plc控制立体仓库

1、 . . . 职业技术学院毕业设计（论文）题目 PLC控 制 自 动 化 立 体 仓 库 系（分院）机械电子工程系学生亚州学号09111048专业名称机电一体化指导教师周炯亮 2011年12月30日职业技术学院 机械电子工程系（分院）毕业设计（论文）任务书姓名亚州专业机电一体化班级091毕业设计（论文）题目PLC 控 制 自 动 化 立 体 仓 库毕业设计（论文）选题的目的与意义自动化立体仓库又称立库、自动存取系统AS/RS(AutomaticStorage&RetrievalSystem)，是一种用高层立体货架(托盘系统)储存物资，用电子计算机控制管理和用自动控制堆垛运输车进行存取作业的仓库

2、。 使用自动化立体仓库可以产生巨大的社会效益和经济效益，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水平。毕业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）徐常凯：自动化立体仓库控制系统设计与实现，2011，第三期常斗南：可编程序控制器原理、应用、实验第二版，机械工业，2002伟：电气控制与PLC 大学，2009年7月汤自春：PLC原理与应用技术，高等教育，2006毕业设计（论文）工作进度计划2011年10月20日-10月31日:通过查阅资料确定论文的题目2011年11月1日-11月10日：通过各种途径查询PLC的使用方法与应用2011年11月11日-12月25日

3、：在硬件基础上根据相关要求编写程序2011年12月26日-12月30日：按照论文格式对论文相关细节进行修改接受任务日期 2011 年 10月20日要求完成日期2011 年 12月30日学 生签名： 亚州2011 年 10 月20 日指导教师签名：年月日系（分院）主任（院长）签名：年 月 日毕业设计（论文）指导教师评阅意见表姓 名亚州学 号09111048性 别男专 业机电一体化班 级091毕业设计（论文) 题 目PLC 控 制 自 动 化 立 体 仓 库评阅意见成绩指导教师签字年 月 日毕业设计（论文）答辩意见表姓 名亚州学 号09111048性 别男专 业机电一体化 班 级091毕业设计（论

4、文）题 目PLC 控 制 自 动 化 立 体 仓 库答辩时间地 点答辩小组成员姓 名职 称学 历从事专业组 长成 员秘 书答辩小组意见 答 辩 成 绩：答辩小组组长签名：年 月 日PLC控制自动化立体仓库亚州摘要：随着现代工业生产的发展，柔性制造系统(Flexible Manufacturing System)、计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System)和工厂自动化(Factory Automation)对自动化仓库提出更高的要求。射频数据通信、条形码技术、扫描技术和数据采集越来越多地应用于仓库堆垛机、自动导引车和传送带等运输设备上，

5、移动式机器人也作为柔性物流工具在柔性生产、仓储和产品发送中日益发挥重要的作用。实现系统的柔性化，灵活的传输设备是实现物流和仓储自动化的趋势。 关键词：柔性制造系统 堆垛机 传输设备 一、引言 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

6、立体仓库最多的国家之一。 美国学者JAWhite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自动化仓储阶段。目前，智能自动化仓储技术虽然还处于初级发展阶段，但它将是自动化立体仓库主要的发展方向。 我国对立体仓库与其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963 研制成第一台桥式堆垛起重机 （机械部起重运输机械研究所） 1973 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 2003 年为止，我国自动化立体仓库数量已超过 200 座。现在， 自动化物流技术和成套设备的研发已经发展成

7、了一个庞大的产业。目前，国外 自动化立体仓库采用扫描技术， 提高信息的传输速度和准确性：采用射频数据 通信技术，数据的采集、处理和交换能够在搬运工具与中央计算机之间快速进 行，使物品的存取和发送信息做到快速、实时、可靠和准确。另外，近年来迅 猛发展的多媒体技术也在自动化立体仓库中得到越来越广泛的应用，普遍应用于人员培训、操作指导、远程现场监视、异地故障分析和诊断与防火防盗等方面。二、可编程控制器的简介（一）、PLC的说明 国际电工学会（IEC）曾先后于1982.11；1985.1和1987.2发布了可编程序控制器标准草案的第一，二，三稿。在第三稿中，对PLC作了如下定义：可编程序控制器是一种数

