立体仓库18324.docx

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1、摘要随着现代代生产技技术的飞飞速发展展以及社社会物质质的不断断繁荣,平面仓仓库对于于货物的的存放已已经远远远不能满满足当前前的需求求,因此此立体仓仓库已成成为生产产和生活活中的一一个重要要的组成成部分,对于立立体仓库库的研究究也不断断的深入入。 本文主主要设计计了一个个12个个仓位的的自动化化立体仓仓库系统统，全文文对立体体仓库各各部分进进行分部部设计，首首先提出出了立体体化仓库库的总体体结构设设计方案案，介绍绍系统的的组成模模块、功功能及各各模块之之间的联联系，并并提出一一些设计计中出现现的问题题的解决决方案。其次是对立体仓库系统设计和硬件设计，主要采用可编程控制器来对其进行控制，通过PLC

2、编程软件对立体仓库的整个运作进行了PLC程序的设计，主要以手动和自动两种不同的方式控制，并对意外情况的发生也作了意外处理程序的设计。 为为了监控控和管理理立体仓仓库监控控和管理理体力仓仓库的运运行状态态，利用用组态王王软件按按对于立立体仓库库的运行行情况设设计了一一个实时时监控系系统。该该系统能能对现场场数据进进行采集集处理，管管理人员员只要通通过运行行监控系系统就可可以实时时监控立立体仓库库库的工工作状态态，保证证了正常常运作，对对出现的的问题作作出及时时的判断断和处理理。最后通过过该系统统的仿真真模拟运运行，验验证了此此立体仓仓库运行行平稳，送送送取货货物定位位准确，安安全可靠靠。关键词：

3、 立体体仓库，PPLC控控制器，组组态王软软件，实实时监控控，仿真真目 录摘要ABSTTRACCT第1章 前言11.1立立体仓库库概述111.1.1立体体仓库发发展历史史11.1.2立体体仓库的的组成221.2国国内外研研究现状状31.2.1国外外研究现现状1.3 立体仓仓库的研研究意义义1.3.1社会会意义1.3.2科技技意义1.3.3教学学意义第2章 立体体仓库设设计方案案92.1 立体仓仓库系统统的构成成92.1.1系统统模块组组成1002.1.2系统统模块的的功能1102.2系系统实现现的功能能92.3设设计中的的问题及及解决方方案2.3.1设计计中的问问题1002.3.2 解解决方案

4、案10第3章 立体体仓库系系统硬件件的设计计3.1 立体仓仓库的基本结结构3.2硬硬件部分分3.2.1步进进电机3.2.2步进电电机驱动动系统的的基本组组成和工工作原理理3.2.3传感器器3.2.4 PPLC控控制器3.2.4.11 PLLC II/O点点的选择择3.2.4.22 PLLC型号号的选择择3.2.4.33 PLLC SS7-2200的的介绍3.2.5 控控制台第7章 结论5527.1XXXX552参考文献献（宋体体，小四四号，加加粗）554致谢（宋宋体，小小四号，加加粗）559附录A：XXXX（宋体体，小四四号，加加粗）660附录B：XXXX66第1章 前言自动化立立体仓库库也称

5、自自动存取取系统，它是一种用高层立体货架（托盘 系统）存储物资，用自动控制堆垛机进行存取作业，用计算机控制管理的仓库。自动化立体仓库除了具有传统仓库的基本功能外，还具有分拣、理货的功能，以及在不直接进行人工处理的情况下，自动存储和取出物料的功能110。1.1立立体仓库库概述1.1.1立体体仓库发发展历史史立体仓库库一词起起源于“高层货货架”，一般般是指采采用几层层、十几几层乃至至几十层层高的货货架储存存单元货货物，随随着科技技的发展展，人们们逐渐采采用起重重、装卸卸、运输输机械设设备等相相应的物物料搬运运设备进进行货物物入库和和出库作作业的仓仓库。由由于这类类仓库能能充分利利用空间间储存货货物

