.2cm 螺栓长 B L =42cm 螺距 P=3mm 分辨率 L=0.01mm 移动距离 δ=0.0075mm/步 速度 V=2m ／min 计算：
设拟选用2相、1.8°步距角的HB 型电动机 速比(设使用直接驱动方式) i=m×b θ/(360×L)=2×1.8／(360×O.01)=1
轴向力
F=Fa+μM=4+0.04×25=5kg.?cm 负载转矩
l
T =F×P ／(2
πη)+(0μ×0F ×P )/2 π
=5×0.3／(2 ×3.14×0.9)+ (0.3×1.67× 0.3)/(2 ×3.14) =0.289kg.??cm 螺栓的惯量
B J =（π×ρ×B L ×4
B D ）/32
=（3.14×7.9×310-×42×4
2.1）/32
=0.0675kg.??2cm
移动体的惯量
t J =M×2)2/(πP
=25×2
)28.6/3.0(
=0.0571 kg.??2
cm
负载惯量为
L J =B J +t J
=0.0675+0.00571
=0.1246kg.??2
cm
根据以上计算可以初步选定步进电动机，其惯量为M J =0.03 kg.??2
cm ，空载起动频率
s f =3000H 。
由要求的速度可求出运行的频率： f=V ／L=2000／(60×0.01)=3333HZ 可知需要加减速的驱动方式。 齿轮比：G=δ360°/b θL=0.0075 ×360°
/ (1.8°×0.01)=150
换算到电机轴的负载转矩为
T=G×L(
l
T +F)/ 2
πη
=150×0.01×(0.289+5)/(6.28×0.9) =1.40 kg.??cm
对首次设计的装置来讲，所选用的电动机通常留有2～3倍的余量，所以电机转矩
N T =3T=3×1.40=4.2 kg.?cm =0.41N.?M
根据以上的计算，在该立体仓库控制系统中的步进电动机采用北京斯达特机电科技发展有限公司生产的2相8拍混合式步进电机，它的主要特点：体积小，具有较高的起动和运行频率，有定位转矩等优点。型号：42BYGHl01。电气原理图如图3-3所示。快接线插头：红色表示A 相，蓝色表示B 相；如果发现步进电机转向不对时可以将A 相或B 相中的两条线对调。
图3-3步进电机的出线圈
表3-1步进电机的电气技术数据
3.4步进电机驱动器的选择
(1)、步进电机驱动器的选择
步进电机的运行要有一电子装置进行驱动，这种装置就是步进电机驱动器，它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移，或者说：控制系统每发一个脉冲信号，通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。
所有型号驱动器的输入信号都相同，共有三路信号，它们是：步进脉冲信号CP、方向电平信号DIR、脱机信号FREE(此端为低电平有效，这时电机处于无力矩状态；此端为高电平或悬空不接时，此功能无效，电机可正常运行)。它们在驱动器内部的接口电路都相同，见下图。OPTO端为三路信号的公共端，三路输入信号在驱动器内部接成共阳方式，所以OPTO端须接外部系统的VCC，如果VCC是+5V则可直接接入；如果VCC不是+5V则须外部另加限流电阻R，保证给驱动器内部光耦提供8-1 5mA的驱动电流，参见图3-4和图3-5。在该立体仓库中由于FP0提供的电平为24V，而输入部分的电平为5V，所以须外部另加1.8K的限流电阻R。
图3-4 输入信号接口电路图3-5 外接限流电阻R
步进电机驱动器的输出信号有两种:
①、初相位信号：驱动器每次上电后将使步进电机起始在一个固定的相位上，这就是初相位。初相位信号是指步进电机每次运行到初相位期间，此信号就输出为高电平，否则为低电平。此信号和控制系统配合使田，可产生相位记忆功能，其接口见图3-6。
图3-6 初相位信号接口电路
②、报警输出信号：每台驱动器都有多种保护措施(如：过压、过流、过温等)。当保护发生时，驱动器进入脱机状态使电机失电，但这时控制系统可能尚未知晓。如要通知系统，就要用到…报警输出信号?。此信号占两个接线端子，此两端为一继电器的常开点，报警时触点立即闭合。驱动器正常时，触点为常开状态。触点规格：DC24V／1A或AC11OV／O．3A。
一般来说，对于两相四根线电机，可以直接和驱动器相连，如图3-7所示。
图3-7 电机与驱动器接线图
所以我采用SH系列步进电动机驱动器，型号为SH-2H057。主要由电源输入部分、信号输入部分、输出部分组成。SH-2H057步进电动机驱动器采用铸铝结构，此种结构主要用于小功率驱动器,这种结构为封闭的超小型结构，本身不带风机，其外壳即为散热体，所以使用时要将其固定在较厚、较大的金属板上或较厚的机柜内，接触面之间要涂上导热硅脂，在其旁边加一个风机也是一种较好的散热办法。
此步进电机驱动器的电气技术数据为：
表3-2步进电机驱动器的电气技术数据
步进电机驱动器接线示意图见图3-8
图3-8 步进电机驱动器接线示意图
3.5传感器的选择
在该立体仓库中采用欧姆龙EE-SPY402凹槽型、反射型接插件式传感器作货物检测，它是日本欧姆龙公司的产品，采用能抗周围外来光干扰的变调光式；采用变调光式，与直流光式比，不易受外来光干扰的影响；电源电压为DC5-24V 的大量程电压输出型；带有容易调整的光轴标识；带有便于调整，动作确认的入光显示灯；反射式传感器的时间图和输出回路图如图3-9所示。
图3-9 反射式传感器的时间图和输出回路图
它有三根连接线(红、蓝、黑)，红色接电源的正极、黑色接电源的负极、蓝色为输出信号，当与挡块接近时输出电平为低电平，否则为高电平。需要注意检测距离不要离传感器太近，否则传感器不能动作；连接是采用接插件方式，千万不要对端子(读出头)进行焊接。
此传感器的电气技术数据为:
表3-3传感器的电气技术数据
PLC实训设计任务书 一.实训的主要容 根据实际要求，以S7-200型PLC为核心，设计立体车库控制系统。设计控制系统硬件电路，编写软件控制系统程序，目的是掌握PLC控制的基本原理、直流电机、传感器等器件的原理及使用。 二.实训报告任务 车库模型以205实验室的立体车库模型为准 立体停车库实物教学实验装置的主要结构分为控制柜和停车库模型两部分。 控制柜部分由按键显示板、信号接口板电气 控制板几部分组成停车库模型部分由停车层模型和停车盘模型组成。 停车层分为上中下三层上层有四个车位共有四个车盘可停放四辆汽车 模型从左到右分别是1号位2号位3号位4号位简记符为3-1、3-2、 3-3、3-4中层有四个车位共有三个车盘可停放三辆汽车模型从左到右 分别是2-1车盘2-2车盘2-3车盘下层有四个车位共有三个车盘可停 放三辆汽车模型从左到右分别是1-1车盘1-2车盘1-3车盘。 对立体车库的控制可以有两种方法 第一种是由现场操作人员通过相应的按钮控制立体车库设备的动作 第二种是根据实际的生产工艺要求编制出控制程序按照现场要求来控制 立体车库设备的动作。 按下存车按钮选择存车位置。如果选择的车位上已有车停放将发出警示信 息。该警示信息可以通过控制系统点亮警示灯或发出警示声来实现。如果选择的 车位上无车系统将做如下动作 如果选择存放1-1号车位汽车进入车库。当检测到光电开关的信号后表 明车辆己经进库。如果选择存放1-2号车位载车盘1-1右移载车盘1-2下移 到第一层汽车进入车库。1-2号车位上移到第二层原位停止。 按下取车按钮选择取车位置。如果选择的车位上没有车停放将发出警示信 息。如果选择的车位上有车系统将做如下动作 如果选择取1-1号车位的车此时车辆可以离开车库。当检测到限位开关的 信号后表明车辆已经出库车位1-1车辆出库过程完成。如果选择取1-2号车 位的车载车盘1-1右移载车盘1-2下移到第一层汽车出库。车位1-2车辆 出库过程完成上移回原位车位1-2车辆出库过程完成。
