基于PLC的立体仓库控制系统设计
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义） ：
Ｘ ２ ４
Ｘ ２ ５ Ｘ２ ６ Ｘ２ ７
显示部分 放 显 示 都 十 位 显 示 Ｂ ｃ Ｄ码 辅 出 显 示 Ｂ Ｃ Ｄ 码 ｉ位 Ｂ ｃ Ｄ码 辅 出显 示 Ｂ ｃ Ｄ码 ２位 Ｂ Ｃ Ｄ码 输 出显 示 Ｂ Ｃ Ｄ码 ３位 Ｂ Ｃ Ｄ码 输 出显 示 Ｂ ｃ Ｄ码 ４位
２ ． １ 主 体 结 构概 述
作 用
货 台 回 位 限位 货 台 到 位 限位 贷 台 是 番 有物
自动 ／ 手 动
横 轴 脉 冲 坚 轴 脉 冲
横轴方 向 Ｉ ／ ０
垒 轴方向 Ｉ ／ ０ 货 台酋升 货 台退回 显 示 部 分 就 绪
显 示 部 分 取
十六遵 幸 Ｉ 输 入 键 盘 值 ｌ位 十 六 进 制 输 入 键 盘 值 ２位 十 六 进 制 输 入 键 盘 值 ３位 十 六连 捌 输 入 键 盘 位 ４位 横 轴 右 限 位 横 轴 左 雕 也 壑 轴 上 陨 位
件程序设计。 关键词 ： Ｐ Ｌ Ｃ ； 立 体仓 库模 型 ； 速 度 位 置控 制 ； 硬件 ； 软 件
１ 概 述
表１
入
Ｘｔ
Ｘ５ Ｘ ６ Ｘ ７
Ｘ２０
立体仓库的出现与发展 ， 是与工业 、 科技发展相适应的。 生产的 高度机械化， 自动化必然要求 物资的供应 分发及时 、 迅速 、 准确 。这 就促使立体仓库技 术得 到迅 速的发展 ， 并 已成为工厂设计 中高科技 的一个象征 。以下我们研究 的立体仓库模型主要应用于教学体系 。 ２立体仓库模型简介
Ｘ４ ０－ Ｘ ４ Ｃ
图 １ 控 制 面 板 上 的开 关 及 按 钮 功 能 图
图 ２ 控 制 面 板 上 的 仓 位 号
① 机构水平向左 移动 ； ② 机构垂直 向下移动 ；③ 机构水平 向右移动 ； ④ 机构 水平 向后移动 ； ⑤ 机构垂直 向上移动 ； ⑥ 机 构 水平 向前移动 ； 此时按下不同的按键号 ， 则机 构会做相应 的移动 。 若 开关被扳到 自动的位 置 ， 则控制面板上 １ — １ ２号按 键分 别代 表 １ ２个 仓位号。 在 自动状态下 ， 按下“ 取” 或“ 送” 的按键 ， 面板上 “ 取” 或“ 送” 的灯 亮 ， 再按 下对应仓位号 的按键 ， 则机构 自动执行“ 取” 或“ 送” 的 图 ３ 硬 件 结 构 图 操作 ， 控制 面板上 的数码管显示仓位号 。“ 取” 或“ 送” 的操作执行完 毕后 ， 机构 自动返 回零位进入就绪状态。 ２ Ｉ ３立体仓库模 型的工作原理 图 ４ 系统 程 序 流 程 图 鞭 劫 器 黪进 屯帆 本 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 ， 其关键部分 是堆垛机 ， 它 由水平移动 、 垂 直移动及伸叉机构三部分组成 ， 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 由一台直流 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 已送 入 ， 则铲叉 向后 图５ Ｐ Ｌ Ｃ与步进 电动机驱动器及步进 电动机的接线 缩 回。 当按下启动按钮后 ， 允许进行立体仓库模 型运行 的控制 。 在正 ３ ． ２步进 电机 的选择 常 的情 况下 ， 按 下某一仓位 的按钮 和“ 取” 或“ 送” 按钮 ， 系统将进行 在该 立体仓库模 型控制 系统 中要求步进 电动 机电压低 、电流 相应 的动作 ， 此时控制 面板 上的数码 管显示相应的仓位号。