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PLC、伺服电机系统在立体仓库堆垛机控制中的应用

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PLC、GOT、定位单元、伺服电机在自动化立体仓库控制中的应用

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2008年06月

PLC、GOT、定位单元、伺服电机在自动化立体仓库控制中的应用

XXXX单位 XXX

摘要自动化立体仓库是近十年来伴随着自动控制、系统控制设备以及数据库等相关技术的飞速发展而应运而生的。随着这些技术的发展和电脑的普及，自动化立体仓库高效、可靠、操作方便的优点为越来越多的使用者接受，应用也日益广泛。在以往的自动化仓库中，其控制部分大都采用PLC加计算机或计算机加控制板卡的方式。随着计算机技术的飞速发展，计算机的性能以及稳定性等大幅度提高，现场总线技术的日益成熟，一种新的控制方式——软PLC控制方式逐渐形成并逐渐被应用于各种控制领域，其中就包括自动化仓库。

本文简述可编程控制器（FX2n-32MR）、定位单元（FX2n-20GM）、触摸屏（三菱GT1155）、伺服电机在自动化立体仓库（AS/RS）系统堆垛机中的具体应用。立体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-32MR型PLC作为核心控制元件，三菱FX2N-20GM作为PLC专用定位单元用来控制伺服电机（三菱MR-E-20A）来驱动仓库堆垛机的X轴与Y轴，控制双轴气缸来驱动Z轴，堆垛机的两轴在高强度导轨上做二维运动。以伺服电机每转输出的脉冲数、丝杠进给量和机械零点为基础，依照仓位间距，计算出每仓位相对机械零点的坐标值（脉冲数），经过定位单元驱动伺服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，系统还采用了限位开关对其进行限位保护。通过系统的调试，立体仓库模型控制系统能够通过手动和自动控制方式较为准确地完成货物的存取功能。通过实验调试，基本上达到自动化立体仓库高效、可靠、操作方便控制要求。此系统不仅适合自动化类教学仪器的演示，也可以为自动化立体仓库的具体实施作一个技术参考。

关键词：自动化立体仓库可编程控制器定位单元触摸屏GOT) 伺服电机堆垛机

1 引言

1.1自动化立体仓库系统

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。它具有占地面积小、储存量大、周转快的优点，是集信息、存储、管理于一体的高技术密集型机电一体化产物。它与平库相比，可节约７０％的占地面积和７０％的劳动力。具有很高的空间利用率和出入库能力，能加快货物的出入库存储节奏，减轻劳动强度，提高生产效率。机械手是自动化立体仓库的重要组成部分，主要运用于存取设备，例如堆垛机等。

1.2自动化立体仓库模型研究的意义

自动化立体仓库是指在不直接进行人工处理的情况下，自动地完成物品的存放和取出的系统，根据这个原理结构，设计了自动化立体仓库模型控制系统。本设计的自动化立体仓库模型主要应用于自动化等相关专业教学仪器的演示部分，目的是帮助自动化等相关专业的学生了解自动化立体仓库的基本结构、设计原理以及整个控制系统的工作过程、熟悉电气控制的基本原理，了解电气控制在现代科技应用中的重要性，以及PLC应用在现代控制系统中的作用和一些不可替代性的优点。熟悉PLC的外围电路设计、软件设计方法和设计流程等。同时本系统在设计方案上结合了正在开发的自动化立体仓库模型，并对其技术方案进行了描述，为日后自动化立体仓库的具体实施作一个技术上的参考。使未来自动化立体仓库的设计更趋于完美化。

2 系统方案总体设计

2.1 设计思想

本设计是以可编程控制器（Programmable Logic Controller 简称PLC）为核

心，三菱FX2N-20GM作为PLC专用定位单元，控制伺服电机驱动一个有二个自由度的堆垛机来模拟现实中立体仓库的存取过程。在整个立体仓库运行过程中采用开环控制方式，触摸屏（三菱GT1155）为人机接口元件，PLC和定位单元为控制元件，伺服电机和电磁阀（双轴气缸）为执行元件来驱动工作台在高强度导轨上做三维运动，堆垛机传动部件为高精度丝杠传动。运行时PLC会接收和分析操作人员在触摸屏上的输入指令，做出合理的工作安排。即读取执行元件的信息，通过软件做出合理的工控安排反馈到执行元件和操作系统，实现车位的位置移动。具体原理方框图如图1所示。

图1 系统方框图

2.2 本设计控制要求

（1） PLC根据触摸屏所设置不同物品对应仓位实现十二个仓位的自动存取，本系统对三层仓位每层放置不同的三类物品，系统会自动寻找此空位来实现物品的依次存放，存放结束后自动返回原点（机械原点），等待下一个存放命令。PLC 接受存放命令向目标空位靠近的运动默认为有负荷运动，此时为低速运动，以获得较大的电机转矩，回原点的运动默认为空载，此时堆垛机快速移动，可以节省工作时间，提高效率。

（2）具有急停功能。当系统在运行的过程中发现其它意外等，可以点击急停按键，此时系统会立即停止运行并保持原位置。但系统再次运行务必要回原点校正。因为系统采用开环控制，其速度由伺服电机或步进电机接受的脉冲频率决定，运行位移量由脉冲数目决定。而各空位对应的脉冲频率、数量数据均由程序设定。另外从系统运行时的可靠性和安全性角度考虑，所有的数据均应参考原点

而设置。所以系统每次任务结束后都必须回原点进行校正，避免执行错误命令，发生意外。

（3）能够快速返回原点。堆垛每次执行完取/放料动作完成后，系统便快速返回原点。本功能也可以作为原点校正用，长时间运行误差积累导致工作台不能精确定位，借此可以校正。

（4）有手动和自动档选择，可以实现手动和自动两种控制方式。并且在触摸屏上有点动按钮导航键，分别用于控制堆垛机X轴正向与反向运行，Y轴正向与反向运行，Z轴（物料叉）伸缩运动运。规定远离原点为正向，靠近原点为反向。同时在控制台上设置手动操作的十字开关，对堆垛机X与Y轴手动控制。实现对物品的存放操作。

