基于PLC的立体仓库堆垛机控制系统设计

自动化专业毕业设计任务书一一一一、、、、设计题目设计题目设计题目设计题目：：：：基于基于基于基于PLC的立体仓库堆垛机控制系统设计的立体仓库堆垛机控制系统设计的立体仓库堆垛机控制系统设计的立体仓库堆垛机控制系统设计二、毕业设计的目的毕业设计的目的毕业设计的目的毕业设计的目的1．设计一个立体仓库堆垛机控制系统；2．水平移动、垂直移动及伸叉机机构分别由220W的三相交流异步电动机、200W的单相交流异步电动机和二相混合式步进电机驱动；3．上述电机由西门子S7-226型PLC控制，其中水平移动、垂直移动由PLC通过变频器控制，步进电机由步进驱动模块进行自动控制。三、主要设计内容主要设计内容主要设计内容主要设计内容1．变频调速系统设计；2．货叉伸缩控制；3．PLC控制程序编写与调试；四、重点研究问题重点研究问题重点研究问题重点研究问题PLC控制，确定设计方案，完成各功能单元的结构设计，参数计算和元件选择。五、主要技术指标或主要设计参数主要技术指标或主要设计参数主要技术指标或主要设计参数主要技术指标或主要设计参数堆垛机运行的速度范围：水平方向：2m／min-360m／min；垂直方向：2m／min-80m／min；货叉：2m／min-60m／min六、设计成果要求设计成果要求设计成果要求设计成果要求1．毕业设计论文要求字数为10000—15000字，论文格式参照华北水利水电学院关于本科毕业设计论文格式要求；2．系统电气原理图，要求用0#图纸〔按国标要求绘制〕；3．各局部环节的工作原理及调试故障分析及排除方法；4．毕业设计论文内插图必须用电脑制作；I华北水利水电学院毕业设计说明书I基于基于基于基于PLC的立体仓库堆垛机控制系统设计的立体仓库堆垛机控制系统设计的立体仓库堆垛机控制系统设计的立体仓库堆垛机控制系统设计摘摘摘摘要要要要在现代的物流仓储系统中，自动化立体仓库应用日益广泛。而堆垛机是立体仓库的关键组成局部，堆垛机性能的优劣对整个立体仓库的运行起到至关重要的作用，所以设计与开发自动化程度较高的堆垛机控制系统成为当前立体仓库的开展趋势，开展与此有关的研究具有重要的理论和应用价值。本文基于现代物流技术的应用和开展要求，介绍自动化立体仓库的应用及其功能和作用，结合现代科技的开展，着重研究自动化立体仓库堆垛机控制系统的控制技术。本文详细阐述了本控制系统的设计思想，以及整个系统的硬件实现和软件设计。论文依据立体仓库的有关设计参数，对堆垛机电气控制的硬件系统进行了设计，为了提高堆垛机的性能，本文采用了转速、位置反响的双闭环控制，以满足系统的调速要求。系统的水平认址采用激光测距传感器定位，垂直认址采用光电开关和认址片组合定位。变频调速系统由S7-226PLC及其扩展模块EM235通过变频器MM440控制交流电动机，采用光电编码器反响转速信号，实现转速闭环控制。货叉伸叉系统由S7-226PLC通过步进电动机驱动器SH-20403控制二相混合式步进电动机。根据系统的控制要求进行了PLC、变频器、电机和电机驱动器的选型，并给出了系统的硬件接线图，然后利用西门子的编程软件step7设计了堆垛机控制程序。关键词关键词关键词关键词自动化立体仓库，堆垛机，PLCII华北水利水电学院毕业设计说明书IIAbstractInmodernlogisticswarehousingsystems,automatedstorageisincreasinglywidespread.Haystackersarethekeyequipments,Performanceofthestackerplaysanimportantrole.DesignandDevelopmentofahigherdegreeofautomationStackerControlSystembecomeWarehousetrendofdevelopment,Thereforerelatedresearchhasimportanttheoryandapplicationvalue.ThispaperintroducesapplicationandperformanceofautomatedHigh-riseWarehousebasingonapplicationanddevelopmentrequirementofmodernlogisticstechniques.AndputsemphasisontheresearchingofcontroltechniquesinautomatedHigh-riseWarehousestackercombiningmodernscienceandtechniques.Thispaperelaboratedonthedesignofthesystemofcontrol,aswellastheimplementationofthesystem'shardwareandthedesignofthesoftware.Basedontheparameterrelatedtotheautomatedstorage,thispaperpresentedthehardwaresystemofstackerelectricalcontrol.Speedofthestackerwasthebasic.Inordertoimprovetheperformanceofthestacker,thesystemadoptsthespeed,position,doublefeedbackcontrol.Thehorizontalrecognizeaddressesofsystemusinglaserrangefindersensorpositioning,andverticalrecognitionusingphotoelectricswitchesandaddresspiececombinationaddressing.Speed-adjustedsystembyS7-226PLCanditsextensionmoduleEM235throughtransducerMM440controlacmotor.GoodsforksystemisbyS7-226PLCbinarysystemthroughsteppingmotordriverSH-20403controltwo-phasehybridsteppingmotor.Accordingtotherequirementsofthecontrolsystem,thispapercompletedtheselectionofPLC，frequencyconverter,themotoranditscontroller.Andpresentsthesystemhardwarehookup.ThenusethesoftwareofSiemensstep7designsthestackercontrolprocedures.KeyWords:AutomatedStorageandRetrievalSystem，Stacker，PLC1华北水利水电学院毕业设计说明书目目目目录录录录摘要................................................................................................................................................IAbstract..........................................................................................................................................II第一章绪论...................................................................