6、，故故常形象象地将其其称为“立体仓仓库”1。早在200世纪550年代代初期，美美国就出出现了使使用桥式式堆垛起起重机的的仓库。这这种起重重机是在在通用桥桥式起重重机的小小车上装装设堆取取货物的的装置，从从地面上上用按钮钮进行操操纵，其其结果是是使货架架间的通通道大大大减小，单单位面积积的储存存量平均均增加了了50%多。此此后立体体仓库在在美国和和西欧得得到迅速速发展。119633年美国国某公司司首先在在仓库业业务中采采用计算算机控制制，仓库库高度已已达122米。220世纪纪60年年代中期期，日本本开始兴兴建立体体仓库，而而且发展展的速度度越来越越快，据据日本“产业机机工”的统计计，到11982

7、2年，日日本已拥拥有各种种立体仓仓库32257座座，几乎乎相当于于欧美国国建拥有有量得总总和111。立体仓库库由于具具有很高高的空间间利用率率、很强强的入出出库能力力、采用用计算机机进行控控制管理理又利于于企业实实施现代代化管理理等特点点，已成成为企业业物流和和生产管管理不可可缺少的的仓储技技术，越越来越受受到企业业的重视视。1.1.2立体体仓库的的组成立体仓库库一般由由高层货货架、仓仓储机械械设备、建建筑物及及控制和和管理设设施等部部分组成成9。货架架的形式式有很多多，材料料一般用用钢材或或钢筋混混凝土制制作。钢钢货架的的优点是是构件尺尺寸小，仓仓库空间间利用率率高，制制作方便便，安装装建设

8、周周期短。而而且随着着高度的的增加，钢钢货架比比混凝土土货架的的优越性性更加明明显。为为了提高高货物装装卸、存存取效率率，自动动化立体体仓库一一般使用用货箱或或托盘盛盛放货物物。货箱箱与托盘盘的基本本功能是是盛放小小件物料料，同时时还应便便于运输输车和堆堆跺机的的插取和和存放。搬搬运设备备是自动动化仓库库中的重重要设备备，它们们一般由由电力驱驱动，通通过手动动或自动动控制，实实现把货货物从一一处搬运运到另一一处。输输送系统统必须具具有高度度的可靠靠性。在在立体仓仓库内，一一般只有有一套输输送系统统，一旦旦发生故故障，就就会使整整个仓库库工作受受到影响响。所以以，要求求输送系系统的各各个环节节上

9、的设设备可靠靠、耐用用、维修修方便。对对输送系系统设置置手动控控制做后后备。1.2国国内外研研究现状状自上世纪纪60年年代以来来，美日日欧等国国家和地地区设计计和投入入使用的的立体仓仓库越来来越多，立立体仓储储技术已已成为一一门新兴兴的学科科。据不不完全统统计，美美国有各各种类型型的自动动化立体体仓库2200000多座座，日本本有3880000多座，德德国有1100000多座座，英国国有40000多多座，前前苏联有有15000多座座。堆跺跺机是自自动化立立体仓库库的主要要作业机机械，担担负着出出库、进进库、盘盘库等任任务，是是自动化化立体仓仓库的核核心部件件，自动动化立体体仓库的的发展就就是以

10、堆堆跺机的的发展为为主要标标志的，目目前巷道道式堆跺跺机为主主要发展展方向1。在我国，立立体仓库库的发展展是从770年代代初期开开始的，1963年研制成第一台桥式堆垛起重机，1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库（高15米，机械部起重所负责），该库1980年投入运行，由北京机械工业自动化研究所等单位研制建成我国第一座自动化立体仓库，并在北京汽车制造厂投产9。从此以后，立体仓库在我国得到了迅速的发展。据不完全统计，目前我国己建成的立体仓库近300个，其中全自动化的立体仓库有30多个。1995年建成的仪征化纤工业联合公司涤纶长丝自动化立体仓库，是目前我国独立设计和制造的综合自动化