（5）堆垛机X轴与Y轴方向定位由输出脉冲序列专用单元FX2N-20GM控制两台MR-E-20A伺服电机来实现；堆垛机取放料机构物料叉由PLC驱动电磁阀控制气缸伸缩动作实现对仓库取放物品功能。

（6）装配物品检测传感器，PLC获取此信息并根据触摸屏对物品分类入库参数设置，实现对物品分类入仓。

（7）触摸屏功能：在系统中实现对堆垛机对象的监视及仓库和系统运行状态的显示功能，具体要求： 1.自动控制； 2.手动控制；3.系统急停；4.物品对应仓位设置；5.仓库物品实时库存数量统计，6.历史库存数量统计； 7.仓库实时监视；8.出库操作；9．系统报警（如满仓）。

2.3 系统构成

系统由可编程控制器（FX2n-32MR）、定位单元（FX2n-20GM）、触摸屏（三菱GT1155）、伺服电机（MR-E-20A）及气缸（物料叉）等组成。控制电路图如图2所示。

图2 系统控制电路图

2.4．系统触摸屏监控画面。

L N -

图5 初始画面图6 控制方式画面

图7 自动控制监控画面图8 仓库实时监视画面

图9 历史库存数画面图10 堆垛机手动控制画面

图11 物料目标仓库设置画面图12 出库操作画面

3．系统主要器件及在系统中的功能简介

3.1可编程控制器（PLC）

本设计中用的主控制器MITSUBISHI FX2N-32MR型PLC为本三菱公司生

产的一款小型PLC，FX2n系列PLC把许多其他PLC的优点都融进一个很小的控制器中。FX2n适用于最小的封装，是希望低成本的用户在有限的I/O范围寻求强大控制功能的首选目标。内部提供多达32个I/O点，并且能够通过串行通信传输数据。在系统PLC为核心元件对负责整个系统控制与数据处理。

3.2触摸屏（GOT）

触摸屏是触摸式图形显示终端的简称，它是一种人机交互装置。一般通过串行接口与计算机、PLC或其他外围设备连接进行通信，由专用软件完成画面的制作和传输，实现其作为图形操作和显示终端的功能。在控制系统中，触摸屏常作为PLC的输入和输出设备，通过使用相关软件，设计出满足用户要求的监控画面，实现对控制对象的操作和显示。

本设计中用的为三菱公司生产的GT1155型320X240点STN彩色液晶触摸屏，实现对系统对象的监视与控制功能。

3.3定位单元

定位单元FX2n-20GM型是三菱公司生产的输出脉冲序列的专用单元。定位单元允许用户使用步进电机或伺服电机，并通过驱动单元来控制定位。一个定位单元能控制两根轴；定位单元配有一种专用定位语言（cod指令）和顺序语言（基本指令和应用指令）；当连上一个通用的脉冲发生器（集电器开路型）后，手动进给有效；当连接上一个带有绝对位置（ABS）检测功能的伺服放大器后，每次启动时的回零点可以被保存下来。当连上一个FX2n系列PLC时，定位数据可被读/写，定位单元也可不需要任何PLC单独运行。

本设计中定位单元FX2n-20GM用来控制两个MR-E伺服电机定位堆垛机的两轴位置。

3.4伺服驱动器及伺服电机

本设计中采用两台三菱通用AC伺服MR-E-20A型交流伺服放大器，控制模式有位置控制和速度控制2种模式，而且能够切换位置控制和速度控制进行运行。位置控制模式时可用最高500Kpps的高速脉冲串执行电机的旋转速度和方向的控制。MR-E系统伺机服电机的编码器采用14386脉冲/转分辨率的增量位置编码器，可进行高精度定位。两台伺服电机为本设计执行元件，控制传动部件

丝杠旋转进行准确的定位。

3.5驱动支架仓库模型

驱动支架（堆垛机）是此模拟机的重要机械部分，要求有高的强度和传动精度用于保证运行的精度和可靠性。其有效坐标行程（可运动最大坐标值）为X ×Y×Z=460×450×70mm。其各坐标方向上各有三根轴，中间是传动丝杠，两边是导轨。仓库模型采用钢架结构，为3×4行列式，共12个空位。

4．关键问题处理

在本模拟自动化立体仓库设计中，主要根据输出脉冲序列的专用单元FX2n-20GM对伺服电机控制，即采用脉冲开环控制方式设计，由三菱FX2n-32MR型PLC、定位单元FX2n-20GM、MR-E伺服电机、气缸、开关电源（DC24V）、一个基本的控制台，起控制和驱动作用。

当定位单元发出一定脉冲，经过伺服驱动器驱动伺服电机旋转一定的角度，要想实现对堆垛机的精确控制，传动部件丝杠旋转一圈进给量为6mm，因此需依此量并参照机械零点位置计算出每一仓位对应坐标值。

5．一个完整的动作过程

要编写一个很好的控制程序首先要搞清运动的各个环节，把连续运动合理的离散化和数字化是整个程序设计的关键，因此可以把一个完整的自动存取过程简单划分为：首先按动触摸屏自动控制按钮键，如系统为初次启动时堆垛机三轴归机械零位，物品检测传感器检测到物品种类，根据设置目标仓值，PLC接到信号后，执行定位单元对应目标仓位程序（取物品托架），X、Y轴两路伺服电机开始同时正转，即向各自目标的坐标值开始靠近。当伺服电机达到目标坐标值后，堆垛机X轴与Y轴均停止动作，延时后PLC驱动电磁阀，气缸出杆伸出，延时，Y轴再正转，物料叉托起物料托架使之与仓库脱离后，气缸杆作缩回动作，延时，气缸杆作缩回动作完成后定位单元对两轴执行归零命令，X、Y轴归到机械零位，待检测到物品置于物料叉上时，执行定位单元对应目标仓位程序（放物品托架与物品），此次堆垛机行走路径与上一流程基本相似，只是目标坐标值Y大于对应仓位底部坐标相对值，然后物料叉做伸出运动，伺服电机（Y轴）再反转，放下物品托盘及物品，物料叉再缩回，当步进电机停止动作的信号发出后即物料叉作缩回动作完成后定位单元对两轴执行归零命令，到此，即整个自动化立体车库的