................................................................11.1自动化立体仓库的概述.......................................................................................................................11.1.1自动化立体仓库的组成............................................................................................................11.1.2自动化立体仓库的优点............................................................................................................21.1.3自动化立体仓库的开展............................................................................................................21.2堆垛机概述...........................................................................................................................................31.2.1堆垛机的开展............................................................................................................................31.2.2堆垛机技术的研究现状............................................................................................................31.3本文研究的主要内容...........................................................................................................................4第二章堆垛机控制系统的硬件设计...........................................................................................52.1控制技术要求和系统总体设计...........................................................................................................52.2堆垛机位置控制...................................................................................................................................72.2.1定位控制....................................................................................................................................72.2.2认址检测方式............................................................................................................................82.2.3认址方式确认............................................................................................................................92.2.4堆垛机速度曲线分析..............................................................................................................102.3PLC及资源配置...................................................................................................................................112.3.1S7-200系列PLC概述..............................................................................................................112.3.2CPU型号选择..........................................................................................................................122.3.3PLC模块选型........................................................................................................................132.4堆垛机变频调速系统设计.................................................................................................................142.4.1变频器的选型..........................................................................................................................142.4.2水平方向变频调速系统设计..................................................................................................152.4.3垂直方向变频调速系统设计..................................................................................................172.5堆垛机货叉控制系统设计.................................................................................................................192华北水利水电学院毕业设计说明书2.6平安检测传感器的应用.....................................................................................................................202.7