8、字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其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，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器与其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。PLC是近年来发展极为迅速、应用极为广泛的工业控制装置。它将传统的继电器控制技术、自动化技术、计算机控制技术和通信技术融为一体专门为工业控制而设计，具有可靠性高、功能强、编程简单、使用方便、环境适应性好以与体积小、功耗低等特点；具有基本控制功能、步进控制功能、模拟控制功能、定位控制功能、网络通

9、信功能、自诊断功能、显示监控功能等，可以满足对工业生产进行监视和控制的绝大多数场合的需要。PLC最常用的语言是面向控制的梯形图语言，它采用了与实际电器原理图非常接近的图形编程方式，易学易用。具体特点如下： （1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外部电路与PLC部电路之间电气上隔离，使其安全工作。 （2）各输入端均采用RC滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms； （3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。 （4）采用性能优良的开关电源。 （5）一旦电源或其他硬件等设备发生异常情况，CPU立即采用有效的措施，以防止故障扩大。 （6）PLC可以真对不同的工业现场信号有相应的I/O

10、模块与工业现场的器件或设备。 PLC按自动化立体仓库的容量和功能分为小型机、中型机、大型机： 小型 PLC 一般以开关量控制为主，它的输入/输出点数适合于接触器、继电器控 制的场合，还能直接驱动电磁阀等执行元件。这类 PLC 价格低廉、体积小巧， 适合于控制单台设备，开发机电一体化产品。 中型 PLC 不仅有开关量和模拟量的控制功能，还具有数值计算能力。为了将温 度、压力、流量等模拟量转化为数字量，一般都带有 A/D 转化器，中型机指令 也比小型机丰富。还有微分、积分、比例、整数、浮点运算等模块功能。适用 于有温度控制和开关动作复杂的机械与连续生产过程。 大型机PLC 已经于工业控制计算机相近

11、，它具有计算、控制和调节的功能，还具有 存容量 64K 以上。 网络结构和通讯联网能力。 这类机型点数都在 100 点以上， 大型机适用于设备自动化控制，过程自动化控制和过程监控系统中。（二）、PLC的各个组成部件与工作原理 PLC的工作原理具体如下： PLC的CPU采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点（包括其常开或常闭触点）不会立即动作，必须等到扫描到该触点时才会动作。 当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫

12、描速度重复执行上述三个阶段。具体过程如下： （1）输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应单元，输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的数据和状态也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 （2）用户程序执行阶段 在用户程序的执行阶段，PLC总是由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按照先左后右、先上后下的

13、顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对所应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。（3）输出刷新阶段 当用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，在经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC真正的输出。 CPU是PLC的核心部分。与通用微机CPU一样，CPU在PC系统中的作用类似于人体的神经中枢。其功能： 图 2 CPU部输入电路 （1）用扫描方式（后面介绍）接收现场输入装置的状态或数据，并存入输入

14、映象寄存器或数据寄存器；（2）接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；（3）诊断电源和PC部电路的工作状态与编程过程中的语法错误；（4）在PC进入运行状态后： a）执行用户程序产生相应的控制信号（从用户程序存储器中逐条读取指令，经命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启闭有关的控制电路） b）进行数据处理分时、分渠道地执行数据存取、传送、组合、比较、变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑或算术运算任务。 c）更新输出状态输出实施控制（根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的容，再由输入映象寄存器或数据寄存器的容，实现输出控制、制表、打印、数据通讯等）图 2 CPU部输出电

15、路(三)、接口 输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。PLC的输入接口有直流输入、交流输入、交直流输入等类型；输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路，晶体管输出型用于高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载；继电器输出为有触点输出型电路，用于低频负载。 现场控制或检测元件输入给PLC各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择开关以与其他一些传感器输出的开关量或模拟量等，通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能够接收和处理的信号。输出接口电路将CPU送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、

16、接触器等被控设备的执行元件。1)输入接口 输入接口用于接收和采集两种类型的输入信号，一类是由按钮、转换开关、行程开关、继电器触头等开关量输入信号；另一类是由电位器、测速发电机和各种变换器提供的连续变化的模拟量输入信号。以图2所示的直流输入接口电路为例，R1是限流与分压电阻，R2与C构成滤波电路，滤波后的输入信号经光耦合器T与部电路耦合。当输入端的按钮SB接通时，光耦合器T导通，直流输入信号被转换成PLC能处理的5V标准信号电平(简称TTL)，同时LED输入指示灯亮，表示信号接通。微电脑输入接口电路一般由寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路组成，这些电路集成在一个芯片上。交流输入与交直流输入接口电