自动存取车过程基本结束。

9．系统可扩展性

所采用的PLC主机支持多种特殊功能模块，为进一步优化系统功能提供了方便，如：只要加上相应的通迅模块（如FX2n-485-BD，FX2N-32CCL等）即可把该系统加入工业现场总线系统中。为今后系统改造与升级提供支持。

结束语

本文重点介绍了自动化立体仓库模型的具体设计过程，此控制系统通过调试显示能够比较准确地完成对12位仓库模型的基本定位，能够比较准确地完成自动存取任务。

本控制系统是根据自动化立体仓库运行的基本原理设计的，以三菱FX2n-32MR型PLC作为核心控制元件，三菱FX2N-20GM作为PLC专用定位单元用来控制伺服电机（三菱MR-E-20A）来驱动仓库堆垛机的X轴与Y轴，驱动一个有二自由度的堆垛机在高强度导轨上做二维运动。控制气缸动作驱动Z 轴，来实现对物品的自动存取任务。所做的具体工作如下：

（1）设计了人机界面（触摸屏画面）。实现对系统对象的监视与控制功能。

（2）根据整个控制系统的运行要求，设计出了相应的程序并且通过了调试。

（3）通过系统的最终调试，完成了在立体仓库模型上进行物品装卸的试验。

在这次设计中，基本完成了仓库模型控制系统的设计，达到了预期的目标，实现了其主要功能。此设备调试表明所选设计方案均是可行的。此仓库模型控制系统适合自动化类教学仪器的演示，也可以为自动化立体仓库的具体实施作一个技术参考。

参考文献：

梁耀光余文烋主编《电工新技术教程》

三菱电机《FX1S；FX1N；FX2N；FX2NC系列编程手册》

三菱电机《FX2N-10GM；FX2N-20GM编程手册》

三菱电机《MR-E 伺服放大器使用手册》

三菱电机《GT Designer2 版本2 画面设计手册》

燕山大学本科毕业设计（论文）开题报告课题名称：自动化立体仓库堆垛机设计学院（系）：里仁学院年级专业：08级机电2班学生姓名：张仕进指导教师：边辉完成日期：2011年3月22日

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义随着科技的进步，社会的发展，物流技术的应用日益广泛，以自动化立体仓库为代表的现代物流技术得到了长足的发展。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题，以堆垛机为首的搬运设备为基础，是集自动控制技术、通信技术、机电技术于一体的高效率，大容量储存机构。堆垛机则是随着立体仓库出现并发展起来的专用起重机，是立体仓库最重要的起重运输设备，可大大提高空间面积和空间利用率，是自动化仓库的主要设备，是代表立体仓库的特征标志。早起的堆垛机是在桥式起重机基础上发展起来，通过在起重车上悬挂一门架，利用货叉在立柱上运动旋转运输货物，称为桥式堆垛机。1960年左右在美国出现了巷道式堆垛机，这种堆垛机是在地面的导轨上行走，利用货架上部的导轨防止倾倒，或者相反，在上部导轨上行走，利用地面导轨防止倾倒随着立体仓库的发展，巷道式堆垛机逐渐替代了桥式堆垛机。随着现代社会计算机技术和微电子技术的日益发展，堆垛机的结构性能也有了较大的改变，承载能力大幅度加强，自动化性能更加提高，应用更为广泛。自动化立体仓库的使用能够产生巨大的经济效益和社会效益。通过高层化货架储存，合理的使用了存储空间，提高了空间利用率，使存储空间向高空发展；通过自动化技术，加速了了存储的处理和运行速度，提高了劳动生产率，降低了工作人员的劳动强度，减少了劳动力；自动化立体仓库结合计算机的管理，能够充分保证先进先出的合理作业，防止物品的腐蚀，老化，使作业效率明显提高；结合通过计算机联网和控制，能够准确的对各种存储物品信息进行管理，有效地提高了仓库的管理能力和存储能力，便于清点和盘库，合理安排库存，节约资金；由于自动化的应用，使各种危害人体的有毒，易爆，低温，黑暗，污染等特殊物品能够在保证人员安全的情况下得到合理安全的存储。美国学者J.A.White将自动化立体仓库的发展分为五个阶段，人工仓储阶段。机械化仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和智能化仓储阶

1、主程序先正转，等到正转完了就中断，中断中接通个辅助触点（），当闭合，住程序中的反转开始运做。这样子就OK了。 2、用PTO指令让OR 高速脉冲，另一个点如做方向信号，就可以控制正反转了，速度快慢就要控制输出脉冲周期了，周期越短速度越快，如果你速度很快的话请考虑缓慢加速，不然它是启动不了的，如果方向也变的快的话就要还做一个缓慢减速，不然它振动会蛮厉害，而且也会失步。 3、程NETWORK 1 // 用于单段脉冲串操作的主程序（PTO） // 首次扫描时，将映像寄存器位设为低 // 并调用子程序0 LD R 1 CALL SBR_0 NETWORK 1 // 子程序0开始 LD MOVB 16#8D SMB67 // 设置控制字节： // - 选择PTO操作 // - 选择单段操作 // - 选择毫秒增加 // - 设置脉冲计数和周期数值 // - 启用PTO功能 MOVW +500 SMW68 // 将周期设为500毫秒。 MOVD +4 SMD72 // 将脉冲计数设为4次脉冲。 ATCH INT_0 19 // 将中断例行程序0定义为 // 处理PTO完成中断的中断。 ENI // 全局中断启用