综合毕业实践报告(论文) 综合毕业实践题目：小型立体仓库电气控制系统的设 计 系部: 电气工程系所学专 业： 现代应用电器与电 子 学生姓名：*** 班 级： 440310 学号： ******** 起迄日期：2006.2至2006.6 实践地点：江苏省移动通信第二话务中心 指导教师：*** 专业技术职 务： 讲师
顾问 教师： 2006 年 6 月
摘要 随着国民经济的飞速发展,自动化立体仓库必然会在各行各业中得到越来越广泛的应用。自动化立体仓库是现代物流系统的重要组成部分，是一种多层存放货物的高架仓库系统，由自动控制与管理系统、高位货架、巷道堆垛机、自动入库、自动出库、计算机管理控制系统以及其他辅助设备组成。 本课题的电气控制是由日本三菱公司生产的FX2型可编程序控制器(PLC)、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等器件组成。该电气控制系统分手动和自动两种方式。它实现的功能主要有：取（由零位出发到指定仓位号取货并送到入货台）；入（到零位取货并送入指定仓位号）等等，在执行完任务后自动返回到零位等待下一个指令。 本文首先对该课题的可行性及课题实现的现实意义和价值进行了介绍；其次对该系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析；再次对本控制系统的核心——软件进行了编写，论文中即有梯形图又有相应的语句表；最后对设计本课题所学到的知识和结论进行归纳和总结，并对本论文有待完善的地方进行扼要的说明。 关键词:立体仓库电气控制 PLC 步进电机物流管理
目录 第1章绪论 (1) 1.1 立体仓库在自动化生产过程中 (1) 1.2 此课题的设计内容及主要思路 (1) 1.3 设计此课题的可行性 (2) 1.4 设计此课题的实用价值及现实意义 (3) 第2章硬件部分 (4) 2.1 立体仓库的基本结构 (4) 2.2 立体仓库的硬件原理 (5) 2.2.1 步进电机的原 理 (5) 2.2.2 步进电机驱动器的原理 (5) 2.2.3 传感器的工作原理 (6) 2.2.4 开关型稳压电源的原
题目：基于PLC的液位控制系统设计姓名： 学号： 系别： 专业： 年级班级： 指导教师： 2013年5月18日
毕业论文（设计）作者声明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 本人完全了解有关保障、使用毕业论文的规定，同意学校保留并向有关毕业论文管理机构送交论文的复印件和电子版。同意省级优秀毕业论文评选机构将本毕业论文通过影印、缩印、扫描等方式进行保存、摘编或汇编；同意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 本毕业论文内容不涉及国家机密。 论文题目： 作者单位： 作者签名： 年月日
目录 摘要............................................................................................................. 1残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。引言............................................................................................................. 1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 1.研究现状分析 ................................................................................... 2彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 1.1题研究背景、意义和目的 ...................................................... 2謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 1.2液位控制系统的发展状况 ...................................................... 3厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 1.3课题研究的主要内容................................................................ 4茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 2.控制方案设计 ................................................................................... 4鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 2.1系统设计 ...................................................................................... 4籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 2.2单容水箱对象特性 .................................................................... 6預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 3.硬件配置 .............................................................................................. 8渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 3.1控制单元 ...................................................................................... 8铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 3.2检测单元 ...................................................................................... 9擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 3.3执行单元 ...................................................................................... 9贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 4.软件设计 .............................................................................................. 9坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。 4.1STEP 7-Micro/WIN编程软件简介 ........................................ 9蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 4.2参数设定及I/O分配 .............................................................. 10買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 5.程序编程和系统仿真.................................................................. 12綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 5.1程序设计 .................................................................................... 12驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 5.2程序仿真和分析....................................................................... 13猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 6.结论....................................................................................................... 16锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。参考文献................................................................................................ 17構氽頑黉碩饨荠龈话骛。附录........................................................................................................... 19輒峄陽檉簖疖網儂號泶。致谢........................................................................................................... 22尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
PLC实训设计任务书 12343-1、3-2、3-3、3-4 分别是2-12-22-3 1-11-21-3车盘。 第一种是由现场操作人员通 如果选择存放1-1 明车辆己经进库。如果选择存放1-21-11-2下移 1-2号车位上移到第二层原位停止。 如果选择取1-1 1-1车辆出库过程完成。如果选择取1-2号车1-11-21-2车辆 1-2车辆出库过程完成。
摘要 立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施。随着城市汽车保有量的不断增加，停车难问题己经成为大中型城市的一个普遍现象。机械式立体车库可充分利用上地资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本课题以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象，综合考虑立体车库制造成本和运行效率的双重因素。 本文在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择四层三列式车库结构为研究模型。升降横移式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。本文简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统也作了简单的说明。在对升降横移式立体车库控制系统的设计中，采用了先进的可编程序控制器(PLC)控制，运用西门子公司的编程软件编制了升降横移式立体车库控制系统的程序，并经调试、运行，证明采用PLC作为控制系统简单易行。其稳定、可靠、快速、性价比高的特点使得控制系统非常完美。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际，在升降横移式立体车库中使用了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。 关键词：立体车库；控制系统；可编程序控制器