17、路与直流输入接口电路类似。 图2直流输入接口电路 滤波电路用以消除输入触头的抖动，光电耦合电路可防止现场的强电干扰进入PLC。由于输入电信号与PLC部电路之间采用光信号耦合，所以两者在电气上完全隔离，使输入接口具有抗干扰能力。现场的输入信号通过光电耦合后转换为5V的TTL送入输入数据寄存器，再经数据总线传送给CPU。2)输出接口 输出接口电路向被控对象的各种执行元件输出控制信号。常用执行元件有接触器、电磁阀、调节阀(模拟量)、调速装置(模拟量)、指示灯、数字显示装置和报警装置等。输出接口电路一般由微电脑输出接口电路和功率放大电路组成，与输入接口电路类似，部电路与输出接口电路之间采用光电耦合器进

18、行抗干扰电隔离。 微电脑输出接口电路一般由输出数据寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路集成在芯片上，CPU通过数据总线将输出信号送到输出数据寄存器中，功率放大电路是为了适应工业控制要求，将微电脑的输出信号放大。3)其它接口 若主机单元的I/O数量不够用，可通过I/O扩展接口电缆与I/O扩展单元(不带CPU)相接进行扩充。PLC还常配置连接各种外围设备的接口，可通过电缆实现串行通信、EPROM写入等功能。（四）、编程器 编程器作用是将用户编写的程序下载至PLC的用户程序存储器，并利用编程器检查、修改和调试用户程序，监视用户程序的执行过程，显示PLC状态、部器件与系统的参数等。 编程器有简易编程器和

19、图形编程器两种。简易编程器体积小，携带方便，但只能用语句形式进行联机编程，适合小型PLC的编程与现场调试。图形编程器既可用语句形式编程，又可用梯形图编程，同时还能进行脱机编程。 目前PLC的制造厂家大都开发了计算机辅助PLC编程支持的软件，当个人计算机安装了PLC编程支持软件后，可用作图形编程器，进行用户程序的编辑、修改等，并通过个人计算机和PLC之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控PLC运行状态等。(五)、PLC的工作过程PLC 是采用循环扫描方式工作的，图 3 为一般 PLC 的工作流程框图： 其循环过程为：部处 理 通迅服务 输入刷新 执行用户程序 输出刷新。图 3 PLC工作流程

20、图1.部处理：CPU 对 PLC 部的硬件作故 障检查，复位 WDT 等。2.通信服务：与外围设备、编程器、网络设备等进行通信。 3.输入刷新：将接在输入端子上传感器、开关、按钮等输入元件状态读入，并保存在“输 入状态表” (I/O 映像存储器)中，给本扫描周期用户程序运行时提供最新的入 信号。4.执行用户程序： CPU 逐条解释并执行用户程序。根据 I/O 状态表(属数据表状态存储器)中 ON / OFF 信息，按用户程序给定的逻辑关系运算，将运算结果写入 I/O 状态表。5.输出刷新： 将“输出状态表” (I/O 映像存储器)中的容输出到接口电路，以驱动输出 端子上的输出元件，实现控制。

21、“输出状态表”中的容是本次扫描周期用户程 序运行的结果。(六)、电源 PLC的电源将外部供给的交流电转换成供CPU、存储器等所需的直流电，是整个PLC的能源供给中心。PLC大都采用高质量的工作稳定性好、抗干扰能力强的开关稳压电源，许多PLC电源还可向外部提供直流24V稳压电源，用于向输入接口上的接入电气元件供电，从而简化外围配置。(七)、采用PLC控制立体仓库的优点（1）可靠性高、环境适应性强：可编程控制器输入/输出端口均采用继电器和光电耦合器件，采取了隔离和抗干扰措施，所以具有很高的抗干扰能力； （2）通用性好：由于可编程控制器采用模块化的结构，一般有CPU模块、电源模块、PID模块、模拟输