PLS 0 // 激活PTO操作，PLS0 =》 MOVB 16#89 SMB67 // 预载控制字节，用于随后的 // 周期改动。 NETWORK 1 // 中断0开始 // 如果当前周期为500毫秒： // 将周期设为1000毫秒，并生成4次脉冲 LDW= SMW68 +500 MOVW +1000 SMW68 PLS 0 CRETI NETWORK 2 // 如果当前周期为1000毫秒： // 将周期设为500毫秒，并生成4次脉冲 LDW= SMW68 +1000 MOVW +500 SMW68 PLS 0序注释艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。如需进一步了解相关PLC产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城。

立体车库堆垛机机械结构设计学生姓名：郑超李昭白鹤鹏封二佳学院：机械工程学院专业年级：机械10级指导教师：单根立 2014年 1 月6 日

目录摘要 (4) 前言 (5) 第一章绪论 (4) 1.1自动化立体仓库的起源与发展 (6) 1.2 课题的提出及主要任务 (7) 1.2.1 课题的提出 (7) 1.2.2 课题的主要任务 (7) 第二章堆垛机的分类 (8) 2.1 巷道式堆垛机的分类 (8) 2.1.1 巷道式单立柱堆垛机 (8) 2.1.2 双立柱巷道堆垛起重机 (9) 2.1.3 桥式堆垛起重机 (9) 第三章堆垛机门架的结构设计计算 (10) 3.1堆垛机各个部分运动速度计算 (10) 3.1.1行走速度 (10) 3.1.2升降速度 (11) 3.1.3货叉的伸缩速度 (11) 3.2额定数据表 (12) 第四章减速电机的选取 (12) 4.1行走装置的减速电机的选取 (12) 4.2升降电动机的选用 (13)

4.3伸缩运动电机的选用 (14) 第五章堆垛机伸缩货叉机构的校核 (14) 5.1叉架的受力分析计算 (15) 第六章结论 (16) 致谢 (17) 参考文献 (18)

摘要自动化立体仓库，也叫自动化立体仓储，利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化。堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备，通过手动操作，半自动操作和全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。它由机架（上横梁，下横梁，立柱），水平行走机构，载货台，货叉及电气控制系统构成。本文主要是通过对一套实验室教学装置为基础，以实际为参考而建立的虚拟自动化立体仓库堆垛机系统，作者主要对堆垛机的分类进行简要的介绍，对堆垛机的各个部分的结构进行详细的研究首先对不同堆垛机简介和描述，然后通过巷道堆垛机进行整体分析并设计各个部分的结构，完成对各个部分的受力校核。关键字：立体仓库堆垛机结构受力校核

PLC控制步进电机的实例(图与程序) ·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S控制步进电机的方法。由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。 ·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！ ·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式：X0闭合动作到A点停止，X1闭合动作到B点停止，接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。 ·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！

·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)： ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图： ·FREE+，FREE-：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。 ·V+，GND：为驱动器直流电源端子，也有交流供电类型。 ·A+，A-，B+，B-分别接步进电机的两相线圈。

目录第1章绪论 (1) 第1.1节研究的背景与容 (1) 1.1.1概述 (1) 1.1.2有轨巷道堆垛机的发展现状及特点 (2) 1.1.3有轨巷道堆垛机的类型 (3) 1.1.4巷道堆垛机的特点 (5) 第1.2节设计的目的和意义 (5) 第1.3节设计的容及要求 (6) 第1.4节设计参数 (6) 第2章总体设计方案的确定 (7) 第2.1节堆垛机三维运动速度的确定 (8) 第2.2节堆垛机各个部分的方案选择 (9) 2.2.1堆垛机起升机构传动方式的选择 (9) 2.2.2堆垛机行走机构传动方式的选择 (10) 2.2.3堆垛机机架的设计思路 (10) 2.2.4堆垛机货叉的设计思路 (11) 2.2.5堆垛机安全方案的确定 (13) 2.2.6堆垛机电控部分的设计 (14) 第2.3节堆垛机的技术参数 (14) 第2.4节堆垛机的技术要求 (16) 第3章堆垛机起升机构的设计 (22) 第3.1节起升机构的总体选型 (22) 第3.2节卷筒的设计 (26) 3.2.1卷筒部件计算 (26) 3.2.2齿轮连接盘的计算 (31) 第4章堆垛机行走机构和机架的选型设计 (35) 第4.1节堆垛机行走机构的选型设计 (35)

第4.2节堆垛机机架的选型设计 (38) 第5章堆垛机货叉的设计 (39) 第5.1节货叉传动装置的总体选型 (39) 第5.2节货叉传动齿轮、齿条的计算 (39) 第5.3节货叉传动链轮、链条的设计计算 (43) 第5.4节制动器的制动容量的设计 (45) 第6章堆垛机安全装置 (47) 第6.1节防撞保护装置 (48) 第6.2节钢丝绳断绳保护装置 (48) 第7章堆垛机电控部分设计 (49) 第7.1节电器控制系统 (50) 7.1.1可编程控制器的结构及各部分的作用 (50) 7.1.2可编程控制器的工作原理 (52) 7.1.3可编程控制器的主要功能和特点 (54) 第7.2节电器传动系统 (55) 7.2.1常用变速系统 (55) 7.2.2变频器的分类 (56) 7.2.3变频器的特点 (60) 第7.3节电控原理 (60) 第8章总结 (62) 参考文献 (63) 翻译 (63) 致 (82)