基于PLC的立体仓库控制系统的设计 摘要 随着国民经济的飞速发展,自动化立体仓库必然会在各行各业中得到越来越广泛的应用。自动化立体仓库是现代物流系统的重要组成部分，是一种多层存放货物的高架仓库系统，由自动控制与管理系统、高位货架、巷道堆垛机、自动入库、自动出库、计算机管理控制系统以及其他辅助设备组成。 本仓库模型控制系统是根据自动化立体仓库运行的基本原理而设计的。在整个控制系统中以三菱FX2N系列PLC作为核心控制元件，专用键盘作为人机接口部件，控制步进电机来驱动一个有三自由度的仓库模型在高强度导轨上做三维运动。以步进电机每转输出的脉冲数为基础，通过键盘对每个仓位予以地址编码，通过PLC对命令键盘进行扫描并得到相应的仓位号，当PLC接收到来自键盘的输入命令后，便输出对应仓位的脉冲数，经过驱动器驱动步进电机按设定的方向转动一定的角度，进而控制传动部件丝杠旋转进行准确的定位，以完成货物的存取功能。另外，为了保证整个控制系统运行的稳定性和可靠性，我们还采用了限位开关对其进行限位保护。 本文首先对该课题的可行性及课题实现的现实意义和价值进行了介绍；其次对该系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析；再次对本控制系统的核心——软件进行了编写，论文中即有梯形图又有相应的语句表；最后对设计本课题所学到的知识和结论进行归纳和总结，并对本论文有待完善的地方进行扼要的说明。 关键字：立体仓库可编程控制器（PLC）步进电机物流管理
目录 1.绪论 (3) 1.1本课题设计的背景 (3) 1.2 本课题设计的内容 (4) 1.3本课题设计的目的和意义 (5) 2.系统控制方案的确定 (5) 2.1自动化立体仓库的概述 (5) 2.2采用PLC控制立体仓库的优点 (6) 2.3系统设计的基本步骤 (6) 2.4 系统控制方案 (8) 2.5立体仓库技术参数的确定 (10) 3.系统硬件设计 (10) 3.1 控制系统结构设计 (10) 3.2可编程控制器(PLC)的选型 (11) 3.2.1 PLC概述 (11) 3.2.2 PLC的选型 (12) 3.3步进电机的选择 (14) 3.3.1 步进电机的原理 (14) 3.3.2 步进电机的选择 (14) 3.4步进电机驱动器的选择 (17) 3.5传感器的选择 (19) 3.6微动开关的选择 (21) 3.7 PLC输入输出分配表 (21) 3.8 电气原理图的设计 (22) 4系统控制软件设计 (23) 4.1 PLC梯形图概述 (23) 4.2 三菱编程软件的特点 (24) 4.3 系统流程图 (25) 4.4梯形图的设计 (27) 5.系统调试及结论 (27) 5.1梯形图程序的下载（传送） (27) 5.2程序运行过程记录 (28) 5.3结论 (29) 附录I PLC设计的梯形图 (30) 参考文献 (40)
哈尔滨理工大学毕业设计 题目：基于PLC的中央空调控制系统设计院、系：自动化学院自动化系 姓名： 指导教师： 系主任： 2012年06月25 日
哈尔滨理工大学毕业设计(论文)任务书 学生姓名：学号： 学院：自动化学院专业：自动化 任务起止时间：2012 年 2 月27 日至2012 年 6 月25 日 毕业设计(论文)题目： 基于PLC的中央空调控制系统设计 毕业设计工作内容： 1．第1～2周，查阅相关资料并翻译外文资料； 2．第3～4周，了解课题目前在国内外的研究现状、发展趋势，确定中央空调所要实现的功能和了解整个系统的结构框架； 3．第5～8周，进一步了解中央空调的所要实现的具体功能，确定系统中所要用到的原器件，并进行最初的硬件电路的设计，为软件编程做准备； 4．第9～11周，学习PLC程序的设计与开发，确定最终的硬件电路的设计； 5．第12～13周，编写PLC程序，并和硬件一起进行程序调试，来检查程序的可行性； 6．第14～15周，修改必要的程序部分来完善系统，并书写论文的初稿；7．第16～17周，修改并完成书面论文，准备答辩。 资料： 1.王卫兵，高俊山. 可编程控制器原理及应用.第二版.机械工业出版社，2005 2.任光.可编程序控制器(PC)应用技术与实例.华南理工大学出版社，2001 3.汤蕴缪，史乃. 电机学.机械工业出版社，1999 4.康贤永，万大福. 可编程控制器及其应用. 重庆大学出版社，1998 5.梅晓榕，柏桂珍. 自动控制元件及线路. 科学出版社，2005 6.刘金琨. 先进PID控制Matlab仿真(第二版). 电子工业出版社，2004 指导教师意见： 签名： 年月日系主任意见： 签名： 年月日 教务处制表
前言 随着企业的持续稳定发展，经济全球化步伐也迅速加快，我国的工业也出现了翻天覆地的变化，一方面高科技的加工工艺越来越得到推广，加工效率也得到了大大的提高。与此同时原有的物流和仓储系统已不能满足新形势的要求,建立一个集物流、信息流和资金流于一身的自动化物流管理中心,从而降低企业综合物流成本,提高企业综合效益便成为目前亟待解决的问题。自动化立体仓库是指在不直接进行人工处理的情况下, 自动地完成物品仓储和取出的系统, 它以高层立体货架为主体, 以成套搬运设备为基础, 是集自动控制技术、通信技术、机电技术于一体的高效率、大容量存储机构。PLC 作为一种工业控制计算机, 具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、多种控制功能、网络技术和优越的性价比等性能, 是目前广泛应用的控制装置之一。自动化立体仓库的出现, 实现了仓库功能从单纯保管型向综合流通型的转变，而且自动化立体仓库是现代物流与仓储系统的重要组成部分，具有货物存取效率高和自动化程度高、很强的入出库能力等优点。而PLC功能强大，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便，易于实现机电一体化。完全满足立体仓库工作环境和控制系统的要求。。 但是由于立体仓库前期投入大，需要专业人才从事维护，维持费用高，只有资本雄厚的企业才会重视立体仓库，成本成为立体仓库发展的限制因素，因此如何降低立体仓库的成本或者设计中小型立体仓库自然成为重中之重更利于推广与普及。本设计就是针对那些中小型企业而设计的采用三菱FX1N系列PLC作为核心控制元件的中小型字体仓库，而且结构可以灵活调整，它既可以是单排或者双排货架的自动化立体仓库，也可以是自动化立体车库，可以根据需求调
前言 随着企业现代化规模的不断扩大，物流业的快速发展，仓库单层库存的物流系统的重要组成部分，人工翻找的存储形式已经不能满足实际要求。立体仓库已成为不可缺少的重要部分的生产物流系统，机器人和堆垛机的关键设备。所谓的立体仓库基层十几层，甚至几十层高的货架单元装载货物的仓库或库，货物搬运到的货物装卸设备（机器人）。 立体仓库空间利用率高，强进库容量，采用计算机控制管理，帮助企业实现现代化的管理功能，已成为不可或缺的企业仓储物流和生产管理技术，越来越多的企业的生存。自动化的高货架仓库的应用围广泛，几乎遍布所有行业。在中国，工业自动化高层货架仓库应用主要是机械，冶金，化工，航空航天，电子，医药，食品加工，烟草，印刷，配送中心，机场，港口等。