元器件的选型.....................................................................................................................................212.8通信方案确实定.................................................................................................................................222.9输入输出点分配.................................................................................................................................232.10本章小节...........................................................................................................................................24第三章堆垛机控制程序设计...................................................................................................253.1堆垛机自检和复位/归位程序............................................................................................................273.1.1堆垛机自检程序......................................................................................................................273.1.2堆垛机复位/归位程序.............................................................................................................283.2自动方式下的堆垛机运行控制.........................................................................................................293.2.1列向运行PLC程序实现.........................................................................................................293.2.2行向运行PLC程序实现.........................................................................................................313.2.3货叉伸缩控制PLC程序实现.................................................................................................323.3手动方式下的堆垛机运行控制.........................................................................................................343.4本章小节.............................................................................................................................................35总结...............................................................................................................................................36参考文献.......................................................................................................................................37致谢.............................................................................................................................................38附录一外文翻译.......................................................................................................................39附录二堆垛机入库作业流程图...............................................................................................481华北水利水电学院毕业设计说明书第1页第一章第一章第一章第一章绪论绪论绪论绪论1.1自动化立体仓库的概述自动化立体仓库的概述自动化立体仓库的概述自动化立体仓库的概述在现代物流系统中，自动化立体仓库是一个重要的组成局部，它是一种新型的仓储技术。自动化立体仓库又称为自动存储/检索系统〔AutomatedStorage&RetrievalSystem，AS/RS〕。它是物料搬运和仓储科学中的一门综合科学技术工程。它以高层货架为主要标志，配以成套的先进搬运设备，以先进的计算机控制技术为主要手段，由此组成高频率、大容量的科学存储，以适应现代化生产、物资交流和仓储的需求。自动化立体仓库的组成自动化立体仓库的组成自动化立体仓库的组成自动化立体仓库的组成立体仓库是指：采用高层货架储存货物，用起重、装卸、运输机械设备进行货物出库和入库作业的仓库。这类仓库主要通过高层货架充分利用空间进行存取货物，所以被成为立体仓库。目前，立体仓库最大高度能到达40多米，最大库存数可达数万个货物单位，可以实现按方案入库和出库的全自动化控制，以及无人操作的计算机网络化管理。其主要的组成局部有高层货架、仓储机械设备、控制及管理设施。〔1〕货架仓储技术的开展由平面转向高层立体化以后，高层货架为仓库的主体和标志，货架越高，存储量越大。货架在物流及仓储中占有非常重要的地位，目前的货架具有多种功能，以满足机械化和自动化的要求。主要的货架类型有单元式货架、贯穿式货架与旋转式货架。为了提高货物装卸、存取效率，自动化立体仓库一般使用货箱或托盘盛放货物。货箱和托盘的根本功能是盛放小件物料，同时还应便于运输车和堆垛机的插取和存放。〔2〕仓储机械设备自动化立体仓库的主要搬运设备是巷道式堆垛机，其主要用途是在高层货架的巷道内来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存放入货格中，或者将货物取出运送到巷道口。输送系统必须是具有高度的可靠性，在立体仓库中一般只有一套输送系统，所以应保证输送系统各个环节上的设备可靠、耐用、维修方便，并且还应该对输送系统设置手动控制做后备。