有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆垛机。堆垛机是立体仓库中非常重要的起重运输设备，是代表立体仓库特征的标志。其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。堆垛机是自动化立体仓库里面的存取货设备，一般分单立柱和双立柱结构，由行走、提升和货叉三个驱动机构完成作业要求，采用国际先进的伺服控制系统和认址系统进行全闭环控制，配合条码或激光测距等高精度认址方式，实现堆垛机高精度运行。堆垛机载重量可达8吨左右，行走速度可高达400m/min。根据轨道的走向可分为直轨型、弯轨型、转轨型和岔道型。此外还有装有司机室的拣选堆垛机等多种类型堆垛机。堆垛机结构稳定可靠，由矢量变频驱动和编码器位置控制，采用机械和电气双重保险装置，确保安全，采用信息传递全程跟踪技术，电气元件均采用进口产品，触摸屏界面操作简单，实现手动、单机自动和联机自动控制，与各种物流设备组合形成完整的物流系统。堆垛机的手动控制是由操作人员通过操作面板上的按钮开关，直接操作堆垛机进行水平运行、载货台升降、货叉存取货物。单机自动控制是由操作人员在出入库端通过堆垛机电控柜上的操作面板液晶触摸屏按钮输入出入库指令，堆垛机将自动完成出入库作业。联机自动控制是由管理计算机自动分配出入库货位地址，通过监控计算机发出作业指令通过无线以太网将作业指令传输至堆垛机PLC，自动控制堆垛机完成作业，并将运行过程及工作状态反馈给监控计算机，显示在电脑屏幕上。六维堆垛机主要选配SIEMENS、SEW、MIAS等全球先进供应商的标准化部件，使得产品质量更高，运行更稳定，维护成本更少。

自动化立体仓库解决方案一、立体库简介自动化立体仓库又称自动化高架仓库或自动存储系统（AS/RS系统）。它是一种基于高层货架、采用计算机进行控制管理、自动化存取输送设备自动化进行存取作业的仓储系统。自动化立体仓库是实现高效率物流和大容量储藏的关键系统，在现代化生产和商品流通中具有举足轻重的作用。自动化立体仓库是当代货架储存系统发展的最高阶段，它与自动化分拣系统和自动导向车并称为物流技术现代化的三大标志。所谓自动化高层货架仓库是指用高层货架储存货物，以巷道堆垛起重机配合周围其他装卸搬运系统进行存取出入库作业，并由计算机全面管理和控制的一种自动化仓库。广义地说，自动化仓库系统是在不直接进行人工处理的情况下，能自动地存储和取出物料的系统，是一个将毛坯、半成品、配套件或产品、工具等物料自动存取、自动检索的系统，是物流系统的重要组成部分。自动化高层货架仓库主要由货架、巷道堆垛起重机、出入库配套机械设施和管理控制系统等部分所组成。自动化立体仓库的基本优势 1、科学存储，提高物料调节水平。作为仓库，立体仓库首先应具有储存的功能。系统应能对物料进行科学的管理，使物料合理存放，提高处理效率，适应储存与生产的工艺要求。 2、衔接生产，加快物资周转，降低成本。作为生产过程的中间环节，立体仓库应具有原材料、在制品和成品的缓冲存储功能。在自动化和机械化设备处理条件下，自动化程度提高，各种物料库存周期缩短，从而降低了总成本。 3、为企业的生产指挥和决策提供有效的依据。自动化仓库是企业信息系统的重要组成部分，尤其在集成化的环境下物流信息系统与企业信息系统成为有机的整体。企业的领导者根据库存信息制定相应的战略和计划，指挥、监测和调整企业的生产活动。自动化立体仓库的社会效益和经济效益 1、由于使用高层货架存储货物，存储区可以大幅度地向高空发展，充分利用仓库地面和空间，因此节省了库存占地面积，提高了空间利用率。目前世界上最高的立体仓库已达70m。立体仓库单位面积的存储量是普通仓库的5~10倍。采用高层货架储存并结合计算机管理，可以实现货物的先入先出原则，防止货物的自然老化、变质、生锈或发霉。

本科毕业设计（论文）自动化立体仓库堆垛机设计DESIGN OF STACKER CRANE FOR AUTOMATIC WAREHOUSE 20013年6月

摘要有轨式巷道堆剁起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆剁机。堆剁机是立体仓库中最重要的起重运输设备，是代表立体仓库特征的标志。其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格，或是取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。 20世纪70年代初期，我国开始研究采用巷道式堆剁机的立体仓库，不久便广泛应用于各行业和地区，有的已经形成系列化，据不完全统计，到目前已建成三百余座。随着现代工业生产的发展，有轨巷道堆垛起重机的技术也在不断提高和完善。世界主要工业国家都把着眼点放在开发性能可靠的新产品和采用高新技术上，更加注重实用性和安全性。如今，自动化立体仓库及堆垛机已成为企业生产管理不可获缺的重要组成部分。本文从实际问题出发，以现有设备为依托，先确定出堆垛机的总体结构及各部分的结构草图，然后运用理论力学、材料力学、机械设计、制造技术等专业知识，并查阅相关设计手册，对其机械部分进行了详细的设计计算，包括：机架、行走机构、提升机构、载货台和货叉伸缩机构。设计过程中，以实现堆垛机的机械性能为目的，在满足其强度、刚度、运行稳定性等要求的前提下，综合考虑结构的合理性和所选材料的经济性，力求达到高质量、低成本。关键词自动化立体仓库堆垛机结构设计

Abstract Track Tunnel-Stacker Crane is developed by a special crane with the emergence of three-dimensional warehouse, usually referred to as stacker crane. Stacker crane is the most important lifting and transportation equipment in a three-dimensional warehouse, and is one characteristic of three-dimensional warehouse. Its main use is orbit along the roadway in tunnel of high-rise warehouse, put the goods that be located at the mouth of the tunnel into the shelves, or take out goods and delivered to the tunnel mouth, complete the storage operations. At the early 70’s of 20th, China started to develop the three-dimensional warehouse with stacker crane, and soon have be widely used in various industries and regions，some have formed serialization. According to incomplete statistics, more than 300 warehouses have been completed now. With the development of modern industry, the technology of stacker crane is being improved. All the world's major industrial countries focus on the development of new products with reliable performance and the use of high-tech，and pay more attention to the practicality and safety. At present, automatic three-dimensional warehouse and stacker crane have become an important component of production management. This paper starts from the practical problems, and bases on existing equipments. Firstly confirm the overall structure of stacker crane and the draft of parts of the structure. Then use Theoretical Mechanics, Material Mechanics, Machine Design and Manufacturing Technology, and according to relevant design manuals, elaborates on its machinery parts, including: Rack, Running Mechanism,Lifting Mechanism,Loading Stations and Telescopic Fork Mechanism. In the design process, considering the rationality of structure and the economy of the selected materials in order to achieve the mechanical properties of stacker and request of strength, stiffness, running stability, attempt to reach the aim of high-quality, low-cost. Keywords Automatic Three-Dimensional Warehouse Stacker Crane Design of Structure