当出现 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 故障时 ， 电机停止运行 。在 紧急情况下 ， 按下紧急按钮 ， 送货物送 回 小、 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 原来 的位 置 ， 只有当故障排 除后 ， 才能重新运行 。 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 ３立体仓库模型的硬 件设计 矩等优点。型号 ： ４ ２ Ｂ Ｙ Ｇ Ｈ １ ０ １ 。 ３ ． １ 可编程序控制器的选择 ３ － ３ 步进 电机驱动器的选择 本 系统 使 用 Ｆ Ｐ Ｏ — Ｃ １ ６系 列 的 Ｐ Ｌ Ｃ ｆ ＇ ｐ ｏ — Ｃ １ ６ Ｔ ） ，再 加 一 块 我们采用北京斯达 特机 电科技发展有 限公 司生 产的 Ｓ Ｈ系列步 Ｆ Ｐ Ｏ — Ｅ １ ６ Ｒ Ｓ 扩展单元 和一块 Ｆ Ｐ Ｏ — Ｅ Ｉ ６ Ｘ型的扩展单元 。这样 ， 经扩 型号为 Ｓ Ｈ 一 ２ Ｈ ０ ５ ７ 。 展后 的 Ｐ Ｌ Ｃ输入点共 为 ３ ２点 ， 输 出点为 ｌ ６ 点， 完全满足系统要求 。 进 电动机驱动器 ，
2plc控制步进电动机的梯形图设计如图6所示r9013为初始闭和继电器上电瞬间闭合dt100设为相对位移dt101设为启动频率500hzdt102设为运行频率3000hzdt103设为加减速时间为500msdt104设为目标值正方向40000个脉冲dt106设为k0结束指令为启动dt100脉冲输出指令首地址并使用0通道输出x0接通传输指令将h9送入dt9052禁止脉冲输出并使经过值复位传输指令将h0送入dt9052允许脉冲输出并使经过值不复位开始计数
坚 轴 下 限 位 ｌ ３ 个仓 也 的 徽 动 开 关
Ｘ ２ １ Ｘ ２ ２ Ｘ ２ ３
立体仓库模 型主体 由底盘 、 四层 十二仓位 库体 、 运动机械及 电 气控制等四部分组成 。 机械部分采用滚珠丝杠、 滑杠 、 普通丝杠等机 械元件组成 ， 采用步进电机、 直流电机作为拖动元件 。 电气控制是 由 松下 电工生产 的 Ｆ Ｐ ０型可编程序 控制器（ Ｐ Ｌ Ｃ ） 、 步进 电机驱动 电源 模块 、 开关 电源 、 位置传感器等器件组成 。 控制面板上的开关及按钮 功能及仓位号（ 见图 １ 、 ２ ） 通过传感器信号采集 ， Ｐ Ｌ Ｃ编程 ，实现对 步进 电机及 直流电机 进行较复杂 的位置控制及时序逻辑控制等功能 。 两 台或两台以上模 型联机控制 ， 可 以利用低速 工业 网络 的使用协议 ， 在 上微机监控方 面， 可 以实现多台模 型优化控制运行 ， 与模拟实际监控现场 的控制 ， 是一种 涵盖 了 Ｐ Ｌ Ｃ控制技术 、 位置控制技术 、 检测技术 ， 局域 网络技 术的实物仿 真模 型。 ２ ． ２立体仓库模型控制流程 接通 电源开关 ， Ｐ Ｌ Ｃ会 自动检验硬件是否 出错 ，若无错误系统 则进入就绪状态 。扳动控 制面板上的功能选 择开关 ， 若扳 向手动位 置 ，则控制 面板 上的按键 １ － ６号的代表意义分别 为 （ ７ 一 ｌ ２号无意
・
ｌ ６ ４ ・
信 息产业
基于 Ｐ Ｌ Ｃ的立体仓库控制系 １ ９ ０ １ ５ ）
摘 要： 立体仓库是现 实生活 中人们根据城 市停车难的 实际 问题 而提 出开发的产品。 立体仓库控 制 系统存放车辆的价值较 高， 要求系 统工作可靠性 高， 抗 干扰 能力强， 而对控制速 度要求很低。主要介绍立体仓库模 型控 制 系统 实现速度位 置控 制的硬件设计 与选择 以及软
