基于plc的自动化仓储控制系统设计与研究毕业设计(编辑修改稿)

基于plc的自动化仓储控制系统设计与研究毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

开关和按钮，用于手动控制操作。 [13] 机械手的控制 机械手的动作由气缸驱动，而气缸由对应的电磁阀控制，当下降电磁阀通电时，机械手下降，当下降电磁阀断电时机械手停止，只有当上升电磁通电时，机械手才上升，断电时才停止。 机械手的放松和夹紧由一个线圈两位置电磁阀控制。 立体仓库及自动堆垛机 控制 在立体货库中配有一台全自动堆垛机，由二台步进电机和一台直流电机控制，可进行行走、升降及叉货控制。 主要根据设计程序，进行立体仓库进货的自动存储及出货的自动提取。 堆垛机在行走方向共有三个限位开关 ： 左 /右极限限位开关和行走认址限位开关，行走的位置靠碰到限位开关计数来完成。 堆垛机在升降方向共有四个限位开关 ： 上 /下极限限位开关、一个入库认址限位开关和一个出库认址限位开关，升降的位置靠碰到限位开关计数来完成。 在实验台的按钮板上有一些转换开关和按钮，用于手动控制操作。 在发生紧急情况时，可按下紧停按钮，用以切断步进电 机控制模块的电源。 [14] 四川理工学院本科毕业设计 6 图 31 储存单元图 传感与检测系统设计 传感器（ transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 光电传感器 光电传感器， 通常分 NPN 集电极开路 输出与 PNP 集电极开路输出 ，传感器本系统只使用了 NPN 集电极开路输出。 光电传感器的原理图 如下 ： 四川理工学院本科毕业设计 7 图 32 光电传感器原理图 漫 反射式传感器 漫反射式传感器， 其 工作原理 为 ： 当物体相对于传感器移动时，反射回来的信号与原先的信号相比较，产生频移，集成电路再把微弱的频移信号进行放大，再经多普勒检测、放大、限幅等措施，最后取得和物体移动信号相关的主流信号输出电平。 在 自动化 仓库中采用 EESPY402 凹槽型、反射型接插件式传 感器 用作 货物 的检测。 第一， 采用能抗周围外来刚干扰的变调光式 ； 第二， 采用变调光式与直流光式比不易受外来光干扰的影响。 第三， 其 电源电压为 DC524V 的大量程电压输出型；带有容易调整的光轴标识；带有便于调整，动 作确认的光显示。 四川理工学院本科毕业设计 8 图 33 漫射型光电传感器接线图 漫反射型光电传感器 ，其 在探测物体挡在传感器正面使传感器接收到足够的光线时输出信号。 其对不同颜色的检测距离不相同，反射性能越好检测的距离越远。 还 可以通过调节灵敏度调节 VR 调节检测的距离。 电容传感器 图 34电容传感器基本原理图及接线图 电容传感器的两种形式 分为 ： NPN 集电极开路输出和 PNP 集电极开路输出，在本系统 中， 只使用了 PNP 集电极开路输出型。 当被测物接近传感器时 则 输出信号，PNP 型在没有检测到物体输出 则 为悬空状态，检测到物体输出 时 为 高电平状态。 在本单元所使用的传感器的位置及型号如下表所示： 四川理工学院本科毕业设计 9 表 31 传感器的位置及型号 传感器位置 型号 说明 编码器 前后参考点 CR188D 电容传感器 NPN集电极开路输出 升降 参考点 BS5T2M NPN集电极开路输出 升降上到位 DC73 舌簧型磁性开关 转移气缸右到位 DC73 舌簧型磁性开关 物料检测 CCD40N 漫反射型光电传感器 NPN集电极开路输出 列一参考点 BS5T2M NPN集电极开路输出 列二参考点 BS5T2M NPN集电极开路输出 列 三参考点 BS5T2M NPN集电极开路输出 列四参考点 BS5T2M NPN集电极开路输出 S7— 200 系列 PLC 与通信系统的连接 整个控制系统的 下位机 含 三个主要组成部分： 传送带、机械手、堆垛机 ，均采用 PLC（可编程控制器） S7200 系列 实现 其 自动控制。 这里 和别 的 PLC 相同 ，单元加编程器 是其基本组成部分 ， 如遇系统扩展需要，系统组件还 应 包括：数字扩展单元模块，模拟量扩展单元模块，网络，通信模块， HMI 人机界面 等。 [15] 通过 PC/ PPT 电缆建立 S7200 CPU 与个人计算机连接。 具 体实施过程如下： 设置 PC/PPI 电缆开关（下＝ 0，上＝ 1）； DIP 开关上选择计算机 支持的波特率 9600（ 123 设为 010） 选择 11 位（ 4 设置为 0） 选择 数据通信设备 （ DCE） （ 5 设置为 0） PC/ PPI 电缆的 RS232 端子（ PC）连接到 PC 通信 口： COM1 或者 COM2。 PC/ PPI 电缆 RS485 端子（ PPI） 连接到 CPU 的通信口。 四川理工学院本科毕业设计 10 图 35 PU的通信口的连接图 图 36 C24V 输入 /输出点的基本原理图（源型接法） PLC 的选择 该设计采用了可编程控制器是 siemensS7200 系列 的 小型 PLCCPU226。 本机集成 24 输入 / 16 输出 40 个数字 I/ 0 点。 含 PID 控制器 ， 可连接 7 个扩展模块，最大可扩展至 248 个数字 I /0 点，或 35 通道模拟 I/ 0 点。 13K 字节程序和数据存储空间。 6 个独立的 30kHz 的高速计数器， 以及 2 个独立通道 20kHz 的高速脉冲输出。 2 个 RS485 通讯 /编程 端 口 ，并具备 PPI 通讯协议以及 自由方式通讯能力，四川理工学院本科毕业设计 11 还 有功能强 大 、体积 精 小、性价比 较 高等 优势 ， 而且还具有高速脉冲输出（ PTO）功能，能 驱动步进电机。 同时， 步进电机和步进驱动器 共同 组成 步进驱 动模块。 CPU226 外设接线图 如下： 图 37 CPU226外围典型接线图 立体仓库驱动设计 步进电 动 机 步进电动机是用专门的步进驱动器驱动， 而非 直接通过 PLC 驱动， 连接步进电机和步进驱动器 ， PLC 只需向步进驱动器提供方向信号与 脉冲信号。 “方向控制信号 +” 连接 ，经 的置“ 1”和置“ 0”的状态以 控制步进电动机的方向；将步进驱动器“脉冲信号 +”接到 PLC 的输出 点， PLC 输出的高速脉冲信号通过 发出驱动步进电动机；而“方向控制信号 — ”和 “脉冲信号 — ”直接接到了 PLC 开关电源的负极 1M 上。 [16] 该程序可以分为主程序，子程序与中断程序三大 部分，分工明确，相互配合。 主程序 负责 确定步进电动机 的 方向 以及子程序调用。 而 子程序负责设定 高速脉冲指令 PLC 的控制字节 ， 输出的脉冲个数 和 脉冲周期 ， 然后连接 开放和 中断， 最终 输出高速脉冲， 驱动步进电机 电动机 运行。 输出脉 冲来完成执行中断：一方面， 在步进电动机未 运行到原点时，继续调用子程序，机械手后限位 不动作， 继续发脉冲让步进电动机继续运行；相对的，在步进电动机已 运行。