自动化立体仓库堆垛机设计(DOC 85页)

目录第1章绪论 (1) 第1.1节研究的背景与内容 (1) 1.1.1概述 (1) 1.1.2有轨巷道堆垛机的发展现状及特点 (2) 1.1.3有轨巷道堆垛机的类型 (3) 1.1.4巷道堆垛机的特点 (5) 第1.2节设计的目的和意义 (6) 第1.3节设计的内容及要求 (6) 第1.4节设计参数 (7) 第2章总体设计方案的确定 (8) 第2.1节堆垛机三维运动速度的确定 (9) 第2.2节堆垛机各个部分的方案选择 (9) 2.2.1堆垛机起升机构传动方式的选择 (9) 2.2.2堆垛机行走机构传动方式的选择 (10) 2.2.3堆垛机机架的设计思路 (11) 2.2.4堆垛机货叉的设计思路 (11) 2.2.5堆垛机安全方案的确定 (14) 2.2.6堆垛机电控部分的设计 (14) 第2.3节堆垛机的技术参数 (15) 第2.4节堆垛机的技术要求 (16) 第3章堆垛机起升机构的设计 (22) 第3.1节起升机构的总体选型 (22) 第3.2节卷筒的设计 (26) 3.2.1卷筒部件计算 (26) 3.2.2齿轮连接盘的计算 (31) 第4章堆垛机行走机构和机架的选型设计 (35) 7

第4.1节堆垛机行走机构的选型设计 (35) 第4.2节堆垛机机架的选型设计 (38) 第5章堆垛机货叉的设计 (39) 第5.1节货叉传动装置的总体选型 (39) 第5.2节货叉传动齿轮、齿条的计算 (39) 第5.3节货叉传动链轮、链条的设计计算 (43) 第5.4节制动器的制动容量的设计 (45) 第6章堆垛机安全装置 (47) 第6.1节防撞保护装置 (48) 第6.2节钢丝绳断绳保护装置 (48) 第7章堆垛机电控部分设计 (49) 第7.1节电器控制系统 (50) 7.1.1可编程控制器的结构及各部分的作用 (50) 7.1.2可编程控制器的工作原理 (52) 7.1.3可编程控制器的主要功能和特点 (54) 第7.2节电器传动系统 (55) 7.2.1常用变速系统 (55) 7.2.2变频器的分类 (56) 7.2.3变频器的特点 (60) 第7.3节电控原理 (60) 第8章总结 (62) 参考文献 (63) 翻译 (64) 致谢 (83) 7

摘要: 设计一种基于PLC的步进电机控制系统, 通过微型变速箱将步进电机角位移转化为直线位移, 进而带动直线伸缩机构运行。该系统结构简单、性能稳定、经济价值和使用效果突出, 能够满足毫米级精确位移的使用需求。关键词: PLC; 步进电机; 驱动器; 脉冲；方向。目录第1章绪论 (1) 1.1 设计背景 (1) 1.2 系统设计的任务 (3) 1.3 本章小结 (3) 第2章步进电机及PLC简介 (4) 2.1 步进电机简介 (4) 2.2 PLC的发展概述 (8) 2.3 PLC技术在步进电机控制中的应用 (8) 2.4 本章小结 (10) 第3章PLC控制步进电机工作方式的选择 (11) 3.1 常见的步进电机的工作方式 (11) 3.2 步进电机控制原理 (12) 3.3 PLC控制步进电机的方法 (12) 3.4 PLC控制步进电机的设计思路 (13)

3.5 本章小结 (15) 第4章FX2N控制步进电机硬件设计 (16) 4.1 三菱FX2nPLC的介绍 (16) 4.2 步进电机的选择 (18) 4.3 步进电机驱动电路设计 (20) 4.4 PLC驱动步进电机 (21) 4.5步进电机驱动器的使用说明 (22) 4.6 I/O接线图 (24) 4.7 本章小结 (25) 第5章控制系统的程序设计 (26) 5.0 本设计相关指令介绍 (26) 结论 (31) 参考文献 (32) 致谢 (33) 附录 (34)

第1章绪论 1.1 设计背景步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机，传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。可是在人类社会进入自动化时代的今天，传统电动机的功能已不能满足工厂自动化和办公自动化等各种运动控制系统的要求。为适应这些要求，发展了一系列新的具备控制功能的电动机系统，其中较有自己特点，且应用十分广泛的一类便是步进电动机。步进电动机的发展与计算机工业密切相关。自从步进电动机在计算机外围设备中取代小型直流电动机以后，使其设备的性能提高，很快地促进了步进电动机的发展。另一方面，微型计算机和数字控制技术的发展，又将作为数控系统执行部件的步进电动机推广应用到其他领域，如电加工机床、小功率机械加工机床、测量仪器、光学和医疗仪器以及包装机械等。任何一种产品成熟的过程，基本上都是规格品种逐步统一和简化的过程。现在，步进电动机的发展已归结为单段式结构的磁阻式、混合式和爪极结构的永磁式三类。爪极电机价格便宜，性能指标不高，混合式和磁阻式主要作为高分辨率电动机，由于混合式步进电动机具有控制功率小，运行平稳性较好而逐步处于主导地位。最典型的产品是二相8极50齿的电动机，步距角1.8°／0.9°（全步／半步）；还有五相10极50齿和一些转子100齿的二相和五相步进电动机，五相电动机主要用于运行性能较高的场合。到目前，工业发达国家的磁阻式步进电动机已极少见[1]。步进电动机最大的生产国是日本，如日本伺服公司、东方公司、SANYO DENKI 和MINEBEA及NPM公司等，特别是日本东方公司，无论是电动机性能和外观质量，还是生产手段，都堪称是世界上最好的。现在日本步进电动机年产量（含国外独资公司）近2亿台，德国也是世界上步进电动机生产大国。德国B.L.公司1994年五相混合式步进电动机专利期满后，推出了新的三相混合式步进电动机系列，为定子6极转子50齿结构，配套电流型驱动器，每转步数为200、400、1000、2000、4000、10000和20000，它具有通常的二相和五相步进电动机的分辨率，还可以在此基础上再10细分，分辨率提高10倍，这是一种很好的方案，充分运用了电流型驱动技术的功能，让三相电动机同时具有二相和五相电动机的性能。与此同时，日本伺服公司也推出了他们的三相混合式步进电动机。该公司阪正文博士研制了三种不同的永磁式三相步进电动机，即HB型（混合式）、RM性（定子和混合式