22、入和输出模块等，可以用这些模块灵活的组成各种不同的控制系统，对于不同的控制系统，只需选取不同的模块便可以，因而具有很好的适用性。 （3）使用方便、灵活：对于不同的控制系统，当硬件结构选定后，如果输入/输出作很小的变动时，只需修改相应程序即可，无需对系统连线做较大的修改，减少了现场调试的工作量，使用起来灵活方便。 （4）具有顺序、周期性的工作特征。 （5）体积小；由于在制造时采用了大规模集成电路和微处理器，用软件编程代替了硬连线，便于安装，实现了小型化。 三、自动化立体仓库系统设计(一)、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,自动

23、化立体仓库是一个复杂的综合自动化系统是现代物流技术领域中出现的一种新型仓储方式。自动化立体仓库自诞生以来就受到了极大关注，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。 随着自动化技术和信息技术在自动化立体仓库广泛运用， 自动化立体 仓库的发展将呈现以下趋势：（1）仓储作业管理自动化水平将会逐步提高。 （2）智能技术将会获得应用。（3）仓库作业向柔性化方向发展。（4）建设自动化立体仓库方面更加注

24、重实用性和安全性。图 4 立体仓库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。 传感器件：本系统选用光电传感器，传感器感受到被测物理量并把它转化为便于传输处理的电信号，它是整个系统自动控制的关键环节。 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

25、升机机,皮带机等。 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。(二)、步进电机的选择 步进电机主要为本设计执行元件，之所以选择步进电机就是因为其适用于开环控制，而且其控制精度较高，在供电电源切断时，混合式步进电机具有自定位转矩，因此仍能保持原来的位置，同时也是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，因此，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电动

26、机（HB）和单相式步进电动机等。它的时序为脉冲正序列为AABBBCCCA，反序列为CACBCBABA。按照时序循环输入就可以通过软件控制来实现。当将时序输入按照与正转时序相反的顺序输入时，就可以实现步进电动机的反转。1、步进电动机的特点 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”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。 步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。 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。 起制动，正反转，变速等控制方便。 价格便宜，可靠性高。 步

27、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。 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围时，电机才能获的满意的运行性能。 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，以与

28、一个直流功率电源等组成一个驱动系统，如下图所示图 5 步进电动机驱动系统的组成 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一样，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) ，它们在驱动器部的接口电路都一样，见下图.OPTO 端为三路信号的公共端，三

29、路输入信号在驱动器部接成共阳方式，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,保证给驱动器部光耦提供 8-1 5mA 的驱动电流，参见图 6.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 6 输入信号接口电路步进电机驱动器的输出信号有两种: 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

30、生相位记忆功能，其接口见图 7图 7 初相位信号接口电路 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。（3） 、传感器的选择红外线光电开关（光电传感器）属于光电接近开关的简称，它是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射，由同步回路选通而检测物体的有无，其物

31、体不限于金属，对所有能反射光线的物体均可检测。根据检测方式的不同，红外线光电开关可分为：1、漫反射式开关一般来说当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，我们都选用漫反射式开关。2、反射式光点开关反射式光电开关是集发射与接受器于一体，光电开关发射出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关的信号。3、对射式光电开关当检测物体是不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测模式。4、光纤式光电开关光纤式光电开关采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，以实现被检测物体不在相近区域的检测。传感器也可以使用应变式传感器，他是利用金属的电阻应变效应，将检测物体变形转换成电

32、阻的变化的传感器。当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种现象称为电阻丝的应变效应，应变式传感器正是利用了金属丝的这一效应。但是这种传感器的安装不是很方便，而且检测的效果也不是很好，灵敏度不过，很有可能造成错误，给顾客带来不必要的麻烦。由以上可以很容易的看出在这里我们选用反射式光电开关。用它来检测运动小车的原点、限位位置，并把相应的信号传输给PLC，PLC根据收到的信号可以通过I/O线控制其正常工作。图 8 反射式传感器的输出回路图（4） 、本立体仓库的控制要求 1、接通电源，将选择开关置于手动位置，分别按下、后观察 各方向运动情况，小车在高强度丝杠上运行平稳，在接近极限位