11、程度最高的立体仓库。近些年我国自动化仓库技术发展很快，己实现了与其它信息决策系统的集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。尽管如此，至今在我国已建成的集成化仓储系统还不多，我国的自动化立体仓库与国外发达国家相比，无论是从数量上还是从建设水平上都有着比较大的差距。1.3立立体仓库库的研究究意义1.3.1社会会意义立体仓库库的特点点在于以以高层立立体货架架为标志志，以成成套先进进搬运设设备为基基础，以以先进的的计算机机控制技技术为主主要手段段，高效效率地利利用仓储储空间，节节约时间间和人力力进行各各种作业业，具有有巨大地地社会效效益和经经济效益益，因此此被普遍遍应用于于机器制制造业、电电器制造

12、造业、航航空港、轻轻工和化化工企业业、商储储业、军军需部门门等各行行各业。其中自动动化的立立体仓库库更是具具有广阔阔市场前前景。它它集机械械、电子子、控制制、计算算机技术术于一体体，具有有科技含含量高，货货物存取取效率高高和自动动化程度度高等优优点，在在物流监监控技术术、计算算机应用用技术、通通信技术术、货位位优化管管理等技技术领域域都有很很好的应应用。从从制造工工厂、商商场、机机场，到到港口、军军需部地地下室冷冷库到都都少不了了立体仓仓库的身身影，特特别是随随着人们们生活水水平的提提高，自自我国的的机动车车数量日日益猛增增，传统统的停车车场已经经不能满满足人们们的需求求，于是是人们将将立体仓

13、仓库这一一理念和和技术应应用于停停车库，很很多城市市都相继继出现了了立体停停车库，使使停车难难的问题题逐渐得得以缓解解，所以以为了更更好的合合理利用用资源、保保证产需需均衡、提提高物流流效率，我我们对于于自动化化立体仓仓库的研研究迫在在眉睫。1.3.2科技技意义近些年我我国自动动化仓库库技术发发展很快快，尽管管如此，至至今在我我国已建建成的集集成化仓仓储系统统还不多多，我国国的自动动化立体体仓库与与国外发发达国家家相比，无无论是从从数量上上还是从从建设水水平上都都有着比比较大的的差距，究究其原因因，自动动化程度度不够是是一个很很大的缺缺陷。对此能较较有效的的改善这这一缺陷陷的方法法就是在在控制

14、系系统中采采用PLLC控制制器，因因为PLLC功能能强大，可可靠性高高，抗干干扰能力力强，维维修方便便，易于于实现机机电一体体化，可可以完全全满足立立体仓库库工作环环境和控控制系统统的要求求。通过过PLCC控制的的立体仓仓库克服服了继电电接触控控制系统统中的机机械触点点的接线线复杂、可可靠性低低、功耗耗高、通通用性和和灵活性性差的缺缺点，充充分利用用了微处处理器的的优点，又又照顾到到现场电电气操作作维修人人员的技技能与习习惯，特特别是PPLC的的程序编编制，不不需要专专门的计计算机编编程语言言知识，而而是采用用了一套套以继电电器梯形形图为基基础的简简单指令令形式，使使用户程程序编制制形象、直直

15、观、方方便易学学，调试试与查错错也都很很方便。所以近几几年采用用可编程程控制器器（PLLC）与与微机控控制搬运运设备的的仓库以以及采用用计算机机管理与与PLCC联网控控制的全全自动化化仓库在在全部立立体仓库库中的比比重不断断增加。另外，当当前各领领域中使使用的立立体仓库库往往是是很庞大大的系统统，研制制立体仓仓库往往往需要投投入很大大的人力力和财力力，这给给立体仓仓库的研研究带来来很大难难度，令令很多科科技研发发和教学学研究机机构望而而却步，针针对这一一难题，可可以通过过设计制制作小型型的立体体仓库模模型，对对其加入入控制系系统，并并通过对对其进行行模拟调调试，再再将其研研究成果果应用于于立体