自动化立体仓库出入库能力和堆垛机节拍一、平托盘尺寸规格及材料自动化立体仓库一般都采用托盘式货架，平托盘作为装载工具在搬运、保管、运输和包装的各个环节中都处于中心位置，直接影响着仓库的规划和储存效率。托盘标准化是物流标准化的基础，是物流系统协调化的关键，是实现搬运机械、包装/运输作业通用化、统一性的前提。目前欧洲托盘的标准为，是基于通用卡车运输的尺寸优化；美国托盘的标准尺寸为，及所谓的工业托盘，工业应用中经常采用；日本托盘的标准尺寸为，是基于集装箱的尺寸优化。中国托盘规格较为混乱，但随着物流业机械化和自动化的要求，标准规格也逐渐确定，标准规格尺寸如表1所示，表中●表示常用托盘尺寸。托盘高度一般为，单面取140mm，双面取150mm，托盘载重量有，，和四个级别表1 平托盘标准规格单位：mm 宽度（W）长度（L）高度（H）宽度（W）长度（L）高度（H） 800 ●1100 1200 800 1200 1000 900 1100 1100 1000 ●1000 1400 ●1200 1300 1000 1300 1100 1100 800 1500 900 1400 1100 ●1100 1200 1200 1440 1130 1300 1500 1300 ●1400 1130 1440 托盘材料有木材、金属和塑料三大类，目前我国木材托盘应用最广，但反复使用后易变形、破损，寿命不长；金属托盘中钢制托盘应用最广，特别适用于货物重量大的场合；塑料

托盘因其质轻、美观、强度高、耐腐蚀、可回收等优点广泛应用于食品、医药、汽车、烟草、化工等领域。三种托盘只是材料不同，主要标准规格尺寸都相同。二、货态尺寸计算及码垛方式把包装的物品堆积在托盘上便成为装载单元，装载单元的货态是自动化立体仓库货格所能储存货物的最大尺寸，货态尺寸的计算是通过包装箱或者包装袋的规定尺寸及选取的码垛方式，或由储存货物的外形尺寸计算得出（包括托盘尺寸），如图4所示。图4 货态尺寸计算示意图装载托盘上的货物总尺寸一般与托盘尺寸相同，或者比托盘略小一些，非常特殊时也可以比托盘略大。常用装载的方式有：完全紧密型、中空型、周空型、不规则型，装载形式如图5所示，装载方法的优劣在于托盘空间利用率、物品安全可靠、破损最少，其中破损最少是最重要因素。图5 托盘装载图码垛针对箱装或者袋装的物品，根据包装、尺寸、重量及数量，将货物按一定规律码成各种形状的货垛。基本要求是：合理、牢固、定量、整齐、节约、方便。码垛方法包括：对缝堆积法、交错堆积法、砌砖堆积法、中空堆积法和外分堆积法。

PLC 控制步进电机的接法与实例程序 ·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S 控制步进电机的方法。由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。 ·FX 系列PLC 单元能同时输出两组100KHZ 脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！ ·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式：X0闭合动作到A 点停止，X1闭合动作到B 点停止，接线图与动作位置示

例如左图(距离用脉冲数表示)。 ·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A 点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D 8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！ ·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)： ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图： ·FREE+，FREE-：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。

P L C控制步进电机的实例(图与程序)

·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！ ·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)： ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图： ·FREE+，FREE-：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。

1 绪论 1.1 本课题研究的背景及意义我国现在正处于工业化、城市化发展的高速期，未来一段时间内，土地资源和劳动力资源将会成为制约企业发展的瓶颈，鉴于此，建造立体仓库是未来企业发展趋势，自动化立体仓库是现代物流中的重要组成部分，是实现物流系统合理化的关键。它具有空间利用率高，便于实现自动化管理，实时自动结算库存货物种类和数量等许多优点，对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本很重要，已开始应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业。堆垛机是自动化立体仓库中最重要的搬运、起重、堆垛设备，对立体仓库的出入库效率有决定性影响，是立体仓库能否达到设计要求的关键设备之一。而我国在堆垛机制造技术上和世界发达国家有很大差距，鉴于我国未来物流业发展的广阔空间，堆垛机技术落后必将成为限制我国自动化立体仓库发展的瓶颈，使我国在国际物流业竞争中处于不利地位。鉴于以上因素，发展堆垛机技术有积极意义。 1.2 有轨巷道堆垛机的发展现状有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆垛机。其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格，或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。 20世纪70年代初期，我国开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库，1980年我国第一座自动化立体仓库在北京汽车制造厂投产，从此自动化立体仓库在我国得到了迅速发展。据不完全统计，到目前已建成三百余座。堆垛机做为立体仓库中最重要的起重运输设备，也得到了较快的发展。早期的堆垛机是在桥式起重机的起重小车上悬挂一个门架，利用货叉在立柱上的上下运动及立柱的旋转运动来搬运货物，通常称之为桥式堆垛机。1960年左右在美国出现了巷道堆垛机，这种堆垛机是在地面的导轨上行走，利用货架上部的导轨防止倾倒。随着立体仓库的发展，巷道堆垛机逐渐替代了桥式堆垛机。随着计算机控制技术和自动化立体仓库的发展，堆垛机的应用越来越广泛，技术性能越来越好，高度也在不断增加，到1970年实现了由货架支承的高度为40米的堆垛机。堆垛机的运行速度也不断提高，目前堆垛机水平运行速度可达200m/min，起升速度高达120m/min，货叉伸缩速度达50m/min。2004年国际物流综合展览会上推出的超高效能巷道堆垛机“H-V1”，走行速度500m/min，加减速0.5G，处理能力每小时500箱，实现了自动化立体仓库存取效率的飞跃。 80年代初期，巷道堆垛机的运行能力主要由机械的速度模式来决定，速度控制是将子母电机或变极电机进行复合，机械式地进行速度切换来控制高速、低速运行。因此，