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Ｘ ２ ５ Ｘ２ ６ Ｘ２ ７
显示部分 放 显 示 都 十 位 显 示 Ｂ ｃ Ｄ码 辅 出 显 示 Ｂ Ｃ Ｄ 码 ｉ位 Ｂ ｃ Ｄ码 辅 出显 示 Ｂ ｃ Ｄ码 ２位 Ｂ Ｃ Ｄ码 输 出显 示 Ｂ Ｃ Ｄ码 ３位 Ｂ Ｃ Ｄ码 输 出显 示 Ｂ ｃ Ｄ码 ４位
２ ． １ 主 体 结 构概 述
作 用
货 台 回 位 限位 货 台 到 位 限位 贷 台 是 番 有物
自动 ／ 手 动
横 轴 脉 冲 坚 轴 脉 冲
横轴方 向 Ｉ ／ ０
垒 轴方向 Ｉ ／ ０ 货 台酋升 货 台退回 显 示 部 分 就 绪
显 示 部 分 取
十六遵 幸 Ｉ 输 入 键 盘 值 ｌ位 十 六 进 制 输 入 键 盘 值 ２位 十 六 进 制 输 入 键 盘 值 ３位 十 六连 捌 输 入 键 盘 位 ４位 横 轴 右 限 位 横 轴 左 雕 也 壑 轴 上 陨 位
件程序设计。 关键词 ： Ｐ Ｌ Ｃ ； 立 体仓 库模 型 ； 速 度 位 置控 制 ； 硬件 ； 软 件
１ 概 述
表１
入
Ｘｔ
Ｘ５ Ｘ ６ Ｘ ７
Ｘ２０
立体仓库的出现与发展 ， 是与工业 、 科技发展相适应的。 生产的 高度机械化， 自动化必然要求 物资的供应 分发及时 、 迅速 、 准确 。这 就促使立体仓库技 术得 到迅 速的发展 ， 并 已成为工厂设计 中高科技 的一个象征 。以下我们研究 的立体仓库模型主要应用于教学体系 。 ２立体仓库模型简介
Ｘ４ ０－ Ｘ ４ Ｃ
图 １ 控 制 面 板 上 的开 关 及 按 钮 功 能 图
图 ２ 控 制 面 板 上 的 仓 位 号
① 机构水平向左 移动 ； ② 机构垂直 向下移动 ；③ 机构水平 向右移动 ； ④ 机构 水平 向后移动 ； ⑤ 机构垂直 向上移动 ； ⑥ 机 构 水平 向前移动 ； 此时按下不同的按键号 ， 则机 构会做相应 的移动 。 若 开关被扳到 自动的位 置 ， 则控制面板上 １ — １ ２号按 键分 别代 表 １ ２个 仓位号。 在 自动状态下 ， 按下“ 取” 或“ 送” 的按键 ， 面板上 “ 取” 或“ 送” 的灯 亮 ， 再按 下对应仓位号 的按键 ， 则机构 自动执行“ 取” 或“ 送” 的 图 ３ 硬 件 结 构 图 操作 ， 控制 面板上 的数码管显示仓位号 。“ 取” 或“ 送” 的操作执行完 毕后 ， 机构 自动返 回零位进入就绪状态。 ２ Ｉ ３立体仓库模 型的工作原理 图 ４ 系统 程 序 流 程 图 鞭 劫 器 黪进 屯帆 本 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 ， 其关键部分 是堆垛机 ， 它 由水平移动 、 垂 直移动及伸叉机构三部分组成 ， 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 由一台直流 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 已送 入 ， 则铲叉 向后 图５ Ｐ Ｌ Ｃ与步进 电动机驱动器及步进 电动机的接线 缩 回。 当按下启动按钮后 ， 允许进行立体仓库模 型运行 的控制 。 在正 ３ ． ２步进 电机 的选择 常 的情 况下 ， 按 下某一仓位 的按钮 和“ 取” 或“ 送” 按钮 ， 系统将进行 在该 立体仓库模 型控制 系统 中要求步进 电动 机电压低 、电流 相应 的动作 ， 此时控制 面板 上的数码 管显示相应的仓位号。当出现 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 故障时 ， 电机停止运行 。