16、仓仓库的生生产研制制，这样样一来既既节约成成本，提提高效率率，也可可以更为为广泛的的开展对对于立体体仓库的的研究。事事实证明明，大型型自动化化仓库系系统己不不再是发发展方向向。为了了适应工工业发展展的新形形势，出出现了规规模更小小，反应应速度更更快，用用途更广广的自动动化仓库库系统，如如德国VVelttinss啤酒厂厂制酒仓仓库，还还有Meetzller opttik parrtneer AAG公司司的小件件仓库，通通过提高高运送速速度和加加快工作作循环，达达到了惊惊人的仓仓库利用用率。1.3.3教学学意义目前，很很多高等等院校以以及职业业院校的的电子、机机械等专专业都把把PLCC列为一一项必

17、修修课程，因因此可以以将此立立体仓库库制作成成教学模模型，则则既可以以在教学学过程中中增加教教学的应应用性，又又可以通通过让学学生设计计不同的的PLCC程序来来达到不不同的运运行效果果，适用用于学生生毕业设设计、课课程设计计、实习习实验等等，也适适合于研研究机构构的科研研使用，具具有一定定的教学学意义。1.4本本文研究究的主要要内容本文主要要设计了了一个自自动化立立体仓库库系统，通通过手动动或自动动两种方方式来实实现自动动化立体体仓库货货物出入入库作业业，并且且采用监监控系统统的设计计来有效效的保证证立体仓仓库的安安全可靠靠运行。本本文的主主要研究究内容和和结构可可分为六六个章节节，分别别如下

18、：1)第一一章研究究了自动动化立体体仓库的的发展历历史和基基本组成成，以及及国内外外立体化化仓库的的现状和和国内立立体化仓仓库的不不足之处处，分析析立体化化仓库的的发展方方向。同同时，提提出本文文所要研研究的主主要内容容。2)第二二章论证证了自动动化立体体仓库的的设计方方案，包包括模块块组成，以以及各个个模块在在系统中中的功能能，还提提出了在在设计中中出现的的问题并并给出解解决方案案。3）第三三章对立立体仓库库系统的的作了硬硬件设计计，并通通过立体体仓库模模型的来来设计实实现，分分析了组组成各模模块的元元器件，包包括步进进电机、直直流电机机、传送送杆、电电源模块块等，并并对这些些硬件的的工作原

19、原理和功功能进行行说明。4)第四四章进行行了对自自动化立立体仓库库控制系系统的软软件设计计，包括括所采用用的PLLC控制制器、PPLC编编程软件件、PLLC与各各模块间间的连接接、程序序流程图图以及PPLC程程序的详详细阐述述，其中中包括手手动控制制和自动动控制、取取货物、送送货物、状状态显示示等程序序。5)第五五章设计计了一个个立体仓仓库的实实时监控控系统，采采用组态态王软件件，实现现了此监监控系统统的功能能，并提提出优化化和完善善措施。6)第六六章通过过立体仓仓库模型型以及监监控系统统的操作作运行进进行结果果分析，验验证了设设计的可可行性。第2章 立体体仓库设设计方案案2.1立立体仓库库系

20、统的的构成2.1.1系统统模块组组成本文所设设计的立立体仓库库系统主主要由人人机接口口界面、控控制装置置、驱动动模块、电电机制动动装置、机机械部件件和仓位位模块所所构成，它它们之间间的关系系如图11所示。图1 立体仓仓库系统统模块操作人员员通过人人机接口口界面，对对立体仓仓库输入入命令，比比如将货货物送到到某一仓仓位，人人机接口口界面将将这一命命令传送送给控制制装置，控控制装置置会根据据这一命命令作出出简单判判断，即即执行还还是不执执行，比比如该仓仓位已满满，那么么将不予予执行，所所以控制制装置会会首先去去接受来来自仓位位模块的的反馈信信息，如如果该仓仓位未被被占据，则则控制装装置接收收到这一