第一章绪论 1.1自动化立体仓库的基本原理及概述 1.1.1自动化立体仓库的基本原理 自动化立体仓库，也被称为高架仓库AS / RS（自动存储和检索系统），自动存取系统。这是常用的层，十几层，甚至几十层高的货架，自动材料处理设备，仓库货物出库和仓储业务。立体仓库通常立体货架堆垛机的铁路隧道，一个存储托盘输送机系统，尺寸检测条码阅读系统，通信系统，自动控制系统，计算机监控系统，计算机管理系统以及其他如电线，电缆桥架配电辅助设备橱柜，托盘，调节平台，钢结构平台的复杂的自动化系统。使用一流的综合物流理念，采用先进的控制总线，通信和信息技术，通过以上设备的协调行动，按照指定的用户的需求完成货物自动有序，快速，准确，高效的仓库工作。图为立体化仓库的示意图1-1： 图1-1 立体化仓库的示意图 这类仓库主要通过高层货架充分利用空间进行存取货物，所以称为“立体仓库”，也有的称为“高架仓库”。目前，这类仓库最大高度达到40多米，最大
基于PLC的霓虹灯控制系统设计 目录 第一章绪论 (1) 第二章霓虹灯变压器 (2) 2、1霓虹灯的工作原理 (2) 2、2霓虹灯的结构与部件 (2) 第三章可编程序控制器简介 (3) 3、1 PLC简介 (3) 3、2 PLC的结构 (4) 3、3 PLC的工作原理 (4) 3、4控制器简介:S7-200系列PLC (5) 3、5 PLC应用特点 (5) 第四章霓虹灯控制系统设计 (6) 4、1任务分析及功能阐述 (6) 4、2 PLC接线图 (7) 4、3 I\O分配表 (8) 4、4控制流程的设计 (9) 4、5梯形图的设计 (10) 总结 (14)
第一章绪论 在现阶段,可编程控制器在工业控制领域已经起着举足轻重的作用,其方便快捷,准确等功能决定了它的主导地位,它将逐渐发展成以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。本课题可以说就是对可编程控制器在自动控制方面的一个简单的应用。 随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣与发展,大中小城市都在进行亮化工程。企业为展现自己的形象与产品,一般都会采用通过霓虹灯广告屏来这种广告手法,所以当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见,一种就是采用霓虹灯管做成的各种形状与多种彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果,大部分就是采用霓虹灯。这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题,如何去快捷、可靠、简单的去控制,成为人们考虑的重点,在这我认为PLC最适合去解决这些问题。 可编程控制器PLC英文全称Programmable Logic Controller,就是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等方面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。作为自动控制装置的核心,它具有功能强,可靠性高等诸多优点,PLC实验装置采用的式模块化结构,主要模块有可编程序控制器、编程器模块,九种实验模块,按钮、开关输入模块与继电器输出模块,以及四层电梯模型。该装置可以完成各种指令系统以及多种控制对象的程序设计训练。因为PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。并且PLC在工业自动化控制特别就是顺序控制中的方面具有比较突出的优势,在现实中人们也就是多通过PLC去控制霓虹灯的。以上就就是我选择此题目作为本学期PLC应用系统设计的意义。 本次设计的主要任务就是利用可编程控制器对霓虹灯进行控制,采用的就是SIEMENS公司生产的S7-200系列可编程控制器,与其对应的编程软件就是STEP7-Micro/WIN。
立体仓库控制系统硬件设计 一、[摘要]： 可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC,是一种以微处理器为基础、带有指令存储器和输入输出接口、综合了微电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术的新一代工业控制装置。它能够存储和执行指令，进行位置控制、逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。本文介绍立体仓库控制系统硬件设计与选择,松下电工系列FP0型PLC的特点以及在立体仓库控制系统应用中的程序设计。与继电器控制系统相比，PLC具有软件简单易学，使用维护方便，运行稳定可靠，设计施工周期短等优点，对于立体仓库控制系统的应用，更具有普遍推广的价值。 [关键词]：PLC 立体仓库位置控制硬件 The hardware program is devised in warehouse controller system JIA XIAOJI [Abstract]: Programmable Logic Controlleris shorted PLC. It is a new industry controller device with together electronic, computer, automatic control, communication technology, which has the microprocessor as the base、the order memory and the interface of inputand output. It can do these operation such as saving and executing order, doing position control、logiccontrol and sequencecontrol、timing,calculating sums and so on. It can also control machine and the process of various types production by using the digital and the analog input and output. The article is introduced the design of the hardware and selection, which used into the auto warehouse control system, the features of the Panasonic FP0 programmable controllers and the programs of the auto warehouse control system. Compare with the relay control system, PLC has more advantages such as simple software, convenience in using and maintaining, stable and reliable operation, the short period of the design. It has the valuable of general spread with the application of the auto warehouse control system. [Keywords]:PLC WarehousePosition controlHardware 二、绪言
