機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕題目：基于PLC的小型立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：114姓名：張玉學(xué)號(hào)：1666110431指導(dǎo)教師：張海濤日期：2023-5摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速開(kāi)展，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)必然會(huì)被更廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的一個(gè)重要組成局部，是一個(gè)多囤貨倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)銷，通過(guò)自動(dòng)控制和管理系統(tǒng)，高位貨架，堆垛機(jī)，自動(dòng)存儲(chǔ)，自動(dòng)出庫(kù)，計(jì)算機(jī)管理控制系統(tǒng)和其他輔助設(shè)備。倉(cāng)庫(kù)模型控制系統(tǒng)是基于對(duì)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的操作和設(shè)計(jì)的根本原那么。在整個(gè)控制系統(tǒng)，以三菱FX2N系列PLC為核心控制元件，專用鍵盤作為人機(jī)接口裝置，用于控制步進(jìn)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)倉(cāng)庫(kù)有三個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度的由高強(qiáng)度鋼軌三維模型。在根據(jù)地址碼每轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)輸出脈沖應(yīng)當(dāng)通過(guò)鍵盤的每個(gè)位置，由PLC的鍵盤命令掃描和位置的相應(yīng)數(shù)量的，當(dāng)PLC接收從鍵盤輸入的命令，那么輸出數(shù)的脈沖對(duì)應(yīng)于該位置，之后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，進(jìn)而控制傳動(dòng)部件絲杠旋轉(zhuǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，以完成貨物的存取功能。另外，為了保證整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，我們還采用了限位開(kāi)關(guān)對(duì)其進(jìn)行限位保護(hù)。本文首先對(duì)該課題的可行性及課題實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值進(jìn)行了介紹；其次對(duì)該系統(tǒng)的硬件組成、結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行了闡述和分析；再次對(duì)本控制系統(tǒng)的核心——軟件進(jìn)行了編寫，論文中即有梯形圖又有相應(yīng)的語(yǔ)句表；最后對(duì)設(shè)計(jì)本課題所學(xué)到的知識(shí)和結(jié)論進(jìn)行歸納和總結(jié)，并對(duì)本論文有待完善的地方進(jìn)行扼要的說(shuō)明。關(guān)鍵字：立體倉(cāng)庫(kù)、可編程控制器、步進(jìn)電機(jī)、物流管理目錄基于PLC的小型立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)梯形圖的設(shè)計(jì)PLC的程序編輯工作是靠梯形圖完成的，梯形圖具有形象直觀，且便于分析記憶的特點(diǎn)。GXDeveloper是一款可以開(kāi)發(fā)三菱全系列的編程軟件，使用十分方便。為了使得設(shè)計(jì)調(diào)試簡(jiǎn)單方便，依據(jù)功能分析知程序設(shè)計(jì)局部可分為系統(tǒng)初始化自復(fù)位程序、取貨子程序、送貨子程序、系統(tǒng)故障保護(hù)程序等局部，分別確定邏輯思路編程后再進(jìn)行程序整體匯總。1、初始化自復(fù)位程序自動(dòng)控制系統(tǒng)工作的第一步，便是判斷堆垛機(jī)是否已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，是否可以正常工作，假設(shè)不在初始位，需要自動(dòng)回復(fù)到初始位。因此在初始化階段，本設(shè)計(jì)將貨叉在取出限位，堆垛機(jī)原始0倉(cāng)位設(shè)置為初始位置。根據(jù)保護(hù)原那么，首先應(yīng)判斷貨叉是否在取出限位處，假設(shè)不在取出限位處，首先驅(qū)動(dòng)Z軸直流電機(jī)向后收回貨叉，到達(dá)取出限位后進(jìn)行下一步；假設(shè)此時(shí)貨叉已經(jīng)在取出限位處，驅(qū)動(dòng)Y軸步進(jìn)電機(jī)下降，當(dāng)?shù)竭_(dá)下行極限后，驅(qū)動(dòng)水平電機(jī)，后退到原始0倉(cāng)位檢測(cè)限位開(kāi)關(guān)，此時(shí)堆垛機(jī)到達(dá)初始位置，完成自復(fù)位功能，PLC控制程序如圖4.4梯形圖所示：圖4.4初始化復(fù)位程序2、取貨子程序P1取貨是指叉車從指定倉(cāng)庫(kù)位置取出貨物后送到緩沖貨臺(tái)。