21、一信息后后将会调调用执行行该命令令的相应应程序并并执行，以以此来控控制和它它相连的的驱动模模块，驱驱动模块块的作用用是去驱驱动电机机制动装装置，通通过电机机制动装装置的运运作会带带动相应应的机械械部件，机机械部件件将会把把货物运运送到合合适的仓仓位，或或是从合合适的仓仓位中取取出货物物，以此此来实现现操作人人员取送送货物的的目的。2.1.2系统统模块的的功能人机接口口界面主主要指的的是由人人来进行行机械或或设备操操作的平平台，在在立体仓仓库中，人人机接口口界面承承担了操操作人员员控制立立体仓库库正常运运行的作作用。操操作人员员通过人人机接口口界面可可以向立立体仓库库发出操操作命令令，这其其中包

22、括括：货物物的出入入库方式式以及存存放的仓仓库位置置编号。另另外为了了让操作作人员能能更清楚楚地看到到所选仓仓位编号号，在人人机界面面上还可可加入仓仓位编号号以及当当前状态态显示。在对控制制装置的的设计中中，可以以利用可可编程控控制器（PPLC），因因为PLLC是一一种专门门为在工工业环境境下应用用而设计计的数字字运算操操作的电电子装置置，采用用可以编编制程序序的存储储器，用用来在其其内部存存储执行行逻辑运运算、顺顺序运算算、计时时、计数数和算术术运算等等操作的的指令，并并能通过过数字式式或模拟拟式的输输入和输输出，控控制各种种类型的的机械或或生产过过程88。因因此可以以在PLLC控制制器写入

23、入用以控控制立体体仓库工工作的程程序，包包括初始始化程序序、货物物出入库库程序、状状态显示示程序等等等。当当控制器器接收到到来自人人机接口口界面的的命令之之后，就就可以做做出逻辑辑判断是是否相应应，然后后调用事事先设定定好的程程序执行行。驱动模块块的信号号主要由由控制模模块输入入，作用用是驱动动相应的的电机制制动装置置工作，并并起到电电路保护护的作用用，即过过压、过过流保护护。电机制动动装置主主要用于于带动后后续的机机械部件件运动，机机械部件件的运动动目的就就是为了了将货物物移动到到适当的的位置，而而机械部部件本身身没有动动力，因因此需要要依靠电电机制动动装置来来带动它它的运动动。要将将货物从

24、从起始位位置运送送到仓库库中或是是从仓库库中取出出到起始始位置，这这个过程程中对于于动作方方面主要要考虑三三个问题题：取移放。取，即从从某一个个地点取取下货物物的动作作，可以以是在起起始位置置取货物物准备存存放，也也可以在在某一个个仓位取取货物。移，即是是将货物物转移到到指定的的位置，可可以是移移动到起起始平台台，也可可以是各各个仓位位中，所所以在这这个过程程中能够够做到准准确的定定位是非非常重要要的。放，即是是将转移移到指定定地点的的货物放放下的动动作，可可以是放放在起始始位置，也也可以是是放在某某一个仓仓位中。仓位模块块一般可可以设计计成框架架结构，在在材料的的选取上上应选用用比较坚坚固的

25、材材质，比比如钢质质或铁质质材料，在在外形的的设计上上最好是是比较整整齐的排排列，比比如最常常用的是是阵列式式结构，如如NM型仓仓位，即即横向NN排仓位位和纵向向M列仓仓位整齐齐排列，这这样比较较有利于于对货物物移送定定位的控控制。同同时在每每一个仓仓位的设设计上应应考虑到到仓位当当前状态态信息的的传递，比比如仓位位是否已已经存有有货物，否否则如果果向已满满的仓位位再送入入货物会会导致仓仓库的运运行发生生错误或或损坏货货物以及及仓库的的硬件设设备。2.2系系统实现现的功能能立体仓库库系统的的主要功功能是实实现货物物的出入入库操作作，本文文设计的的立体仓仓库可以以实现下下面一系系列功能能：1）将

