立体仓库说明书

1、综合课程设计说明书课题：立体仓库系统设计组长：谢李宝生（2012100641）组员：张卫民（2012100638） 蔡安旺（2012100639） 谢海平（2012100640） 谢祖斌（2012100642） 刘涵兴（2012100643）专业：机械电子工程（1）班2015-12-30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

2、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两个自由度的仓库模型在高强度导轨上做二维运动。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

3、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。目录第一章：目的及任务11课程设计的目的及任务11.1课程设计的目的11.2课程设计的任务12课程设计的内容及要求12.1控制要求12.2课题要求32.3答辩基本问题43课程设计的方法及步骤43.1课题组信息表43.2进度安排表5第二章：课程设计正文61功能介绍62硬件接口电路及原理62.1 I/O分配表62.2接口说明73系统流程图84仓库位

4、置图85 PLC程序梯形图95.1手动控制程序95.2 PLC程序梯形图96电气原理图156.1主控制部分156.2输入模块部分166.3输出模块部分16第三章：课程设计心得体会17第一章:目的及任务课程名称：电气控制与PLC技术英文名称：Electrics Control and PLC Technology1课程设计的目的及任务1.1课程设计的目的本课程是一门实践性较强的课，通过了讲授常用低压控制电器，接触控制线路基本环节，典型生产机械的电气控制线路及可编程控制器的原理及应用，在学掌握了常用电器原结构、使用方法、控制线路的控制线路能分析和设计、典型可编程控制器的工作原理、编程方法和硬件设计

5、方法的基础上能进行工程应用。根据专业教学计划与教学大纲的规定，本课程应用有两周的课程设计。通过一定的课题，使学生巩固本课程的基础知识。提高运算、查阅资料、制图的设计的独立工作能力。1.2 课程设计的任务 本实践环节主要将完成两个任务，设计符合控制要求的电气原理图及接线图，选择合适的电气元件并写出课程设计报告书。2 课程设计的内容及要求课题：立体仓库系统设计2.1控制要求系统图工作过程：工作过程分为手动和自动控制过程，手动、自动控制互不影响。1、手动控制过程要求：1）开机后，“手动/自动”摇柄开关切换到手动位置。2)摇动“上升”摇柄开关，控制机构的上升运动。3)摇动“下降”摇柄开关，控制机构的下

6、降运动。4)摇动“左移”摇柄开关，控制机构向左运动。5)摇动“右移”摇柄开关，控制机构向右运动。6)摇动“伸/缩”摇柄开关，控制机械手的伸/缩运动。7)摇动“夹/放”摇柄开关，控制机械手的夹/放运动。2、自动控制控制要求如下：1）开机后，“手动/自动”摇柄开关切换到自动位置。2）按下启动按钮， 机构的X轴，Y轴同时运动回到原点。3）若物料台上检测到没有物料，则机构停在原点；若检测到物料台上有物料，则机构运动到物料台夹取物料，并搬运到1号仓库。4）把物料存储到1号仓库完成后，若物料台上又检测到有物料，则机构回到物料台继续搬运物料，并搬运到2号仓库；若物料台上没有检测到有物料，则机构回到原点，等待

7、，直到物料台上检测到有物料，然后继续搬运。5）以此类推下去。6）当仓库存满物料之后，机构停止（即使检测到物料台上有物料也不搬运物料）。7）当仓库被清空之后，再次按启动按钮，重复以上动作。8）按下停止按钮，系统停止工作。2.2课题要求：1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置电路。2) 根据控制要求，编制PLC控制程序，有条件可以利用仓库模型或模拟开关板调试程序，模拟运行。同时要求利用上位机组态王组态软件完成控制对象的监控。3) 编写设计说明书，内容包括： 设计过程和有关说明。 电气控制电路图、气动原理图。 PLC控制程序（梯形图和指令表）。 电器元器件的选择和有关计

8、算。 电气设备明细表。 参考资料、参考书及参考手册。 其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。2.3答辩基本问题：1、PLC基本工作原理及接线。2、阐明程序设计思想及工作流程。3 课程设计方法及步骤查阅有关的参考书、工具书、期刊、杂志等提出可能实现的方案，对其中的一、二种方案进行性能和经济指标、使用的难易程度等做全面的衡量。3.1课题组信息表：课题名立体仓库系统设计组 长谢李宝生成员信息序 号名 字任 务 内 容进度情况成 绩1张卫民资料查找按时完成2蔡安旺电气原理图绘制按时完成3谢海平组态监控程序编写及调试按时完成4谢李宝生PLC程