自动化立体仓库中的货物输送装置主要有传送带、各种流动小车及AGV等，短距离的传送还可以采用机器人。2华北水利水电学院毕业设计说明书第2页〔3〕控制及管理设施控制管理系统采用分布式控制，即由管理计算机、中央控制计算机和直接控制堆垛机、入/出库输送机等现场设备的控制器组成控制系统。管理计算机是立体仓库的管理中心，承当着入/出库管理、盘库管理、查询、打印及显示、经济技术指标的计算分析等功能，包括在线管理和离线管理；中央控制计算机是立体仓库的控制中心，他沟通并协调管理计算机、堆垛机、入/出输送机等设备之间的联系，控制和监视着整个立体仓库系统的运行。自动化立体自动化立体自动化立体自动化立体仓库的优点仓库的优点仓库的优点仓库的优点事实证明采用自动化立体仓库能够产生巨大的经济效益和社会效益，主要表现在以下几个方面：〔1〕层货架：立体仓库由于使用了高层货架存储货物，存储区可以大幅度的向空间开展，充分利用了仓库的空间，提高了空间利用率。〔2〕自动存取：自动化立体仓库使用机械和自动化设备，运行和处理速度快，提高了作业效率。〔3〕计算机控制与管理：计算机能够准确无误的对仓库的各种信息进行存储和管理，不仅降低了操作人员的劳动强度，还减少了货单处理和信息处理过程中的过失，从而提高了仓库的管理水平。〔4〕节约本钱：作业效率的提高势必会降低货物储存的本钱费用，由此也提高了企业的现代化物流意识。自动化立体仓库的开展自动化立体仓库的开展自动化立体仓库的开展自动化立体仓库的开展高层货架仓库的出现和开展是第二次世界大战以后生产技术开展的结果。在生产发张的实际需要和科技水平开展的现实可能下，五十年代初开始出现了自动化立体仓库。1950年美国首先产生手动控制的桥式堆垛机起重机，与此同时提出了高层货架的概念，被认为是自动化仓库的雏形。1960年以后巷道式堆垛机逐渐代替了桥式堆垛机，此后堆垛机的使用范围和性能有了很大的开展，尤其是在日本，自动化立体仓库开展迅速，目前日本的自动化仓库技术和自动化仓库的拥有量都位居世界前列。自动化技术在仓储领域中的开展分为五个阶段：人工仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和智能化阶段。其中智能自动化仓储在九十年代后期以及二十一世纪的假设干年内，是仓储自动化技术的主要开展方向。3华北水利水电学院毕业设计说明书第3页我国对自动化立体仓库及其物料搬运设备的研制并不晚，1963年研制成第一台桥式堆垛起重机(机械部北京起重运输机械研究所)，1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库(高巧米，机械部起重所负责)，该库1980年投入运行。1.2堆垛机概述堆垛机概述堆垛机概述堆垛机概述堆垛机是自动化立体仓库系统的重要组成局部，它是整个系统的执行部件，存货时将货物从出入货台准确的存放到货位里，取货时将货物从货位中取回到出入货台。无论何种类型的堆垛机，一般都由水平行走机构、起升机构、载货台及货叉机构、机架和电气设备等根本局部组成。它是在所谓高层、高速、高密度储藏的概念下的产物。尽管各厂家各有独创，结构形式有些差异，但可以说大同小异，所有的堆垛机都不外乎由机架、载货台、伸缩货叉、轨道和控制系统等局部组成。堆垛机的开展堆垛机的开展堆垛机的开展堆垛机的开展初期的立体仓库使用的堆垛机以桥式起重机为根底，这种堆垛机是从起重机的大梁上悬挂一个门架，利用门架的上下和旋转来搬运货物。1960年左右在美国出现了巷道式堆垛机，随后巷道式堆垛机逐渐替代了受重量和跨度限制的桥式堆垛机。1967年日本安装了高度10~15米的高层堆垛机，1969年出现了联机全自动化仓库，我国是在上世纪70年代初期开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库。目前的堆垛机技术取得了重大的开展，控制技术、定位精度、运行速度都得到了很大程度的提高。巷道式堆垛机的起升速度已经可以达到90m/min，运行速度到达240m/min，在有的立体仓库中采用上、下两层分别用巷道堆垛机进行搬运作业的方法提高出入库能力。堆垛机技术的研究现状堆垛机技术的研究现状堆垛机技术的研究现状堆垛机技术的研究现状按现行机械行业标准，有轨巷道式堆垛机分类方式很多，如按支承方式、用途、控制方式、结构、运行轨迹等分类。无论何种类型的堆垛机一般都由水平行走机构、起升机构、载货台及货叉机构、机架和电气设备等根本局部组成。表达堆垛机动态性能优劣的指标主要有：运行速度、提升速度、货叉速度、平稳性、认址精度等。随着科学技术的不断进步，自动化立体仓库的技术水平和仓储机械设备的动态性能也在不断提高。例如，堆垛机的运行驱动己由20世纪70年代的子母电动机改为变频调速，速度由5~50m/min提升至4~160m/min，国外小载重量的堆垛机最高可达300m/min；4华北水利水电学院毕业设计说明书第4页提升驱动己由20世纪70年代的双速电动机改良为变频调速，速度由4~16m/min提升至0~25m/min；货叉运行也由单速电动机驱动改良为变频调速，速度由8m/min提升至4~35m/min；在堆垛机自动控制方面还采用闭环控制变频调速系统、Profibus总线控制等先进技术。尽管如此，目前国产堆垛机的运行速度最高仍保持在160m/min；提升速度在0~80m/min；货叉速度一直保持在0~30m/min；认址采用光电探测，精度缺乏，认址过失率高。1.3本文研究的主要内容本文研究的主要内容本文研究的主要内容本文研究的主要内容课题的研究目标是设计平安可靠，具有经济性能和操作性能良好的堆垛机控制系统。主要内容如下：(1)介绍自动化立体仓库和堆垛机的一般概念和根本组，以及国内外立体仓库和堆垛机的开展现状，简单介绍了立体仓库的开展方向。(2)对堆垛机在水平方向和垂直方向运行进行速度控制，根据运行的目的地址和当前地址之间的比拟，选择适宜的变频器，对电机的运行速度进行控制。并在应用新的定位方式的根底上，对变频调速系统进行位置速度双闭环控制，并解决新方案中的硬件设置问题。由PLC输出高速脉冲和货叉方向改变信号控制步进电动机左伸和右伸，以及货叉的伸缩速度。(3)设计了堆垛机运行系统的控制程序，包括堆垛机各种工作方式下的控制程序。5华北水利水电学院毕业设计说明书第5页第二章第二章第二章第二章堆垛机控制系统的硬件设计堆垛机控制系统的硬件设计堆垛机控制系统的硬件设计堆垛机控制系统的硬件设计2.1控制技术要求和系统总体设计控制技术要求和系统总体设计控制技术要求和系统总体设计控制技术要求和系统总体设计〔1〕本系统中堆垛机运行机构由水平运行的行走机构，垂直运行的起升机构及取送货的伸叉机构三局部组成。水平局部运动电机和垂直局部运动电机分别采用220W的三相交流异步电动机和200W的单相交流异步电动机，由西门子S7-200PLC通过变频器进行控制。伸叉机构电机采用两相混合式步进电机，由西门子S7-200通过步进电机驱动器进行控制。由堆垛机运行机构特点及工作要求可知，能否保证堆垛机的稳定工作，关键在堆垛机的三维位置移动定位的精确性。主要技术指标和和主要设计参数堆垛机运行的速度范围：水平方向：2m/min~360m/min；垂直方向：2m/min~80/min；货叉：2m/min~60/min〔2〕本文堆垛机的控制方式有自动和手动控制。①手动方式通过堆垛机的转换开关及按钮控制堆垛机水平和提升运动及货叉伸缩。同时运动速度也可以手动选择。手动操作时，系统应给予相应的警示信号。同时系统将解除大局部的保护控制。手动操作主要用于安装、调试和排除故障。②单机自动用人机界面对堆垛机进行全自动的控制，控制系统根据用户输入的参数进行全自动的取送货动作。界面操作时，应具备对货物的单送、单取操作。人机界面应具备实时显示设备运行工况，故障及历史故障查询等功能。