摘要 立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施。随着城市里面汽车数量的不断增加，停车困难的问题己经成为大中型城市的普遍现象。自动立体化立体车库可充分利用上地资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市停车困难问题的重要途径。本课题以最为典型的升降横移式立体车库为研究对象，综合考虑立体车库制造成本和运行效率等因素进行设计。 本文在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择三层十车位式自动立体车库结构为研究模型。升降横移式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。本文简单介绍了车库的主体结构特点和传动机构部分。在对升降横移式立体车库控制系统的设计中，采用了先进的PLC控制，运用西门子公司的编程软件编制了升降横移式立体车库控制系统的程序，并经调试、运行，证明采用可编程序控制器(PLC)作为控制系统简单易行。其稳定、可靠、快速、性价比高的特点使得控制系统非常完美。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际，在升降横移式立体车库中使用了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。 关键词：自动立体车库；控制系统；可编程序控制器。
Abstract Stereo garage is specifically implement check of vehicles automatic parking and scientific storage facilities. With the increasing of urban car ownership, parking problem has become a common phenomenon of large and medium-sized cities. Mechanical stereo garage can make full use of land resources, give full play to the advantage of the play maximum parking vehicles becoming the important way to slow the problem of urban static traffic. This topic was typical to lift move transversely type parking equipment as the research object, considering the three-dimensional garage dual factors of manufacturing cost and operation efficiency. In the garage at home and abroad present situation and the development trend on the basis of investigation and choose three layers of ten parking type automatic stereoscopic garage structure as the research model. Lifting and moving type stereo garage in terms of their component parts, can be divided into three parts: the garage structural parts, transmission parts and control system. This article simply introduces the main structural characteristics and transmission mechanism parts of the garage. In three-dimensional garage for lifting and moving the design of control system, adopt advanced PLC control, using Siemens programming software of the control system of three-dimensional garage for lifting and moving type, and the debugging and running, prove that using programmable controller (PLC) as control system is simple. Its stable, reliable, rapid, cost-effective features makes the control system very perfect. In order to make the parking equipment meets the requirement, according to the state of mechanical parking equipment general safety standards, lift the lateral movement type parking equipment and actual using some necessary safety technology in the lift move transversely, so that ensures the complete safety of the vehicle, make the whole garage can be safe and smooth operation. Keywords：automatic stereoscopic garage；control system；PLC.