在 紧急情况下 ， 按下紧急按钮 ， 送货物送 回 小、 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 原来 的位 置 ， 只有当故障排 除后 ， 才能重新运行 。 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 ３立体仓库模型的硬 件设计 矩等优点。型号 ： ４ ２ Ｂ Ｙ Ｇ Ｈ １ ０ １ 。 ３ ． １ 可编程序控制器的选择 ３ － ３ 步进 电机驱动器的选择 本 系统 使 用 Ｆ Ｐ Ｏ — Ｃ １ ６系 列 的 Ｐ Ｌ Ｃ ｆ ＇ ｐ ｏ — Ｃ １ ６ Ｔ ） ，再 加 一 块 我们采用北京斯达 特机 电科技发展有 限公 司生 产的 Ｓ Ｈ系列步 Ｆ Ｐ Ｏ — Ｅ １ ６ Ｒ Ｓ 扩展单元 和一块 Ｆ Ｐ Ｏ — Ｅ Ｉ ６ Ｘ型的扩展单元 。这样 ， 经扩 型号为 Ｓ Ｈ 一 ２ Ｈ ０ ５ ７ 。 展后 的 Ｐ Ｌ Ｃ输入点共 为 ３ ２点 ， 输 出点为 ｌ ６ 点， 完全满足系统要求 。 进 电动机驱动器 ，
2plc控制步进电动机的梯形图设计如图6所示r9013为初始闭和继电器上电瞬间闭合dt100设为相对位移dt101设为启动频率500hzdt102设为运行频率3000hzdt103设为加减速时间为500msdt104设为目标值正方向40000个脉冲dt106设为k0结束指令为启动dt100脉冲输出指令首地址并使用0通道输出x0接通传输指令将h9送入dt9052禁止脉冲输出并使经过值复位传输指令将h0送入dt9052允许脉冲输出并使经过值不复位开始计数
坚 轴 下 限 位 ｌ ３ 个仓 也 的 徽 动 开 关
Ｘ ２ １ Ｘ ２ ２ Ｘ ２ ３
立体仓库模 型主体 由底盘 、 四层 十二仓位 库体 、 运动机械及 电 气控制等四部分组成 。 机械部分采用滚珠丝杠、 滑杠 、 普通丝杠等机 械元件组成 ， 采用步进电机、 直流电机作为拖动元件 。 电气控制是 由 松下 电工生产 的 Ｆ Ｐ ０型可编程序 控制器（ Ｐ Ｌ Ｃ ） 、 步进 电机驱动 电源 模块 、 开关 电源 、 位置传感器等器件组成 。 控制面板上的开关及按钮 功能及仓位号（ 见图 １ 、 ２ ） 通过传感器信号采集 ， Ｐ Ｌ Ｃ编程 ，实现对 步进 电机及 直流电机 进行较复杂 的位置控制及时序逻辑控制等功能 。 两 台或两台以上模 型联机控制 ， 可 以利用低速 工业 网络 的使用协议 ， 在 上微机监控方 面， 可 以实现多台模 型优化控制运行 ， 与模拟实际监控现场 的控制 ， 是一种 涵盖 了 Ｐ Ｌ Ｃ控制技术 、 位置控制技术 、 检测技术 ， 局域 网络技 术的实物仿 真模 型。 ２ ． ２立体仓库模型控制流程 接通 电源开关 ， Ｐ Ｌ Ｃ会 自动检验硬件是否 出错 ，若无错误系统 则进入就绪状态 。扳动控 制面板上的功能选 择开关 ， 若扳 向手动位 置 ，则控制 面板 上的按键 １ － ６号的代表意义分别 为 （ ７ 一 ｌ ２号无意
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基于 Ｐ Ｌ Ｃ的立体仓库控制系 １ ９ ０ １ ５ ）
摘 要： 立体仓库是现 实生活 中人们根据城 市停车难的 实际 问题 而提 出开发的产品。 立体仓库控 制 系统存放车辆的价值较 高， 要求系 统工作可靠性 高， 抗 干扰 能力强， 而对控制速 度要求很低。主要介绍立体仓库模 型控 制 系统 实现速度位 置控 制的硬件设计 与选择 以及软