〔3〕在本文设计的堆垛机控制系统中上位机完成的只是数据输入和传送，主要的控制任务是由PLC来完成。①作业命令处理：确定作业状态时自动还是手动；确定作业指令是存货入库还是取货出库；确定作业地址包括列地址和层地址。②位置技术及判断：沿着堆垛机的行进方向和载货台的升降方向设置认址片，PLC通过检测认址片来判断堆垛机位置和载货台的位置，每经过一个认址片，PLC的高速计数器就自动计数一次，前进加一，后退减一，上升加一，下降减一。到达预定位置后，堆垛6华北水利水电学院毕业设计说明书第6页机停车。③速度调整和准确停车：根据堆垛机和目标位置的距离，PLC输出速度调整的控制信号给变频器，通过变频器控制电机的转速，在停车之前先把堆垛机的运行速度降低到低速档，使堆垛机以低速接近目标位置，保证堆垛机的稳定性。④作业任务的顺序逻辑控制：按照入库、出库的作业顺序，确定各输出点的得电状态，完成作业顺序的逻辑控制。⑤平安保护：水平行走、载货台升降及货叉的伸缩等都有限位保护。⑥PLC还有工作故障报警功能。本系统由上位监控级与直接控制级组成。监控级对通讯、流程进行控制，并进行实时图像显示，直接控制级是由PLC(可编程序控制器)组成的控制系统对各设备进行单机自动操作。采用组态王6.52建立监控界面，同时将运行系统的状态反响到监控计算机。堆垛机采用西门子公司的S7-200型PLC控制，与变频器结合对堆垛机进行变频调速。系统结构拓扑图如图2.1所示。图2.1系统结构拓扑图监控计算机S7-200PLC堆垛机水平认址系统堆垛机纵向认址系统堆垛机纵向变频系统堆垛机水平变频系统堆垛机货叉控制系统堆垛机纵向运行机构堆垛机水平运行机构堆垛机货叉运行机构堆垛机货物检测系统堆垛机限位保护系统7华北水利水电学院毕业设计说明书第7页2.2堆垛机位置控制堆垛机位置控制堆垛机位置控制堆垛机位置控制由堆垛机的作业流程分析，堆垛机是由水平运行机构、纵向起升机构和货叉伸缩机构三局部组成的，水平运行机构和垂直起升机构使堆垛机到达目标位置，货叉伸缩机构完成存取货任务。要完成对堆垛机自动控制系统的设计，首先要保证堆垛机能够准确到达目标位置，所以在设计堆垛机自动控制系统时，关键在于准确可靠的认址和定位保证堆垛机准确无误的定位在目标货位。另外为了提高存取效率和保证堆垛机的稳定性，必须对堆垛机三个机构的速度进行合理有效的控制，其中速度位置检测是堆垛机自动控制系统的关键部分。堆垛机速度位置控制的实现方法如图2.2所示，控制系统由PLC控制器、调速系统、编码器、认址片和认址器组成，实现位置和速度的双闭环控制。执行机构输入编码器速度检测位置检测图2.2堆垛机位置速度控制框图定位控制定位控制定位控制定位控制定位控制就是确定堆垛机停止在目标货位的功能。自动仓库的认址检测系统有两项任务：一是实现自动寻址，使堆垛机自动找到被指定到达的位置；二是自动准确停准，即堆垛机停准位置不超出规定的精度。为此，货架上的每个货位必须具有堆垛机能识别的编码，所以将货架两侧编成X1、X2，沿堆垛机运行方向将货架编为0~Y列，垂直方向编为0~Z层。这样每个货位就有了独立的三维坐标地址，堆垛机自动检测目前的坐标地址，使其能到达目标位置。因为货架两侧分为X1、X2，只有两个方向，反响到堆垛机上只是货叉左伸、右伸运动，此方向不用检测，所以实际上堆垛机位置的检测只是对Y、Z位置的检测。控制器调速系统M认址器8华北水利水电学院毕业设计说明书第8页认址检测方式认址检测方式认址检测方式认址检测方式主要的认址检测方式有以下几种：〔1〕绝对认址：绝对认址是将每一个货位赋予唯一的开关状态，给每个货位制作一个专用的认址片，堆垛机上相应安装一个识别器，通常是二进制编码板和一组光电开关的组合，通过读取认址片的代码来判断堆垛机的当前位置。〔2〕相对认址：相对认址：相对认址时每个货位的认址片结构相同。每经过一个货位，就对地址编码进行加1或减1，一直移动到和预定位置号一致时停止运行。〔3〕编码器定位法：编码器定位方式主要有两种：从动轮与轨道旋转计数测定方式、链轮与链条旋转计数测定方式。从动轮与轨道旋转计数测定方式。堆垛机的从动轮上配有同轴旋转编码器，从动轮与轨道近似纯滚动，因此通过对旋转编码器的转角的转换，可以得到堆垛机的相对运行位置。〔4〕激光测距定位：激光测距定位是近年来应用于堆垛机准确定位的新技术，用激光测距仪通过测量堆垛机到基准点的距离和事先存储的位置数据比拟来确定堆垛机的当前位置。这种方法的精度很高，但是使用时堆垛机和激光发射器和反射板之间不允许有物体，否那么会遮挡住激光的传输路径，使系统无法准确定位。以上是四种常见的认址检测方式，四种方式各有优劣，下面的表格2-1是他们之间的比拟对照：表2-1认址方式比照表认址器光电开关旋转编码器激光测距传感器认址方式相对认址绝对认址绝对认址绝对认址可靠性较低高较高最高认址精度格格mmmm系统本钱低高高较高数据接口无无多种多种定位方式反射式反射式接触式反射式使用寿命短短较长长9华北水利水电学院毕业设计说明书第9页认址方式确认认址方式确认认址方式确认认址方式确认为完成对堆垛机的位置控制，必须能检测出堆垛机的运行位置，本文设计的堆垛机系统认址方式如下：〔1〕水平认址系统水平方向采用激光测距传感器，当前数据为位移值，经过PLC计算后的数据为当前速度值。激光测距传感器安装在堆垛机上，目标放射板安装在巷道末端。在立体仓库巷道通道中的激光测距范围(激光发射器与反射板之间)内不得有任何物体遮挡激光光线。激光测距的原理是通过发射出的激光光线长度来测定距离，其光线就好比一把光尺，如果物体遮挡激光光线，让它脱离原标准原点的测定位置，将影响实际要求的测定距离，从而使道堆垛机走位偏离所设定的位置，产生货叉取/存储错位或起始点撞击巷道堆垛机端部缓冲制动器的情况。因此，在巷道堆垛机工作时不允许有任何物体遮挡激光光线，对于激光光线通道应采取隔离保护措施，保证激光测距的准确性和自动化系统的平安性。〔2〕纵向认址系统堆垛机纵向方向的层定位采用光电开关和认址片组合定位，即在堆垛机的上下安装两个光电开关，在每层的货位上安装认址片。低位为取货开始伸叉或放货完毕收叉的位置，高位为放货开始伸叉或取货完毕收叉的位置。为使货叉能完成作业，堆垛机在垂直方向上必须要提供使货叉能停在高位或低位的检测装置。所以在堆垛机的升降台上安装三个光电开关，与升降台一起上升下降，中间的一个共用，其他两个分别为上位置和下位置。存货开始或取货结束时，升降台货叉停在高位置，下面两个光电开关处于认址片内；取货开始或存货结束时，货叉停在低位置，此时上面两个光电开关处于认址片内，如图2.3所示。上对准光电下对准光电低位置中间计数光电上对准光电中间计数光电下对准光电高位置图2.3堆垛机垂直方向认址传感器分布图10华北水利水电学院毕业设计说明书第10页其认址状态如表2-2所示：表2-2认址状态表上升下降传感器存货高位取货低位存货高位取货低位A1……计数、减速、定位……定位、停止A2计数、减速、定位定位、停止定位、停止计数、减速、定位A3……计数、减速、定位……堆垛机速度曲线分析堆垛机速度曲线分析堆垛机速度曲线分析堆垛机速度曲线分析常见的速度运行曲线有三种，分别为三角形与梯形速度曲线、抛物线与直线形速度曲线、正弦形速度曲线。本文采用最常用的梯形速度曲线。如图2.4所示，梯形速度曲线堆垛机以加速度ma启动加速，当匀加速到最大运行速度mv时，保持该速度运行一段时间，再以ma匀减速运行，直到零速停靠。VABCS1S2S3S图2.4梯形速度曲线11华北水利水电学院毕业设计说明书第11页2.3PLC及资源配置及资源配置及资源配置及资源配置根据实际的控制点数和系统需要实现的控制要求，在本设计中选用西门子的S7-200系列的PLC作为控制中心。2.3.1S7-200系列系列系列系列PLC概述概述概述概述S7-200系列PLC是德国西门子公司生产的一种超小型PLC,超小型是指其功能具有大、中型PLC的水平，而价格却和小型PLC的价格一样。可以单机运行，也可以输入/输出扩展。