立体仓库实验设计终稿.doc
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1、立体仓库实验设计目录一、设计任务于要求1.1设计任务1.2 设计要求1.3系统设计的基本步骤二、实验器材2.1 PLC要求2.2 立体仓库设备2.3可编程计算机三、硬件原理 3.1 步进电机驱动系统的基本组成和工作原理及应用3.2反射式传感器的工作原理3.3传感器的工作原理和应用四、控制系统设计4.1 传感器的分布4.2 行程开关的位置与编号 4.3 I/O分配表4.4 系统流程:4.5 设计梯形图4.6MCGS组态王实现立体仓库工程画面摘要自动化立体仓库是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分,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
2、、计算机管理控制系统以及其他辅助设备组成。它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。如今我国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。本课题的电气控制主要由西门子公司的PLC、步进电机驱动器、步进电动机、直流电动机等器件组成。本文首先对本课题进行简要的介绍,包括背景,研究意义,现状等;其次对该系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析;再次对本系统用到的器件分别进行介绍,重点对PLC程序进行了编写;最后对设计本课题所学到的知识进行归纳和总结。关键字
3、:立体仓库 可编程控制器PLC 西门子S7-200 组态软件一、 设计任务与要求1.1 设计任务该实验就是采用PLC 自动化技术,让给定的机械设备智能地按照试验设定的程序进行实际操作,实现整体的自动化。本设计利用的立体仓库主体由底盘、三层六仓位库体、运动机械及电气控制等四部分组成。其中电气控制是由西门子S7-200 CPU224型可编程序控制器、步进电机驱动模块、开关电源、位置传感器等器件组成。设计的主要任务是:通过利用行程开关和传感器来实现对设备的行程精确定位,让机械设备在设定的程序的设定位置执行工作任务,让整个机械设备实现自动一体化,这样能够使设备能以更快捷、更方便地方式将成品货物安放到系
4、统指定的仓库中。1.2 设计要求 本设计要求是:设备能够正确按照程序设定来精确定位和正确执行指定任务,同时也要求尽可能以低成本完成整个实验设计。在此设计的立体仓库需要满足一下功能:1堆垛机机械手要有三个自由度,即:前进、后退;上、下;左、右;2堆垛机的运动由步进电机驱动;3堆垛机前进或后退运动和上或下运动可同时进行;4堆垛机前进、后退和上、下运动时必须有超限位保护;5每个仓位必须有检测装置微动开关,当操作有误时发出错误报警信号;6当按完仓位号后,没按入或取前,可以按取消键进行取消该操作。7整个电气控制系统必须设置急停按钮,以防发生意外。1.3系统设计的基本步骤在立体仓库控制系统的设计过程中主要
5、要考虑以下几点:1深入了解和分析立体仓库的工艺条件和控制要求。2确定I/O设备。根据立体仓库控制系统的功能要求,确定系统所需的用户输入、输出设备。3根据I/O点数选择合适的PLC类型。4分配I/O点,分配PLC的输入输出点,编制出输入输出分配表或者输入输出端子的接线图。5设计立体仓库系统的梯形图程序,根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序,这是整个立体仓库系统设计的核心工作。6将程序输入PLC进行软件测试,查找错误,使系统程序更加完善。7立体仓库整体调试,在PLC软硬件设计和现场施工完成后,就可以进行整个系统的联机调试,调试中发现的问题要逐一排除,直至调试成功。二、实验器材2.1PLC要求:西
6、门子S7-200 CPU226 DC24V,外加一个数字量扩展模块EM223。根据本次设计的立体仓库的输入、输出信号,其中外部输入元件包括:检测元件、按钮、取、存、急停、限位开关等;输出有三个电机的正反向、动作指示等。2.2立体仓库设备:图11-巷道式堆垛机;2-立体库架;3-水平驱动电机;4-手动操作盘;5-直流电源;6-电机驱动板;7-信号转换板8-空气开关立体式仓储装置由二大部分组成,巷道式堆垛机、立体式货架。1、巷道式堆垛机装置:从前一单元的输送小车上使用叉子叉取料盘;2、按照控制指令将料盘输送到指定库位。3、巷道式堆垛机装置能够完成在输送小车与库位之间的料盘拿取、放送的操作。2.3可
7、编程计算机:应选用安装有STEP7-Micro/WIN 编程软件的计算机,在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件,它的功能强大,使用方便,简单易学。CPU通过PPI电缆或插在计算机中的CP5511、CP5611通讯卡通讯。通过PPI电缆,可以在Windows下实现多主站通信方式。三、硬件原理 3.1步进电机驱动系统的基本组成和工作原理及应用:步进电机是数字控制系统中的执行电动机,当系统将一个电脉冲信号加到步进电机定子绕组时,转子就转一步,当电脉冲按某一相序加到电动机时,转子沿某一方向转动的步数等于电脉冲个数。因此,改变输入脉冲的数目就能控制步进电动机转子机械位移的大小;改变输入脉冲
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