基于S7-200 PLC控制的小型自动化立体仓库设计 XX大学 毕业设计论文任务书 课题名称基于S7-200 PLC控制的小型自动化立体仓 库设计 学院电气信息学院 专业班级自动化084班 姓名XX 学号089064444 毕业设计论文的主要内容及要求: (1)了解自动化立体仓库的组成及基本功能,熟悉PLC控制系统设计的一般步骤。 (2)结合相关资料设计立体仓库的系统结构图; 本课题所设计的立体仓库具有以下功能: 1、堆垛机(机械手)要有三个自由度,即:前进、后退;上、下;左、右 2、堆垛机的运动由步进电机驱动 3、堆垛机前进(或后退)运动和上(或下)运动可同时进行 4、堆垛机前进、后退和上、下运动时必须有超限位保护 5、每个仓位必须有检测装置(微动开关),当操作有误时发出错误报警信号
6、当按完仓位号后,没按入或取前,可以按取消键进行取消该操作 7、整个电气控制系统必须设置急停按钮,以防发生意外 起止时间: 2012 年 2 月21 日至2012 年 6 月 5 日共15 周 指导教师 签字系主任 签字院长 签字 摘要 自动化立体仓库是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分,是一种多层存放货物的高架仓库系统,由自动控制与管理系统、高位货架、巷道堆垛机、自动入库、自动出库、计算机管理控制系统以及其他辅助设备组成。它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。如今我国国民经济的飞速发展,自动化立体仓库必然会在各行各业中得到越来越广泛的应用。 本课题的电气控制主要由西门子公司的PLC、步进电机驱动器、步进电动机、直流电动机等器件组成。本文首先对本课题进行简要的介绍,包括背景,研究意义,现状等;其次对该系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析;再次对本系统用到的器件分别进行介绍,重点对PLC程序进行了编写;最后对设计本课题所学到的知识进行归纳和总结。 关键字:立体仓库可编程控制器(PLC) 西门子S7-200
1 问题阐述 某智能仓库，有两个巷道，4排货架，中间两排货架并排在一起，每排货架有200货格，其中长20个，高10个，每个货格尺寸为 300cm*300cm，堆垛机行进速度与升降为0~1.6米/秒，行进过程可以升降，堆垛机存取货物时只有一个出口，智能仓库存放10类物品，这10类物品需求量不同，假设不同需求，设计这10类物品如何存放，占多少货格，取货速度能达到最优。 2 自动化立体仓库简介 自动化立体仓库是机械、电气与信息技术相结合的产品。它主要由货物储存系统、货物存取和传送系统、控制和管理等三大系统组成，还有与之配套的供电系统、空调系统、消防报警系统、称重系统、信息系统等。 2.1 自动化立体仓库的构成 一个比较完善的自动化立体仓库主要由货物储存系统、货物存取和传送系统、控制和管理等三大系统组成：(1)货物储存系统，用于货物存放和周转的货物储存的系统，如高层货架及托盘、货箱；(2)货物存取和传送系统，用于出入库作业的货物存取和传送，如堆垛机、输送带、装卸机；(3)入出库分配系统，进行货物的出入库分配，如辊式、链式输送机、分配车、升降机等。除此之外，一个自动化立体仓库需有与之配套的辅助系统：(1)自控系统，由计算机控制的入出库设备、分配系统以及各种检测、保险机构的全部电控装置组成；(2)计算机管理系统，用来管理仓库的信息管理、数据分析、合理管理货位、设备运行、库存情况等；(3)入出库频率不高的立体仓库几个巷道可共用一台堆垛机，此时应配备堆垛机转轨设备，如转轨车。 2.2 自动化立体仓库的分类 自动化立体仓库是一个复杂的综合自动化系统，作为一种特定的仓库形式，一般有以下几种分类形式。 1．按建筑形式分类
PLC实训设计任务书 一.实训的主要内容 根据实际要求，以S7-200型PLC为核心，设计立体车库控制系统。设计控制系统硬件电路，编写软件控制系统程序，目的是掌握PLC控制的基本原理、直流电机、传感器等器件的原理及使用。 二.实训报告任务 车库模型以205实验室的立体车库模型为准 立体停车库实物教学实验装置的主要结构分为控制柜和停车库模型两部分。 控制柜部分由按键显示板、信号接口板电气 控制板几部分组成停车库模型部分由停车层模型和停车盘模型组成。 停车层分为上中下三层上层有四个车位共有四个车盘可停放四辆汽车 模型从左到右分别是1号位2号位3号位4号位简记符为3-1、3-2、 3-3、3-4中层有四个车位共有三个车盘可停放三辆汽车模型从左到右 分别是2-1车盘2-2车盘2-3车盘下层有四个车位共有三个车盘可停 放三辆汽车模型从左到右分别是1-1车盘1-2车盘1-3车盘。 对立体车库的控制可以有两种方法 第一种是由现场操作人员通过相应的按钮控制立体车库设备的动作 第二种是根据实际的生产工艺要求编制出控制程序按照现场要求来控制 立体车库设备的动作。 按下存车按钮选择存车位置。如果选择的车位上已有车停放将发出警示信 息。该警示信息可以通过控制系统点亮警示灯或发出警示声来实现。如果选择的 车位上无车系统将做如下动作 如果选择存放1-1号车位汽车进入车库。当检测到光电开关的信号后表 明车辆己经进库。如果选择存放1-2号车位载车盘1-1右移载车盘1-2下移 到第一层汽车进入车库。1-2号车位上移到第二层原位停止。 按下取车按钮选择取车位置。如果选择的车位上没有车停放将发出警示信 息。如果选择的车位上有车系统将做如下动作 如果选择取1-1号车位的车此时车辆可以离开车库。当检测到限位开关的 信号后表明车辆已经出库车位1-1车辆出库过程完成。如果选择取1-2号车 位的车载车盘1-1右移载车盘1-2下移到第一层汽车出库。车位1-2车辆 出库过程完成上移回原位车位1-2车辆出库过程完成。
毕业设计开题报告 课题题目基于PLC的立体车库控制系统设计 课题来源生产实践是否实做□ 成果形式毕业设计■ 毕业论文□ 开题报告内容（可另附页） 见附页 指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等） 课题难度适中，工作量饱满，进度安排合理，具备毕业设计工作条件。 指导教师签名： 年月日 专家组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等） 专家组成员签字：教学院长（签章）： 年月日
