基于PLC的小型立体仓库电气控制系统设计

机械工程学院毕业设计〔论文〕题目：基于PLC的小型立体仓库电气控制系统设计专业：机械设计制造及其自动化班级：114姓名：张玉学号：1666110431指导教师：张海涛日期：2023-5摘要：随着国民经济的快速开展，自动化立体仓库必然会被更广泛地应用于各行各业。自动化立体仓库是现代物流系统的一个重要组成局部，是一个多囤货仓库系统的开销，通过自动控制和管理系统，高位货架，堆垛机，自动存储，自动出库，计算机管理控制系统和其他辅助设备。仓库模型控制系统是基于对自动化仓库的操作和设计的根本原那么。在整个控制系统，以三菱FX2N系列PLC为核心控制元件，专用键盘作为人机接口装置，用于控制步进电机来驱动一个仓库有三个运动自由度的由高强度钢轨三维模型。在根据地址码每转的步进电机输出脉冲应当通过键盘的每个位置，由PLC的键盘命令扫描和位置的相应数量的，当PLC接收从键盘输入的命令，那么输出数的脉冲对应于该位置，之后驱动步进电机驱动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、步进电机、物流管理目录基于PLC的小型立体仓库电气控制系统设计梯形图的设计PLC的程序编辑工作是靠梯形图完成的，梯形图具有形象直观，且便于分析记忆的特点。GXDeveloper是一款可以开发三菱全系列的编程软件，使用十分方便。为了使得设计调试简单方便，依据功能分析知程序设计局部可分为系统初始化自复位程序、取货子程序、送货子程序、系统故障保护程序等局部，分别确定逻辑思路编程后再进行程序整体汇总。1、初始化自复位程序自动控制系统工作的第一步，便是判断堆垛机是否已经准备就绪，是否可以正常工作，假设不在初始位，需要自动回复到初始位。因此在初始化阶段，本设计将货叉在取出限位，堆垛机原始0仓位设置为初始位置。根据保护原那么，首先应判断货叉是否在取出限位处，假设不在取出限位处，首先驱动Z轴直流电机向后收回货叉，到达取出限位后进行下一步；假设此时货叉已经在取出限位处，驱动Y轴步进电机下降，当到达下行极限后，驱动水平电机，后退到原始0仓位检测限位开关，此时堆垛机到达初始位置，完成自复位功能，PLC控制程序如图4.4梯形图所示：图4.4初始化复位程序2、取货子程序P1取货是指叉车从指定仓库位置取出货物后送到缓冲货台。首先Y0输出对应指定仓位X轴步进电机需要的定位脉冲，Y1输出对应指定仓位Y轴步进电机需要的定位脉冲，到达指定仓位后，货叉先从固定高度〔300脉冲处〕下降至底部，之后Z轴电机正转，货叉伸入仓位至遇到送进限位开关处停止，然后货叉抬起货物至固定高度〔300脉冲处〕，下一步Z轴电机反转，货叉带货物缩回至遇到取出限位开关处停止，最后回到原始0仓位处，完成取货任务。对应取货子程序P1如图4.5所示：图4.5取货子程序P13、送货子程序P2送货是指叉车从缓冲仓库位置取出货物后送到指定仓库。仓库的定位操作与取货程序相同，货叉的操作稍有差异，这里就不详细表达了。对应的送货子程序P2如图4-6所示：图4.6送货子程序P24、系统故障保护程序系统运行或调试过程中，可能会发生一些意外情况，所以在进行软件设计的过程中也必须要考虑到，从而保证整个系统平安可靠地运行。自动化立体仓库系统中设置了前进限位保护开关X27、后退限位保护开关X30、上行限位保护开关X31，当任意一个限位开关动作时，证明系统出现意外故障情况，此时输出Y21，切断步进电机自身驱动电源，堆垛机停止运动，从而保证整体设备的平安。系统故障保护程序如图4-7所示：图4.7系统故障保护程序结论该系统主要是PLC为核心，采用功能强大的PLC控制功能，我们可以利用可编程控制器仓库功能，具有接线简单，编程直观和易于扩展的特性。当增加机器人的功能，只需添加硬件限位开关输入信号线。无需改变原有的布线，只需添加适当的程序和功能输出软件，要改变的地方较少。调试结果说明，适应性强，准确性和可靠性，以满足设计要求，说明该设计是可行的。通过本设计，我学习到了很多东西，在工作的细心上也得到了提高。并且，更了解了有关可编程控制器的功能。我选择这个设计，也是为了弥补以前学习上的缺乏。这次设计，使我了解到老师的用心良苦，并且从老师那学到了很多珍贵的东西。参考文献[1]汤自春主编.PLC原理及应用技术[M].高等教育出版社,2006[2]吴明亮、蔡夕忠主编.可编程控制器实训教程[M].化学工业出版社,2005[3]贾德胜等编著.PLC应用开发实用自程序[M].人民邮电出版社,2006[4]严盈富主编.PLC入门[M].人民邮电出版社,2005[5]孙政顺、曹京生主编.PLC技术[M].高等教育出版社,2005[6]周伯英主编.工业机器人设计[M].机械工业出版社，1995.6.

[7]龚振帮编主编.机器人机械设计[M].电子工业出版社，1995.

[8]成大光编.机械设计图册〔５〕[M].化学工业出版社，1999.

[9]何存兴编.液压传动与气压传动[M].华工科技大学出版社，2000

[10]沈鸿主编.机械工程手册(10)[M].机械工业出版社，2005[11]马振福主编.液压与气动传动[M]机械工业出版社，2006DesignofelectricalcontrolsystemforsmallsolidwarehousebasedonPLCAbstract:withtherapiddevelopmentofthenationaleconomy,theautomatedwarehousewillbemorewidelyusedinallwalksoflife..Automatedwarehouseisanimportantpartofmodernlogisticssystem,isamultihoardgoodswarehousesystemoverhead,throughtheautomaticcontrolandmanagementsystem,highshelves,stackingmachine,automaticstorageandautomaticlibrary,computermanagementcontrolsystemandotherauxiliaryequipment.Thewarehousemodelcontrolsystemisbasedontheoperationanddesignoftheautomationwarehousebasicprinciples.Inthewholecontrolsystem,withMitsubishiFX2NseriesPLCasthecorecontrolcomponents,specialkeyboardastheman-machineinterfacedeviceforcontrolthesteppermotortodriveawarehousehasthreedegreesoffreedombyhighintensityrail3Dmodel.InaccordancewiththeaddresscodeforeachrotationofthestepmotoroutputpulseshouldbethroughineachpositionofthekeyboardbyPLCkeyboardcommandsscanandlocationofthecorrespondingnumberof,whenthePLCreceivescommandsfromthekeyboardinput,theoutputthenumberofpulsescorrespondingtothelocation,andthendriveastepsteppermotordrivercanrotateacertainangleaccordingtothedirectionset,soastocontrolthetransmissionpartofthescrewrotationofaccuratepositioning,inordertocompletetheaccessfunctionofgoods.Inaddition,inordertoguaranteethestabilityandreliabilityofthewholecontrolsystem,wealsousethelimitswitchtoprotectthelimit..Practicalsignificanceandvalueofthispaperfocusesonthefeasibilityandtheimplementationofthesubjectareintroduced;secondlythesystemhardwarecomposition,structure,principleofdescriptionandanalysis;againonthecontrolsystemofthecore,softwarecompiling,paperistheladderdiagramandthecorrespondingstatementtable;finallyon