PLC控制的堆垛式立体车库设计论文.doc

PLC控制的堆垛式立体车库设计毕业论文摘 要 I ABSTRACT II 第一章 绪论 1 1 本课题的设计背景 1 2 本课题的主要任务 1 3 本课题研究的主要意义 1 第二章 立体车库的概述硬件部分 3 1 立体仓库的基本结构 3 2 FP0系类PLC的特点及配置 6 (1) 该型PLC还具有如下特点 6 (2) FP0系列PLC的I/O配置 7 3 PLC实现步进电机库位的定位 8 (1) PLC部分 8 (2)步进电机驱动器 9 (3) 步进电机的工作原理及特点 10 (4)传感器的选择 11 (5) 立体仓库的硬件接线图 14 第三章 立体车库的软件部分程序的设计 16 1 设计程序清单 16 2系统流程框图 16 3 PLC位置控制指令 19 4 立体车库的编程设计 20 (1) 系统初始化设置 20 (2) 脉冲个数的计算 22 (3) 键盘取低四位 23 (4)键盘输入各库位编号 24 结论 28 致谢 29 主要参考资料 30 第一章 绪论 1 本课题的设计背景 1969年，美国数字设备公司（DEC）首先研制成功第一台可编程序控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功，从而开创了产业控制的新局面。 至80年代，随大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，以16位和32位微处理器构成的微机化PLC得到了惊人的发展。使PC在概念、设计、性能、价格以及应用等方面都有了新的突破。不仅控制功能增强，功耗和体积减小，本钱下降，可靠性进步，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通讯网络、数据处理以及图象显示的发展，使PLC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现产业生产自动化的一大支柱。 可编程控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的贮存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、程序控制、定时、和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程利用可编程控制器（PLC），可以设计出成本低、效率高的自动化立体车库。本系统以PLC为主控制器，结合步进电机、传感技术、位置控制等技术，实现四层十二仓位库体自动存储物品。自动化立体仓库是以四层十二仓位库体为主体，以成滚珠丝杠、步进电机、直流电机为搬运设备，以松下电工fp0PLC为控制核心，实现高效率物流、大容量存储的机电一体化高科技集成系统，系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点。 第二章 立体车库的概述硬件部分 1 立体仓库的基本结构 立体车库的外形结构下图2-1所示。 图2-1 立体车库的外形结构 1-垂直方向步进电动机 2-汽车 3-立体车库本体 4-垂直方向定位传感器 5-垂直方向滚珠丝杠 6-货台叉车 7-货台直流电动机 8-急停按钮 9-水平方向定位传感器 10-按钮 11-仓位检测传感器（13个） 12-定位标条 13-水平方向步进电动机 14-PLC 15-接口板 16-按钮板 17-底板 立体仓库主体由立体车库本体单元、PLC控制单元、接口单元及电源单元等组成。如下图2-2所示。 图2-2 立体仓库组成图 A．立体车库本体单元。该单元由12个仓位和巷道式堆垛起重机等组成。 B．PLC控制单元。该单元可分别选用松下PLC、西门子PLC、欧姆龙PLC、三菱PLC等。PLC主体具有脉冲输出功能，能同时实现二轴定位功能。 C．接口单元。给单元将系统中所有控制单元、执行单元、检测单元、输入/输出单元的信号都引到面板上，由学生自行完成电路的设计，不同性质的节点采用不同的颜色进行标识，并且每个单元自身的电路具有独立性，具备扩展功能。 D．电源单元。电源单元是由开关电源提供系统工作的DC 24V电压。 该系统在设计上设置了各种保护功能，包括短路保护、反向保护、限位保护、定位保护。TVT-99V立体仓库系统中为了防止不确定因素对系统硬件的损坏，分别在机械手臂运行的横轴和纵轴上设置了仓库的定位孔，当机械手臂运行时，位于移动模块下方的光电传感器分别检测运行X轴、Y轴的定位点，当且仅当机械手臂停止于点位孔点时，对应的Z轴才能进行取货和移货的动作。 机械部分采用滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠等机械元件组成，采用步进电机、直流电机作为拖动元件。 电气控制是由松下电工生产的FP0型可编程序控制器(PLC)、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等器件组成。 本系统采用滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠作为主传动机构，电机采用步进电机和直流电机，其关键部分是堆垛机，它由水平移动、竖直移动及伸叉机构三部分组成，其水平和竖直移动分别用两台步进电机驱动滚珠丝杠来完成，伸叉机构有一台直流电机来控制它分为上下两层，上层为货台，可前后伸缩，下层装有丝杠等传送机构。当堆垛机平台移动到货