首先Y0輸出對(duì)應(yīng)指定倉(cāng)位X軸步進(jìn)電機(jī)需要的定位脈沖，Y1輸出對(duì)應(yīng)指定倉(cāng)位Y軸步進(jìn)電機(jī)需要的定位脈沖，到達(dá)指定倉(cāng)位后，貨叉先從固定高度〔300脈沖處〕下降至底部，之后Z軸電機(jī)正轉(zhuǎn)，貨叉伸入倉(cāng)位至遇到送進(jìn)限位開(kāi)關(guān)處停止，然后貨叉抬起貨物至固定高度〔300脈沖處〕，下一步Z軸電機(jī)反轉(zhuǎn)，貨叉帶貨物縮回至遇到取出限位開(kāi)關(guān)處停止，最后回到原始0倉(cāng)位處，完成取貨任務(wù)。對(duì)應(yīng)取貨子程序P1如圖4.5所示：圖4.5取貨子程序P13、送貨子程序P2送貨是指叉車從緩沖倉(cāng)庫(kù)位置取出貨物后送到指定倉(cāng)庫(kù)。倉(cāng)庫(kù)的定位操作與取貨程序相同，貨叉的操作稍有差異，這里就不詳細(xì)表達(dá)了。對(duì)應(yīng)的送貨子程序P2如圖4-6所示：圖4.6送貨子程序P24、系統(tǒng)故障保護(hù)程序系統(tǒng)運(yùn)行或調(diào)試過(guò)程中，可能會(huì)發(fā)生一些意外情況，所以在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程中也必須要考慮到，從而保證整個(gè)系統(tǒng)平安可靠地運(yùn)行。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中設(shè)置了前進(jìn)限位保護(hù)開(kāi)關(guān)X27、后退限位保護(hù)開(kāi)關(guān)X30、上行限位保護(hù)開(kāi)關(guān)X31，當(dāng)任意一個(gè)限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，證明系統(tǒng)出現(xiàn)意外故障情況，此時(shí)輸出Y21，切斷步進(jìn)電機(jī)自身驅(qū)動(dòng)電源，堆垛機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，從而保證整體設(shè)備的平安。系統(tǒng)故障保護(hù)程序如圖4-7所示：圖4.7系統(tǒng)故障保護(hù)程序結(jié)論該系統(tǒng)主要是PLC為核心，采用功能強(qiáng)大的PLC控制功能，我們可以利用可編程控制器倉(cāng)庫(kù)功能，具有接線簡(jiǎn)單，編程直觀和易于擴(kuò)展的特性。當(dāng)增加機(jī)器人的功能，只需添加硬件限位開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)線。無(wú)需改變?cè)械牟季€，只需添加適當(dāng)?shù)某绦蚝凸δ茌敵鲕浖?，要改變的地方較少。調(diào)試結(jié)果說(shuō)明，適應(yīng)性強(qiáng)，準(zhǔn)確性和可靠性，以滿足設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明該設(shè)計(jì)是可行的。通過(guò)本設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)到了很多東西，在工作的細(xì)心上也得到了提高。并且，更了解了有關(guān)可編程控制器的功能。我選擇這個(gè)設(shè)計(jì)，也是為了彌補(bǔ)以前學(xué)習(xí)上的缺乏。這次設(shè)計(jì)，使我了解到老師的用心良苦，并且從老師那學(xué)到了很多珍貴的東西。參考文獻(xiàn)[1]湯自春主編.PLC原理及應(yīng)用技術(shù)[M].高等教育出版社,2006[2]吳明亮、蔡夕忠主編.可編程控制器實(shí)訓(xùn)教程[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2005[3]賈德勝等編著.PLC應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)用自程序[M].人民郵電出版社,2006[4]嚴(yán)盈富主編.PLC入門[M].人民郵電出版社,2005[5]孫政順、曹京生主編.PLC技術(shù)[M].高等教育出版社,2005[6]周伯英主編.工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1995.6.

[7]龔振幫編主編.機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社，1995.

[8]成大光編.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)〔５〕[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1999.

[9]何存興編.液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)[M].華工科技大學(xué)出版社，2000

[10]沈鴻主編.機(jī)械工程手冊(cè)(10)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005[11]馬振福主編.液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)[M]機(jī)械工業(yè)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