附页 附页 一．课题研究的目的及意义 随着社会的发展，城市人口日益增多，楼房和车辆也越来越多，特别是随着改 革开放以来，国民经济的高速发展为汽车工业的振兴注入了强劲的动力。目前 中国家用轿车的保有量为489 万辆到2010年将增加达到1466万辆2倍，到2020年这一数字再增加4倍，达到7200万辆。届时我国大城市的车辆越来越多，而除了新建的高档住宅小区外，大多数普通住宅小区的车库严重配套不足，以至于小区内小轿车到处乱停乱放，马路边、人行道、甚至草坪上都停车。“十五”期间，国家鼓励轿车进入家庭，随着城市居民汽车普及率的大幅提高，在中 国城市土地资源越来越紧缺的情况下，城市住宅小区的停车难问题已经日益突出，许多大城市为了解决这个问题，都提出了住宅小区停车位的供应以配建为主，并都制定了新的建筑物配建停车设施标准，如合肥市住宅区配建停车位标 准提高到0.5-1.6个不等。 但我国大城市普通住宅区以及老城区以前建立的住宅区大部分都没有建停车场(库)，也不会有太大的地方和空间来建大型停车场，也就无法满足住宅小区内广大居民的停车需求。为此停车问题也就逐渐成为大城市一个大难题。城市中有 限的地面面积已经无法提供足够的停车车位，于是向空间发展成为解决当前问 题的一条重要途径。立体停车库就是在这种背景下发展起来的。研究立体停车 库网络智能管理系统不仅能够降低成本，带来经济效益，更能提高效率，方便 人们的日常生活。最后，通过毕业设计，在综合利用以前所学知识同时，进一 步的学习了专业知识，为参加工作和进一步的深造做准备。 二．本课题国内外研究现状 早在50多年前，立体停车就在国外有所发展，先后出现了针对家庭使用的双层停车设备，利用住宅空地建起2-4层升降横移停车设备，适合城市中心商住区 使用的停车楼和停车塔；利用广场、建筑物下面的空间建设地下车库。自70年代末起，世界经济高速发展，汽车逐渐普及，保有量不断增加，迫使地少人多、车多的国家、地区和一些发达国家积极开展了机械式停车技术的研究开发和制 造应用。以日本、美国、德国等为代表的发达国家在停车技术领域的研究处于
基于可编程控制的智能立体仓库设计 发表时间：2017-10-16T11:22:19.157Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第14期作者：余章平 [导读] 同时在后续的研究中，可以通过增强系统控制的柔性，提高系统的运行反应速度，以更好的适应现场工作的要求。 霍尼韦尔（天津）有限公司广东广州 511430 摘要：本文是利用可编程控制技术完成了立体仓储检测控制系统的设计，选用组态王软件实时检测，用户可以随时观察和解决存取过程中所出现的问题。最后通过调试，模拟运行该系统，验证了该系统能够可靠运行，能够将货物准确定位并实时检测。 关键词：立体仓库；可编程控制；实时监控 The Design of intelligent warehouse based on PLC Yu Zhangping ( Honeywell Tianjin Ltd Guangzhou 511430) Abstract：The paper mainly talks about the design of the system about the automation stereoscopic warehouse, according to the needs of control system, then we use the programmable logic controller controls the system. we use the Kingview software to establish a real-time monitoring system for automation stereoscopic warehouse. The staff needs to concentrate on the running status of monitor system only, and then he can know the operation of the automation stereoscopic warehouse, so that it’s easy to observe and solve the problems in the process of accessing. Finally, by debugging and simulating the operation of the system, it can verify the reliability of the system; can be accurate positioning, cargo security. Keywords: PLC control；Real time monitoring；automation stereoscopic warehouse 1立体仓库介绍 现代化智能立体仓库可以实现货物自动存储，运用自动化设备和控制技术进行统一管理，省去人工搬运和核算。在具有传统仓库存储功能的同时，可更具需要增加分类、理货/统计打印等新的功能，大大的提高空间使用率，同时也提高了使用者的工作效率。 2立体仓库方案设计 2.1立体仓库的组成部分 本文采用六个模块组成立体仓库，分别是人机接口操作界面、控制模块、驱动模块、电机运行模块、机械模块和立体仓位模块。人机接口操作界面接收使用者的命令。传给控制系统去完成。例如使用者需要将货物送传送到立体仓库中某个指定仓位，这时使用者通过人机操作界面，将信号传送给控制系统模块，由控制模块决定执行（若仓位中还没有存放有货物，即该仓位为空的状态下）或者不执行操作（即该仓位不是空的状态下）。若执行操作会调用相对应的执行命令的相应程序并且进行执行，通过它来对驱动模块进行控制，驱动模块又接着去驱动电机制动模块，电机带动机械部件移动，货物被成功传送到指定的仓位中。当然也可以将指定仓位中货物取出来，这样就实现了操作人员对货物的存放或者获取货物的目的了。 2.2立体仓库实现的功能 本系统设计的立体仓库包含有12个仓位，控制中心能够自动管理货物进出并用组态网实现监控，它具有以下的一些功能：1）将货物送到指定的任意仓位；2）将某个仓位的货物取出来；3）将一个仓位的货物由一个位置移到另一个仓位；4）仓位没有放置货物时候可以提醒仓位为无存放货物状态。 3 立体仓库系统硬件与软件设计 3.1立体仓库的结构设计 1、仓库仓位 本系统设计3×4立体仓库，设定位置编号如下。其中0位为起始位置。 图3.1 仓库编号示意图 2、可编程控制器和控制台 本系统选用西门子S7-200系列的可编程序控制器，上位机电脑上进行操作实现，一个仓位与两个数字对应，并且有灯亮来显示仓位是否有存放有货物。 3、传送杆 机械部件传送杆由水平杆和垂直杆两大部分组成。在动作时，控制系统驱动步进电机带动杆子转动，完成水平移动和定位。在垂直杆上装设有带缺口的金属片，安装光电传感器来进行位置检测。保证货物能精确定位， 3.2 设计取货和存货流程 系统设计完成上电准备，X,Y,Z轴分别置零位，作为初始位置，此时若在人机接口界面输入仓位位号，系统首先判断收到的信息是取货还是送货，判断完毕后如果是取货就进入取货程序，如果是送货就进入送货程序。当取货或送货程序执行完毕后，系统会自动返回初始位置。系统软件流程图如图3.2所示。 图3.2立体仓库的总体流程图 取货流程： 当系统进入到取货程序，系统控制中学首先对传送平台是否缩回进行判断，一般在货物的出库和入库的操作中，传送装置会进行伸缩动作，如果在传送过程中还没有缩回，要先控制Z轴让其缩回来，然后开始进行出入库的操作。具体的操作流程是，首先从接收命令开始，传送平台定位移动到货物所属仓位，然后伸出到货物的底部（Z轴方向），随后向上提取货物（Y轴方向），接着回缩到平台（Z轴方向），然后再把货物送回起始平台位置，当到达后再向前延伸到该仓位中，下行放下货物（Y轴移动），这样就完成了一个取货的工作流