基于plc的小车定位系统设计

基于plc的小车定位系统设计内容摘要：

现。 使 PLC 处于在线状态 将没有错误的程序下载到 PLC 中 工程包含要装载程序的 PLC 类型和型号的细目。 在开始下载程序之前，必须检查这些信息以确保这些信息是正确的，并且和实际中使用的 PLC 类型相匹配。 还要为相连接的 PLC 选择适当的通信类型。 使 PLC 处于运行或监视模式 在梯形图上监视程序的运行 在助记符程序编辑窗口监视程序运行 建立观察窗口监视程序运行 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 8 页 监视窗口能够同时监视多个 PLC 中指定 PLC 地址的内容。 监视窗口一般显示在主窗口下方。 它显示在程序执行时 PLC 存储器内容的值。 1 使用设置值功能改变定时器、计数器或数据区的数据，使调试工作更加容易进行 可以很容易的改变 TIM/CNT 指令的第一个操作数，同时也可以改变用作其状态位的地址。 要做到这一点，使用 “地址 ”作为查找对象，输入要操作的地址状态位（比如T0001）。 这也能够操作计时器 /计数器指令的第一个操作数。 （例如，如果查找 T0001，则 TIM 指令中的 “1”也会发生匹配 ）。 SIEMENS 公司的 S7300 系列可编程控制器介绍 PLC的种类繁多，本设计采用的是德国 Siemens公司的 S7300可编程控制器。 它已成功地用于范围广泛的自动化领域。 S7300 的重点在于为生产制造工程中的系统解决方案提供一个通用的自动化平台。 系统组成 （ 1） 中央处理单元 (CPU) 各种 CPU 有各种不同的性能，例如，有的 CPU 上集成有输入 /输出点，有的 CPU 上集成有 PROFIBUSDP 通讯接口等。 （ 2） 信号模块 (SM) 用于数字量和模拟量输入 /输出。 （ 3） 通讯处理器 (CP) 用于连接网络和点 对点连接。 （ 4） 功能模块 (FM) 用于高速计数，定位操作 (开环或闭环定位 ) 和闭环控制。 （ 5） 负载电源模块 (PS) 用于将 SIMATIC S7300 连接到 120/230 伏交流电源，或 24/48/60/110 伏直流电源。 （ 6） 接口模块 (IM) 用于多机架配置时连接主机架 (CR) 和扩展机架 (ER)。 S7300 通过分布式的主机架 (CR) 和 3 个扩展机架 (ER)，可以操作多达 32 个模块。 运行时无需风扇。 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 9 页 SIMATIC S7300 适用于通用领域 高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有最高的工业环境适应性。 类型 （ 1） S7300 有两种类型： 标准型 温度范围从 0℃ 到 60℃ （ 2） 环境条件扩展型 温度范围从 25℃ 到 +60℃ 更强的耐受振动和污染特性。 功能 SIMATIC S7300 的大量功能支持和帮助用户进行编程、启动 和维护。 （ 1） 高速的指令处理 ~ 的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。 （ 2） 浮点数运算 用此功能可以有效地实 现更为复杂的算术运算 （ 3） 方便用户的参数赋值 一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值，这样就节省了入门和培训的费用。 （ 4） 人机界面 (HMI) 方便的人机界面服务已经集成在 S7300 操作系统内。 因此人机对话的编程要求大大减少。 SIMATIC 人机界面 (HIM) 从 S7300 中取得数据， S7300 按用户指定的刷新速度传送这些数据。 S7300 操作系统自动地处理数据的传送。 （ 5） 诊断功能 CPU 的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是 否正常、记录错误和特殊系统事件 (例如 ：超时，模块更换，等等 )。 （ 6） 口令保护 多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。 （ 7） 操作方式选择开关 操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。 这样就防止非法删除或改写用户程序。 SIMATIC S7300 具有多种不同的通讯接口 （ 1） 多种通讯处理器用来连接 ASI 接口、和工业以太网总线系统 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 10 页 （ 2） 串行通讯处理器用来连接点到点的通讯系统 （ 3） 多点接口 (MPI) 集 成在 CPU 中，用于同时连接编程器、 PC 机、人机界 面系统及其他 SIMATIC S7/M7/C7 等自动化控制系统。 