26、仓仓位中的的货物送送到指定定位置2）将某某一指定定位置的的货物取取出3）自动动将某一一位置的的货物送送到另一一位置4）将起起始位置置的货物物送到任任意位置置5）从任任意位置置取回货货物放至至起始位位6）能够够实现低低速启动动变速运运行低速停停止的功功能，即即X、YY、Z方方向上的的极限保保护7）各仓仓位状态态的扫描描检测2.3设设计中的的问题及及解决方方案2.3.1设计计中的问问题立体仓库库的功能能比较多多，因此此结构也也相对比比较复杂杂，在考考虑对立立体仓库库的设计计中有以以下几个个问题需需要解决决。1）在货货物的传传送过程程中如何何做到精精确而快快速定位位。2）在PPLC控控制器接接受到操

27、操作命令令时如何何判断是是否应该该响应。3）在传传送平台台到达货货物仓位位后应如如何进行行货物出出入库作作业。4）对于于传送平平台在各各个方向向的移动动如何实实施保护护措施。2.3.2解决决方案1）在货货物的传传送过程程中要实实现精准准定位的的最好方方法就是是采用坐坐标定位位法。可以把货货物的移移动分解解为水平平（X轴轴）和垂垂直（YY轴）两两个方向向，通过过控制这这两9个方向向上的位位移多少少，即可可以将货货物送到到准确位位置。因因此在硬硬件设计计的时候候，可以以将传送送货物的的机械装装置设计计成水平平杆和垂垂直杆，在在动力控控制上可可以采用用两个电电机，分分别给水水平移动动和垂直直移动提提

28、供动力力，然后后通过电电机控制制送货平平台在水水平杆和和垂直杆杆上的滑滑动将平平台移到到指定位位置。为为了提高高送货平平台移送送的速度度，缩短短其到达达指定位位置的时时间，在在控制时时可将水水平和垂垂直的移移动设定定为同时时进行。当PLCC发出一一定脉冲冲，经过过驱动器器驱动步步进电机机旋转一一定的角角度，要要想实现现步进电电机的精精确控制制，则需需要对它它的具体体运行步步数进行行计数，步步进电机机以100cm长长为单位位长度计计算为例例，即坐坐标轴上上的每个个单位代代表现实实中的110cmm。为了了增大转转矩提高高控制精精度，本本控制系系统所有有数据（脉脉冲频率率、数量量等）均均是以步步距角

29、为为0.99度为参参考制定定的。立立体仓库库模拟装装置丝杠杠上螺纹纹的螺距距为1.8mmm，也就就是说电电机每接接4000个脉冲冲所运行行的距离离为1.8mmm。要实实现通过过输入不不同数字字使机械械到达不不同的位位置，需需要作到到的就是是控制步步进电机机走多少少个单位位长度。2）对于于PLCC控制器器是否应应响应操操作命令令的问题题，可以以通过在在每个仓仓位上安安装限位位开关来来实现。限限位开关关就是用用以限定定机械设设备的运运动极限限位置的的电气开开关。当当仓位中中货物已已满时，限限位开关关可以将将此信号号传送给给PLCC控制器器，控制制器即可可根据接接收到的的信号作作出是否否响应的的判断

30、了了。3）传送送平台在在到达指指定仓位位后，可可通过平平台上的的伸叉控控制平台台的前后后和上下下移动来来进行出出入库作作业。如如果将水水平杆和和垂直杆杆的移动动方向设设为X方方向和YY方向，把把出入库库的前后后移动设设为Z方方向。取取货的时时候，传传送平台台先向前前伸入至至货物底底部（ZZ方向），然然后往上上抬起货货物（YY方向），最最后缩回回（Z方方向）。送送货的时时候，传传送平台台先向前前伸入至至仓位中中（Z方方向），然然后往下下放下货货物（YY方向），最最后缩回回（Z方方向），以以此来实实现货物物的出入入库作业业。4）对于于保护传传送平台台在各个个方向的的移动，可可以在立立体仓库库中通过