它结构小巧，可靠性高，运行速度快，继承和发挥了它在大、中型PLC领域的技术优势，又极丰富的指令集，具有强大的多种集成功能和实时特性，配有功能丰富的扩展模块，性能价格比非常高。因此，它一经推出，即受到了广泛的关注。特别是S7-200CPU22*系列PLC(它是21*系列的替代产品〕，由于它具有多种功能模块和人机界面可供选择，可以很容易的组成PLC网络。同时具有功能齐全的编程和工业控制组态软件，使得S7-22*系列PLC来完成控制系统的设计时更加简单，系统的集成非常方便，几乎可以完成任何功能的控制任务。S7-200硬件系统的配置方式采用整体式加积木式，即主机中包含一定数量的I/O输入输出，同时还可以扩展各种功能模块。〔1〕根本单元：根本单元有时又称作CPU模块，也有的称之为主机或本机。特包括CPU、存储器、根本输入输出点和电源等，使PLC的主要局部。它实际上就是一个完整的控制系统，可以单独的完成一定的控制任务。〔2〕扩展单元：主机I/O数量不能满足控制系统的要求时，用户可以根据需要扩展各种I/O模块，所能连接的扩展单元的数量和实际所能使用的I/O点数是多种因素共同决定的。〔3〕特殊功能模块：当需要完成某些特殊功能的控制任务时，可与SIMATICS7-200主机相连，已完成某种特殊的控制任务而特制的一种装置。〔4〕相关设备：相关设备是为了充分和方便的利用SIMATICS7-200系统的硬件和软件资源而开发和使用的一些设备，主要有编程设备、人际操作界面和网络设备等。〔5〕工业软件：工业软件是为更好的管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序，它主要有标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成。12华北水利水电学院毕业设计说明书第12页2.3.2CPU型号选择型号选择型号选择型号选择〔1〕西门子CPU的介绍SIMATICS7-200的CPU模块包括一个中央处理单元、电源以及数字I/O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序，以便对工业自动化控制任务或过程进行控制。输入局部那么输出控制信号，控制工业过程中的设备。西门子第二代产品的CPU模块位CPU22*，是在本世纪初投放市场的。其速度快，具有极强的通讯能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元。①CPU221：CPU221具有6输入/4输出，共计10个点的I/O，无扩展能力，有6KB程序和数据存储空间。还具有4个独立的30kHz高数计数器，2路独立的20kHz高数脉冲输出端，一个RS-485通讯/编程端口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由通讯方式。非常适合小点数的控制系统。②CPU222：CPU222除了具有CPU221的功能外，其不同在于：它有8输入/6输出，共计14点I/O，可以扩展8路模拟量和最多64个I/O,因此使更广泛的全功能控制器。③CPU224：它在CPU222的根底上使主机的输入输出点数增为24点，最大可扩展为168点数字量或者35点模拟量的输入和输出；存储量也进一步增加，还增加了一些数学指令和高数计数器的数量，具有较强的控制能力。④CPU226：这种模块在CPU224的根底上功能又进一步增强，主机输入和输出点增加到40点，最大可扩展为248点数字量和35点模拟量；增加了通讯口的数量，通讯能力大大增强；它可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。〔2〕CPU型号的选择根据控制点数来计算，可以选用CPU-226这个型号的CPU，CPU226有24输入/16输出，最大可以扩展为248点数字量或35点模拟量。其特点如下：①集成的24V电源：可直接连接到传感器和变送器、执行器，可用作负载电源。②高速脉冲输出：具有2路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达20KHZ，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务。③通信口：CPU226具有2个RS-485通信口，支持PPI、MPI协议，有自由口通信能力。④模拟电位器：CPU226有两个模拟电位器，用来改变特殊存放器中的数值，以改变程序运行的参数，如定时器、计数器的预设值，过程量的控制参数。⑤中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿做出响应。⑥数字量输入/输出点：CPU226具有24输入/16输出，输出点为24V直流双向偶看13华北水利水电学院毕业设计说明书第13页光电耦合输入电路，输出有继电器和直流两种类型，可扩展模块为7个。⑦CPU226有6个30KHZ的高速计数器，用于捕捉比CPU扫描频率更高的脉冲信号。2.3.3PLC模块选型模块选型模块选型模块选型由于S7-200-CPU226的集成24输入/16输出不能满足设计的要求，所以又选用了EM221扩展模块和EM235扩展模块，正好满足设计的需要。所选模块型号如表2-3所示。表2-3扩展模块选型表系列号类别描述选型型号数量EM221输入扩展模块DI166ES7221-1BH22-0XA01EM235输入/输出扩展模块AI4/AO16ES7235-0KD22-0XA02由于CPU226的输入点只有24个，不能满足设计的输入点的需要，所以参加一个EM221模块，该模块有16个数字输入点，总体上可以满足系统输入的要求。另外参加两个EM235模拟量输入/输出模块是为控制水平和垂直运行的交流电机。系统总体结构图如2.5所示：上位机CPU226EM221EM235EM235输入区手动开关光电编码器限位开关指示灯、继电器步进电机驱动器MM440变频器MM440变频器二相混合式步进电机三相交流异步电动机单相交流异步电动机输出区RS-485图2.5系统总体结构图14华北水利水电学院毕业设计说明书第14页2.4堆垛机变频调速系统设计堆垛机变频调速系统设计堆垛机变频调速系统设计堆垛机变频调速系统设计为了实现堆垛机的准确定位，提高存取效率和保证堆垛机的稳定性，必须对堆垛机三个机构的速度进行合理有效的控制，由于水平和垂直运行电机分别采用三相交流异步电动机和单相交流异步电动机，所以对这两个方向的速度控制采用闭环变频调速控制。变频器的选型变频器的选型变频器的选型变频器的选型〔1〕变频的概念变频器的工作原理是通过改变交流电频率方式实现交流电的控制。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个局部组成。整流局部为三相桥式不可控整流器，逆变局部为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功率。主要特点如下：①通过改变变频器的输出频率实现对异步电动机的调速控制。②在利用变频器进行调速控制时，只需改变变频器内部逆变电路换流器件的开关顺序即可到达对输出进行换向的目的，不需要设置专门的切换装置。③高速驱动是变频器调速控制的一个显著优点。④如果变频器的容量允许的话，可以使用一台变频器同时驱动多台电机。⑤采用变频器对异步电动机进行启动时，由于可以将输出频率降至一个很小的值起动，电动机起动电流很小，对电时机起到较好的保护作用。〔2〕变频器的分类按照主电路工作方式进行分类，变频器可以分为电压型变频器和电流型变频器。电压型变频器的特点是将直流电压源转换为交流电源，而电流型变频器的特点那么是将直流电流源转换为交流电源。①电压型变频器。在电压型变频器中，整流电路或者斩波电路产生逆变电路所需要的直流电压，并通过中间电路的电容进行平滑后输出。整流电路和直流中间电路起直流电压源的作用，而电压源输出的直流电压在逆变电路中被转换为具有所需频率的交流电压。