CPU 支持下列通讯类型 （ 1） 过程通讯 通过总线 (ASI 或 PROFIBUS ) 对 I/O 模块周期寻址 (过程映象交换 )。 （ 2） 数据通讯 在自动控制系统之间或人机界面 (HMI) 和几个自动控制系统之间，数据通讯会周期地进行或被用户程序或功能块调用。 结构 DIN 标准导轨安装 只需简单地将模块钩在 DIN 标准的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧。 （ 1） 集成的背板总线 背板总线集成在模块上，模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后。 （ 2） 更换模块简单并且不会弄错 更换模块时，只需松开安装螺钉。 很简单地拔下已经接线的前连接器。 在连接器上的编码防止将已接线的连接器插到其他的模块上。 （ 3） 可靠的接线端子 对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子 （ 4） TOP 连接 采用一个带螺钉或夹紧连接的 1 至 3 线系统进行预接线。 或者直接在信号模块上进行接线。 （ 5） 确定的安装深度 所 有的端子和连接器都在模块上的凹槽内，并有端盖保护，因此所有的模块都有相同的安装深度。 （ 6） 没有槽位的限制 ， 信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何一个槽上，系统自行组态。 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 11 页 3 控制 系统总体方案设计以及系统流程图 控制系统总体方案 作为一个定位控制系统，必须实现的目标是能满足一般控制系统要求的自动、手动的控制功能；能根据使用者发出的指令做出相应的动作；能够根据相应的情况进行自动校正。 智能立体仓库由货架、堆垛机、自动控制装置等部分组成，有自动和手动两种操作方式。 立体仓库之间为巷道，两侧为双行货架， 堆垛机在巷道上、固定的天、地导轨之间运行。 本系统仅设置 X 和 Y 层的货架一行，另一行货架仅为虚拟行，以便安装和参观学习。 堆垛机由固定在小车的门式框架、沿门式框架上导轨提升运动的升降台以及在升降台上做伸缩运动的货叉（机械手）等 3 部分组成，堆垛机设计成一个 3 自由度系统，货物放在升降台的货叉上能实现上下、左右和前后的运动 [5]。 在确定了控制方式、 PLC 品牌以后就先来了解一下 小车自动控制 主要的工作过程。 见图 第 三 行 货位 1 货位 2 货位 3 第二行 货位 1 货位 2 货位 3 第 一 行 货位 1 货位 2 货位 3 位置 1 位置 2 位置 3 图 小车工作过程图 小车 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 12 页 先来介绍一下小车工作过程，水平方向的前后运动，由小车电动机进行驱动，小车电动机为 220W 的三相交流异步电动机。 堆垛机垂直方向，由提升电机驱动升降台沿门式框架结构做升降运动，提升速度小于 5m/min，提升电动机功率为 220W 的锥型转子单相交流异步电动机，具有断电抱闸制动的功能。 固定在升降台上的机械手可带动货物一起做伸缩运动，伸缩量为左右各 300mm，用于货物的存取操作。 速度按机械手 5m/min 的速度要求设 定。 堆垛机的信息显示、作业地址及指令的输入方法有很多种。 一种方法是采用发光二极管来显示各种信息（如故障诊断代码等），采用拨码开关来输入作业地址。 此种方法原理简单，但是一旦原器件有损坏，如某个发光二极管损坏，显示的信息就不准；会直接影响拨码开关的可靠性，造成拨码开关拨的数值与 PLC输入的数值不一致，堆垛机无法运行到目的地址。 此种方法直接影响了堆垛机的可靠性，增大了堆垛机的后期保养、维修工作，因此目前此种方法已经很少有人采用。 本系统是采用键盘来输入作业地址、作业指令、用数字和符号来显示各种信息，输入的数值及 指令马上可以显示出来，校对容易，对错一目了然。 PLC 控制系统总体方案设计的硬件组成框图 ： 图 硬件组成框图 编程器的显示器有二行共 32 位 5 7 的液晶点阵，可以显示数字、符号和字母；键盘按键有 0~ A～ F 等键可以使用，可以向小车输入作业地址（排、列和层）、作业指 可 编 程 控 制 器 功率驱动器 电 机 计算机键盘作为 按钮输入 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 13 页 令（存、取最多二个作业）、操作方式（自动、手动）。 将键盘的 0~9 键定义为数字键，A～ F 定义为功能键，在输入作业指令、作业地址时显示器能马上显示出来，实现了简单的人－机对话，保 证了输入的作业地址和作业指令的准确性，提高了堆垛机运行的可靠性。 这个方法使堆垛机的小车每通过一个位置就记录一个数，一直移动到和预定位置号一致时停止移动。 这个方法的特点是电路简单。 另外。