Plc200控制电机这是网上擂台的题目：一台电动机要求在按下起动按钮后，电动机运行10秒，停5秒，重复3次后，电动机自动停止。同时设置有手动停机按钮和过载保护。编写梯形图控制程序。PLC可以随便选用，要有相关说明。注意：要有PLC控制电路和I/O分配表。 1、硬件选择：一台PLC(S7-200)、一个交流接触器Z0（控制电机运行）、2个按钮开关(SB1、SB2)及1个过流继电器(FR)，电路图如下：（不包括粉色虚线框部分） 2、编程：用不同思路，可编出几种不同的控制方案，都可实现该项目要求。（1）、最简单的编程方案，就是选用5个通电延时定时器：其3个定时10秒，用于电机启动运行，另2个定时5秒，使电机停。具体编程也有二种方式，见下图：

上图中的方案一与方案二，同用5个定时器，完成同样的功能。方案一是这样编程：按下启动按钮（I0.0），使断开。在此过程中，M0.0、MO. 2、M0.4都是10秒的导通时间，用它们去控制Q0.7，其彼此间隔时间为5秒（即M0.1、M0.3的通导时间）。?8?1延时?8?1M0.0=1，T101得电开始延时，延时10秒，T101吸合使M0.1=1、M0.0=0，使T101断电，而T102得电开始延时，5秒后T102得电吸合，使M0.2=1，M0.1=0。。。直到T105得电方案二是这样编程：按下启动按钮（I0.0），使 M0.0=1，T101得电开始延时，延时10秒，T101吸合，使T102得电开始延时，延时5秒，T102吸合，使T10 3得电开始延时。。。直至T105得电延时，延时10秒后动作，使M0.0=0，M0. 0=0使T101—T105皆断开，程序结束。用M0.0的常开触点与T101的常闭触点串联，用T102的常开触点与T103的常闭触点串联，用T104的常开触点与T10 5的常闭触点串联，三者再并联后去驱动Q0.7，可达到同样的控制作用，由上图可见，由于编程方法不同，其方案二用的指令比方案一少，显然：方案二优于方案一。（2）、用二个定时器(T101、T102)和一个字节存储器(MB1)编程也可实现同样功能：按下启动按钮，使MB1=0、M0.0=1，M0.0=1使T101得电开始延时，10秒T101 吸合使T102得电吸和，延时5秒，T102吸合，其常闭点断开，使T101、T102 失电断开，T101又得电延时。。。形成振荡器，T102每吸合一次，使MB1加1，

1绪论 1.1本课题研究的背景及意义我国现在正处于工业化、城市化发展的高速期，未来一段时间内，土地资源和劳动力资源将会成为制约企业发展的瓶颈，鉴于此，建造立体仓库是未来企业发展趋势，自动化立体仓库是现代物流中的重要组成部分，是实现物流系统合理化的关键。它具有空间利用率高，便于实现自动化管理，实时自动结算库存货物种类和数量等许多优点，对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本很重要，已开始应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业。堆垛机是自动化立体仓库中最重要的搬运、起重、堆垛设备，对立体仓库的出入库效率有决定性影响，是立体仓库能否达到设计要求的关键设备之一。而我国在堆垛机制造技术上和世界发达国家有很大差距，鉴于我国未来物流业发展的广阔空间，堆垛机技术落后必将成为限制我国自动化立体仓库发展的瓶颈，使我国在国际物流业竞争中处于不利地位。鉴于以上因素，发展堆垛机技术有积极意义。 1.2有轨巷道堆垛机的发展现状有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆垛机。其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格，或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。 20世纪70年代初期，我国开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库，1980年我国第一座自动化立体仓库在汽车制造厂投产，从此自动化立体仓库在我国得到了迅速发展。据不完全统计，到目前已建成三百余座。堆垛机做为立体仓库中最重要的起重运输设备，也得到了较快的发展。早期的堆垛机是在桥式起重机的起重小车上悬挂一个门架，利用货叉在立柱上的上下运动及立柱的旋转运动来搬运货物，通常称之为桥式堆垛机。1960年左右在美国出现了巷道堆垛机，这种堆垛机是在地面的导轨上行走，利用货架上部的导轨防止倾倒。随着立体仓库的发展，巷道堆垛机逐渐替代了桥式堆垛机。随着计算机控制技术和自动化立体仓库的发展，堆垛机的应用越来越广泛，技术性能越来越好，高度也在不断增加，到1970年实现了由货架支承的高度为40米的堆垛机。堆垛机的运行速度也不断提高，目前堆垛机水平运行速度可达200m/min，起升速度高达120m/min，货叉伸缩速度达50m/min。2004年国际物流综合展览会上推出的超高效能巷道堆垛机“H-V1”，走行速度500m/min，加减速0.5G，处理能力每小时500箱，实现了自动化立体仓库存取效率的飞跃。 80年代初期，巷道堆垛机的运行能力主要由机械的速度模式来决定，速度控制是将子母电机或变极电机进行复合，机械式地进行速度切换来控制高速、低速运行。因此，

P L C控制步进电机的实例(图与程序) ·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S控制步进电机的方法。由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。 ·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！ ·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式：X0闭合动作到A点停止，X1闭合动作到B点停止，接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。 ·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！