在电压型变频器中，由于能量回馈给直流中间电路的电容，并使直流电压上升，还需要有专用的放电电路，以防止换流器件因电压过高而被破坏。②电流型变频器。在电流型变频器中，整流电路给出直流电流，并通过中间电路的电抗将电流进行平滑后输出。整流电路和直流中间电路起电流源的作用，而电流源输出的15华北水利水电学院毕业设计说明书第15页交流电流在逆变电路中被转换为所需要的交流电流，并被分配给各输出相后作为交流电流提供应电动机。在电流型变频器中，电动机定子电压的控制是通过检测电压后对电流进行控制的方式实现的。〔4〕变频器的选型本文根据综合考虑选择西门子MM440变频器，MM440型使用PID控制器，具PID微调等功能，MM440可用于矢量控制，可以实现高性能的应用，带内置制动单元，可以快速制动。MM440变频器各项参数指标如下：输入电压：3相380VAC，50Hz。输入电流：2.8A。输出功率：0.75KW。输出电压：3相(0-380)VAC可调。输出频率：(0-650)Hz可调。输出电流：2.1A。输出控制：变频器由微机处理器控制绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的脉冲宽度调制频率，实现输出电压、频率可调。控制作用：VF，矢量—转矩、光电编码器反响的速度控制等。数字量输入：6路带隔离的数字量输入。数字量输出：8路继电器输出。模拟量输入：2路(0~10)V模拟量输入。模拟量输出：2路(0~20)mA模拟量输出。通讯接口：RS485通讯、USS协议。操作功能：AOP盘、BOP控制盘、电位器与外接端子操作。水平方向变频调速系统设计水平方向变频调速系统设计水平方向变频调速系统设计水平方向变频调速系统设计水平行走电机采用220W的三相交流异步电动机，运行速度要求为2m/min~360m/min，系统采用转速闭环控制方式。S7-200PLC的模拟量输出信号KU作为MM440变频器的模拟量输入，来控制变频器输出频率和输出电压的变化，从而控制三相异步电动机的运行；电动机转速由光电编码器检测并反响到PLC得高速计数口I1.4和I1.5，构成闭环变频调速系统。系统方框图如图2.6所示，gn为速度给定量，KU为PLC输出的控制量，u为变频器16华北水利水电学院毕业设计说明书第16页输出电压，n为被控量，控制算法为PID。扰动gneKUunfn图2.6PLC变频调速闭环系统结构图〔1〕运用指令系统中的PID指令，偏差信号按照PID算法计算出控制量，用传送指令输出电压控制量到变频器的模拟量输入AIN1口。〔2〕运用指令系统中的HDEF、HSC指令，进行高速计数中断程序设计，高速计数器设为HSC0和模式9，增计数，实时采集并存储光电编码器反响的A、B两相正交脉冲数。〔3〕在上位机监控系统中，实时测取系统各参数和输出特性，并能在上/下位机进行系统控制。〔4〕采用模块化程序结构设计出控制程序，包括主程序、子程序和中断程序。采用带传感器矢量控制闭环调速，能满足像堆垛机这样动态特性要求较高，并且在低频时输出高转矩以及转速精度要求较高的场合。由于堆垛机在工作过程中是频繁启动和停车的，在高速运行的状态下还要求堆垛机能够快速精准地停在目的地，因此在制动方面采用了动能制动，将电动机运行在发电状态下所回馈的能量消耗在制动电阻中，从而到达快速停车的目的。根据控制系统的性能指标要求，三相异步电动机采用泰安伊万福电机生产的2Y系列2Y-632-2型电机，额定功率300W，额定电流0.69A，额定电压380V，额定频率50Hz，转速2720minr，功率因数0.81。PLC控制器〔PID算法〕变频器主电路〔IGBT逆变器〕三相异步电动机〔负载系统〕光电编码器反响17华北水利水电学院毕业设计说明书第17页变频器参数设定如表2-4所示。表2-4变频器参数设定参数号设定值功能说明P00033专家模式，使能读/写所有参数P00040全参数P07002外部按钮或上位机启动/停止系统P10002上位机或PLC程序给定设定P13001带磁通电流的V/f控制方式P20236通讯波特率设为9600P20230MM440变频器通讯地址垂直方向变频调速系统设计垂直方向变频调速系统设计垂直方向变频调速系统设计垂直方向变频调速系统设计垂直运行电动机采用200W的单向交流异步电动机，运行速度要求为2m/min~80m/min。垂直方向变频调速系统与水平方向变频调速系统结构相似，但是由于单相异步电动机和三相异步电动机有所区别，所以垂直变频调速系统和水平变频调速系统也有不同的地方。从结构上看单相异步电动机与三相笼型异步电动机相似，其转子也为笼型，只是钉子绕组为单相工作绕组，但通常为起动的需要，定子上除了工作绕组外，还设有起动绕组，它的作用是产生起动转矩，一般只在起动时接入，当转速到达70%~80%的同步转速时，由离心开关将其从电源自动切除，所以正常工作时只有工作绕组在电源上运行。但也有一些电容或电阻电动机，在运行时将起动绕组接于电源上，这实质上相当于一台两相电机，但由于它接在单相电源上，故称为单相异步电动机。图2.7是电容分组式单相异步电动机原理图。单相异步电动机的突出特点是没有启动转矩和固定的转向。为此要设置启动装置，以及电机中产生一个与主磁场在空间和时间上不同相得磁场，从而形成一定大小的旋转磁场以产生启动转矩。单相异步电动机因有反转转矩，与相同容量的三相异步电机比拟，具有励磁电流大、功率因数低、过载能力小、效率也比拟低等缺点。但因其结构简单、使用方便，使数瓦至三百瓦左右的小功率电机得以广泛采用。18华北水利水电学院毕业设计说明书第18页图2.7电容分组式单相异步电动机原理图1—工作绕组；2—起动绕组K—离心式开关；C—电容器单相交流电动机的变频调速与三相交流电动机的变频调速不同，将单相220V输入、三相输出的变频器的三个输出端子〔U、V、W〕，接任意两端。输出单相变频调速电源在输出端上串上一个足够电感量的电感，用于隔离电动机电容对变频器的危害作用〔同时对变频器的高载波率起到一定的滤波作用〕，并保护电动机电容，此电路只适用于小功率单相电容运转式和罩极式电动机，不适用于带离心开关的单相电动机。另外，变频器的输出电压和电动机的输出电压相匹配，变频器要留有足够的容量〔应比电动机的使用功率大三倍〕。串联的电感要有足够的电感量和通过电流的流量，电感的磁性材料应与变频器的载波率相匹配。根据控制系统的性能指标要求，单相异步电动机选用许昌万通电机制造生产的YY7112型电机，额定功率250W，额定电流1.73A，效率67，功率因数0.92，额定转速2800，堵转电流10A，堵转转矩额定转矩0.35，最大转矩额定转矩1.6。变频器和单相电容式运转电动机的接线如图2.8所示。1CK2M19华北水利水电学院毕业设计说明书第19页变频调速器RSUVW单相电容式运转电动机运行电容AC220图2.8变频器与单相电容式运转电动机的接线图2.5堆垛机货叉控制系统设计堆垛机货叉控制系统设计堆垛机货叉控制系统设计堆垛机货叉控制系统设计步进电动机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。步进电机定子的各相绕组按照一定的顺序通电、断电，从而带动转子按既定的方向一步一步转动固定的角度，这个角度被称为“步距角〞，通常用θ表示。步进电机的转子上均匀的分布着许多小齿，相邻的两个小齿的中心线间的角度称为齿距角?(360?=转动齿数)。对于m相n拍的步进电机来说，那么转子走过了n个步距角θ，所以步距角()360nnθ?==×转子步数〔2-1〕本文选用的S7-226型PLC可以通过Q0.0和Q0.1两个输出端输出脉冲串〔PTO〕和脉宽调制〔PWM〕。本文选用PTO控制方式，所以PLC的输出端Q0.0用做高频脉冲输出端，电机选用森创两相混合式电动机42BYG，步距角为()()1.80.9整步半步,该电机使用配套的SH-20403两相混合式步进电动机细分驱动器。图2.9是步进电动机和驱动器的接线图。