33、置时，执行限 位保护。 2、将选择开关置于自动位置，通电状态下，各机构复位，即返回零位。 3、当送货的时候，选择欲送货物的仓位，按动仓位对应的按钮，控面板数码管显示仓位号。按送货按钮后，货物自动送入指定的仓位号对应的仓库位里。若被指定的仓位号里有货物，则送货命令不被执行。送货完成后，小车自动返回原来的位置。 4、当取货的时候，选择欲取货物的仓位号后，在控制面板的数码管里显示 出来，按动取货按钮后，可以自动将货物取出。如果小车里有货物，则取货命 令不被执行。取货与送货装有互锁开关，防止发生故障。 5、取货和送货指令完成后，机构自动返回原来位置。 6、需用手动取货时，必须在断电状态下进行。 为了保

34、护人身、设备和货物的安全，堆垛机必须具有完 善的安全保护措施：1 ) 堆垛机在行走、载货台升降和货又伸缩终端处都设有机械和电气限位装置。2 ) 货物检测载货台上设有货物超高、超长和超宽检测装置。在货物进入载货台时，当检测到货物超过设定高度、长度或宽度时， 堆垛机便停止运行并报警。检测元件采用对射或反射式光电传感器。 3 ) 载货台上还设有检测货又是否回位、货叉上有无货物 和货位中有无货物的装置。如货叉没有回位，堆垛机不能水 平运行；如货叉上已有货物，则不能再取货；入库时，必须 检测货位中有无货物，以避免发生事故。4 ) 断电保护 如载货台升降过程中忽然断电， 则通过提升电动机制动使载货台停在当

35、前位置，不会掉下来。（五）、本仓库的控制面板与物流过程 图 9 控制面板 图 10 物流过程示意图（六）、本仓库的控制程序设计 1、主程序的设计S7-200 可编程控制器主要使用 STEP7-Micro/WIN32 编程软件进行编程和其它一些相 关处理。STEP7-Micro/WIN 32 编程软件是基于 Windows 的应用软件，由西门子公司专为 SIMATIC S7-200 系列可编程控制器设计开发，功能强大，主要由用户用来开发控制程序， 同时也可以实时监控用户程序执行状态。 它提供三种编辑器来创建你的程序：梯形图、语句表和功能块图。用任何一种程序编 写程序，都可以用另外一种程序编辑器来

36、浏览和编辑，但要遵守一些输入规则。语句表编 辑器按照文本语言的形式显示程序，此编辑器允许你输入指令助记条款来创建你的控制程 序。（1）梯形逻辑(LAD) 梯形逻辑(LAD)是 STEP7 编程语言的图形表达方式。它的指令语法与一个继电器梯形 逻辑图相似，当电信号通过各个触点、复合元件以与输出线圈时，梯形图可以让你追踪电 信号在电源示意线之间的流动。（2）语句表(STL) 是STEP7编程语言的文本表达方式。与机器码相似，如果一个程序是用语句表编写的，CPU 执行程序时则按每一条指令一步一步地执行。 （3）功能块图(FBD) 功能块图(FBD)是 STEP7 编程语言的图形表达方式，使用与布尔代

37、数相类似的逻辑框 来表达逻辑。复合功能可用逻辑框相连直接表达。 程序采用模块化的方式进行编写，最后再将程序的各个部分集成为能完成完整功能的完整的程序。系统采用中间信号来实现对具体运行动作的控制，从而更准确更安全的 完成作业;并采用指示灯在现场指示系统具体的工作状态，并将工作信息写入到存中，方便上位机对堆跺机系统的运行进行实时的监视。如下图是系统主程序流程图。 图 11 程序主流程图2、堆垛机的堆垛机自检和复位/归位程序（1）、堆垛机自检程序 在堆垛机主程序流程图中，堆垛机每次开机上电时，PLC 系统通电，然后执行用户编写的功能模块程序。PLC 系统上电后，首先执行图 12 堆垛机自检程序。堆垛机自检 子程序主要是判断上次系统是否正常关机，如果属于非正常关机，堆垛机有无不安全因素 （货叉是否在收叉位置，载货台上有无货物，货位位置是否正常等） ，如果存在不安全因 素，堆垛机开始报警，等待故障处理。如果正常关机，则判断堆垛机工作模式。在手动操 作模式下，执行手动操作子程序。在自动模式下，则由堆垛机机载控制柜上的触摸屏操作下发作业