9、序编写及调试按时完成5谢祖斌气动原理图绘制按时完成6刘涵兴资料整理按时完成3.2进度安排表：时 间项目内容一二三四五一二三四五负责人资料查找张卫民电气原理图绘制蔡安旺PLC程序编写及调试谢李宝生组态监控程序编写及调试谢海平气动原理图绘制谢祖斌资料整理刘涵兴系统总调试全体答辩全体第二章:课程设计正文1 功能介绍本实验通过对两台不同方向运转的步进电机进行正反转控制来实现机构的上下、左右运动，以及机械手的伸缩，夹放运动。控制台上有两个按钮，分别是：启动、停止；有七个摇柄开关，分别是：手动/自动、上升、下降、左移、右移、伸/缩、夹/放。本次实验要求设计实现手动和自动两种控制，并且手动控制、自动控制互不

10、影响。使用说明：.上电复位.选择手动/自动操作模式.手动模式下：通过操作摇柄开关来实现手动控制.自动模式下：通过操作两个按钮来实现自动控制2 硬件接口电路及原理2.1 I/O接口分配表：输入功能属性说明X0启动复归型常开按钮X1停止复归型常开按钮X2手动/自动摇柄开关ON手动，OFF自动X3有料检测传感器X4伸出限位传感器X5缩回限位传感器X6X轴原点传感器X7Y轴原点传感器X10上升摇柄开关ON上升，OFF停止X11下降摇柄开关ON下降，OFF停止X12左移摇柄开关ON左移，OFF停止X13右移摇柄开关ON右移，OFF停止X14伸/缩摇柄开关ON伸出，OFF缩回X15夹/放摇柄开关ON夹取，

11、OFF松放输出功能属性说明Y0X轴脉冲步进电机Y1Y轴脉冲步进电机Y2X轴方向步进电机ON右移，OFF左移Y3Y轴方向步进电机ON上升，OFF下降Y4伸/缩电磁阀ON伸出，OFF缩回Y5夹/放电磁阀ON夹取，OFF松放2.2 接口说明：启动、停止、这两个按钮和七个摇柄开关为控制台上可以直接操作的按钮，可以用它们来控制系统的运行。但限位开关是安装在运动导轨上的位置开关，在系统运动时触碰到它们时起作用成为输入信号并传入PLC的输入接口。输出线圈直接由PLC的Y0到Y5分别传给两个不同的步进电机和两个电磁阀，从而分别控制其步进电机的正反转和机械手的伸/缩、夹/放。经过这样的I/O口分配以后，剩下的就

12、由软件编程来处理其具体控制任务了。3 系统流程启动停止下降左移右移伸/缩夹/放自动手动手动/自动选择上电上升图 回原点无有料检测有无搬运物料存储货物有料检测有4 仓库位置图5 PLC程序梯形图5.1手动控制程序：5.2 PLC程序梯形图6 电气原理图6.1主控制部分6.2输入模块部分6.3输出模块部分第三章:课程设计心得体会本课题所选设备为实验室的立体仓储控制单元系统。编程过程是最复杂与艰难的，是我们最大的挑战。在编程与调试期间出现了很多意想不到的事情，让我们哭笑不得，甚至有时失去了信心。不过后来，经过老师的指点与我们组员的共同探讨与努力，最终还是取得了成功。那一刻是成功的惊喜，是我们辛苦劳动

13、的最好回报。编程确实不是一件容易的事，开始我们想当然地用三四个小时洋洋洒洒地编写出来一堆指令代码，当时以为我们的程序能给我们带来惊喜，或者哪怕一点点的成功，可是现实太残酷了，我们的程序竟然像个植物人似的，运行后一点都不对，让我们很郁闷，但看着那么大的程序，真不知道到底哪里出错了，顿时手足无措。后来老师建议我们一小块一小块地编写调试，不要眉毛胡子一把抓。后来我们一点一点地编写，让它执行每个小步骤，还尝试了顺序控制的指令，但最终因为繁琐而取消了，取而代之的是RS指令组合的步进控制方式。编程最重要的一点是思路清晰，其次是思维周到，要认真分析系统运动的每一个细节，确定先后顺序，还要考虑每一动作是否会跟其他输出指令形成冲突。考虑了这些以后，剩下的编程就有了一个基础框架，也就可以有目的有步骤有选择地进行了。不过在后来的调试之间我们还是发现了很多问题，还想到了一些改进方法，我们很为之高兴。完善之后，我们的程序更加合理。编程确实是一件不容易的事，不止要考虑周