二相混合式步进电动机驱动器的特点是：恒流控制，极低的电源损耗，极高的开关频率，驱动电流和细分数可由拨码开关设定，并具有半流锁定功能，脱机控制功能，所有输入信号与功率放大局部光电隔离。20华北水利水电学院毕业设计说明书第20页PLCMA+A-B+B-脉冲信号货叉方向改变信号24VDC公共端1K1K42BYG步进电机SH-20403驱动器图2.9步进电机和驱动器接线图2.6平安检测传感器的应用平安检测传感器的应用平安检测传感器的应用平安检测传感器的应用〔1〕货架占有情况检测自动化仓库需要知道货物是否存放在货架，或者货物在货架的位置信息。以免造成误动作，损伤机械。入库操作时，当堆垛机到达目标位置时，先检测货位是否有货物，假设没有货物，那么进行伸叉作业，否那么发出信号使堆垛机动作停止；出库时，假设检测出相应货位无货物，那么发出信号致堆垛机动作停止。本文采用漫反射型的光电传感器可以感知货物在货架的存在或者位置。〔2〕货物突出货架检测货物存放在货架上，可能由于异常的情况导致货物突出货架的情况。这些突出的货物可能阻碍堆垛机垂直方向的运行，导致货架或堆垛机的损害。在堆垛机垂直轨道上顶端安装长距离光电传感器可以监视货物突出，一旦有突出，向上位机报警，控制系统发出信号致堆垛机停止运行。21华北水利水电学院毕业设计说明书第21页2.7元器件的选型元器件的选型元器件的选型元器件的选型主要的元器件的选择如下表2-5所示。表2-5元器件使用表名称代号符号个数规格符号备注PLCPLC1S7-200CPU226，AC/DC继电器输出扩展模块1EM22116路数字输入扩展模块2EM2354模拟量输入、1模拟量输出接触器KM3CJ20-100线圈电压220V电阻R22K限流保护器FR1JRS4-140365d整定电流80-104A熔断器FU4RLS1-100额定电压380V额定电流20-100A指示灯HL5AD16-22GLED显示，220V行程开关SQ14LF-0124LB额定电压10-30VDC按钮开关SAKD2B-21带自锁，24V激光测距传感器1ODSL8型检测距离25-45米光电传感器E3G-MR19光电编码器755A增量式三相交流异步电动机M1Y2-632-2额定电压380V，额定功率300W单相交流异步电动机M1YY7112额定电压380V，额定功率250W步进电动机驱动器SH-2040324-70VDC二相混合式步进电动机M142BYG步距角0.9/1.822华北水利水电学院毕业设计说明书第22页2.8通信方案确实定通信方案确实定通信方案确实定通信方案确实定为了控制无人运转堆垛机，必须向堆垛机发送运转和作业的信息。一个指令执行完了之后，必须从堆垛机向地面发送响应信号，即确认信号，之后才能执行下一个指令。堆垛机的信息传递顺序是：堆垛机首先接受的作业信息是从什么地方取货，之后把它存入什么货位。堆垛机控制盘在收到作业信息之后向地面控制盘发出响应信息。堆垛机根据作业信息进行作业。作业完了之后，向地面发出“作业结束〞信息。这样把一系列作业进行完了之后，成为等待下一个作业信息的待机状态。串行通信中最常用的物理层协议为RS-232C和RS-485。本文采用RS-485标准。主要基于以下两点考虑：〔1〕RS-232C接口标准只能用于点对点的通信，而RS-485能实现多点对多点的通信。RS-485允许平衡电缆上连接32个发送器/接收器。立体仓库控制系统要求监控系统和3台堆垛机控制系统连接，要求物理层的协议必须支持一点对多点的通信。〔2〕RS-485采用差动发送/接收，所以共模抑制比高，抗干扰能力强。立体仓库的工作环境较恶劣，热、电、磁等干扰信号较多，要求通信网络的抗干扰能力较强，才能保证数据的正确接收。RS-485标准除上述优点外，还具有传输速率高、传输距离远等优点。由于PLC带有串行通信接口，只需用RS-485总线分别连接到计算机即可，可见系统的构建十分简单当需要增加新设备时，只需要将新设备也连接到计算机，系统的扩展也较容易。为了利用计算机带有的RS-232接口与下层的各个模块通信，在计算机上需要安装232-485转换器。在自动化立体仓库控制系统中选用Modbus通讯协议作为其通信网络数据链路层的协议。Modbus通讯协议是Modicon公司设计的一种适用于工业控制的主从结构式串口通讯协议，已经成为通用工业标准。Modbus串行链路协议是一个主-从协议，采用请求-响应方式，主站发出带有从站地址的请求报文，具有该地址的从站收到后发出响应报文进行应答。采用该协议，不同厂商生产的控制设备可以互连成工业网络，实现集中监控。许多工控产品，例如PLC、变频器、人机界面、DCS和自动化仪表等，都在广泛地使用Modbus协议。本系统中使用的变频器和PLC都支持Modbus协议。而且Modbus协议编程简单、容易实现。在笔者所研制的自动化立体仓库控制系统中得到了很好的应用，数据传输准确、可靠。23华北水利水电学院毕业设计说明书第23页2.9输入输出点分配输入输出点分配输入输出点分配输入输出点分配为方便系统施工时的硬件连接，方便上位机查询、修改系统的输入/输出点状态，在系统程序编写前，需对系统的输入输出点进行合理的规划分配。分配1/0点时，应注意系统公共点的带载能力，以免烧毁设备。在进行1/0分配时，将相同设备、相似功能的输入输出点集中在一起，即便于线路连接、记忆，又便于上位机查询系统的工作状态及设备的位置。堆垛机控制系统采用的PLC是S7-200CPU226，总共使用了所有的24个输入点和11个输出点，具体I/O点分配如表2-6所示堆垛机控制系统使用扩展I/O模块EM221，其I/O分配表如表2-7。扩展模块EM235是模拟量4输入/1输出模块，在本文所设计的控制系统中，只用到两个扩展模块EM235的输出通道MO、VO，接变频器MM440的端口3和4。表2-6PLC〔CPU226〕输入输出I/O点分配序号控制元件编程地址序号控制元件编程地址1启动I0.019货叉右伸按钮I2.22停止I0.120货叉左伸按钮I2.33复位I0.221货叉原位按钮I2.44存货I0.322货叉电机脉冲输出Q0.05取货I0.423堆垛机上升Q0.16自动I0.524堆垛机下降Q0.27水平编码器反响AI0.625货叉方向改变Q0.38水平编码器反响BI0.726堆垛机前进Q0.49手动I1.027堆垛机后退Q0.510货叉右伸到位I1.128低货位指示灯Q0.611货叉到中位I1.229高货位指示灯Q0.712货叉左伸到位I1.330水平停准指示灯Q1.013垂直编码器反响AI1.431垂直停准指示灯Q1.114垂直编码器反响BI1.532警示灯Q1.215前进按钮I1.633水平电动机停机Q1.316后退按钮I1.724华北水利水电学院毕业设计说明书第24页17上升按钮I2.018下降按钮I2.1表2-7EM221模块I/O点分配水平左限位I3.09纵向认址下对准I4.0水平右限位I3.110左端歪斜传感器I4.1垂直上限位I3.211右端歪斜传感器I4.2垂直下限位I3.312左探有货传感器I4.3水平前对准I3.413右探有货传感器I4.4水平认址计数I3.514低速按钮I4.57纵向认址上对准I3.615中速按钮I4.68纵向认址计数I3.716高速按钮I4.72.10本章小节本章小节本章小节本章小节本章依据设计立体仓库的有关参数，对堆垛机电气控制的硬件系统进行了设计。包括堆垛机作业流程图、系统结构图，堆垛机的控制方式、通讯方案及认址方式的选择，并设置了相应的平安保护措施，对堆垛机PLC控制系统输入瑜出点的分配进行了详细论述。25华北水利水电学院毕业设计说明书第25页第三章第三章第三章第三章堆垛机控制程序设计堆垛机控制程序设计堆垛机控制程序设计堆垛机控制程序设计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/WIN32编程软件是基于Windows的应用软件，由西门子公司专为SIMATICS7-20