31、过硬件在在移动的的三个方方向上实实施保护护措施，即即X轴极极限位保保护、YY轴极限限位保护护、Z轴轴极限位位保护以以及X轴轴、Y轴轴、Z轴轴协调保保护（硬硬件联锁锁），通通过以上上各种保保护开关关，可以以确保操操作人员员在编程程实验中中或是立立体仓库库在程序序出错时时，不会会损坏该该装置。1第3章 立体体仓库系系统硬件件的设计计3.1立立体仓库库的基本本结构立体仓库库主体由由地盘、四四层十二二仓位库库体、运运动机械械及电气气控制等等四部分分组成。图3.11 仓位位编号机械部分分采用滚滚珠丝杠杠、滑杠杠、普通通丝杠等等机械元元件组成成，采用用步进电电机、直直流电机机作为拖拖动元件件。 电气控控制

32、是由由德国西西门子SS7-2200 CPUU2266程序控控制器（PPLC）、步步进电机机驱动电电源模块块、开关关电源、位位置传感感器等器器件组成成。3.2硬硬件部分分3.2.1步进进电机步进电机机是数字字控制系系统中的的执行电电机，当当系统讲讲一个电电脉冲信信号到步步进电机机定子绕绕组时，转转子就转转一步，当当电脉冲冲安某一一相序加加到电动动机时，转转子沿某某一方向向转动的的步数等等于电脉脉冲光个个数。因因此，改改变输入入脉冲的的数目就就能控制制步进电电机转子子机械位位移的大大小；改改变输入入脉冲的的通电相相序，就就能控制制步进电电机转子子机械位位移的方方向，实实现位置置的控制制，实现现宽广

33、范范围内速速度的无无极平滑滑控制。步步进电机机可分为为磁阻式式、永磁磁式和混混合式，步步进电机机的相数数可分为为：单相相、二相相、三相相、四相相、五相相、六相相和八相相等多种种。增加加相数能能提高步步进电机机的性能能，但电电动机的的结构和和驱动电电源就会会复杂，成成本就会会增加，应应按需要要合理选选用。本本系统用用步进电电机为442BYYG2550C型型步进电电机，其其电气技技术数据据为：表3. 1 22BYGG2500C 型型步进电电机电气气技术数数据3.2.2步进进电机驱驱动系统统的基本本组成和和工作原原理 为了驱驱动步进进电机，必必须由一一个决定定电动机机速度和和旋转角角度的脉脉冲发生生

34、器（在在该立体体仓库控控制系统统中采用用PLCC作脉冲冲发生器器进行位位置控制制）、一一个使电电动机绕绕组电流流按规定定次序通通断的脉脉冲分配配器、一一个保证证电动机机正常运运行的功功率放大大器，以以及一个个直流功功率电源源等组成成一个驱驱动系统统。 步进电电机驱动动器是把把控制系系统发出出的脉冲冲信号转转化为步步进电机机的角位位移，或或者说：控制系统统每发一一个脉冲冲信号，通通过驱动动器就使使步进电电机旋转转一步距距角。所所以步进进电机的的转速与与脉冲信信号的频频率成正正比。所以设计计中采用用北京斯斯达特机机电科技技发展有有限公司司生产的的SH系系列步进进电机驱驱动器，SSH-22H0557

35、。主主要由电电源输入入部分、信信号输入入部分、输输出部分分组成。SSH-22H0557步进进电机驱驱动器采采用铸铝铝结构，此此种结构构主要用用于小功功率驱动动器，这这种结构构为封闭闭的超小小型结构构，本身身不带风风机，其其外壳即即为散热热体，所所以使用用时要将将其固定定在较厚厚、较大大的金属属板上或或较厚的的机柜内内，接触触面之间间要涂上上导热硅硅脂，在在棋盘边边加一个个风机也也是一种种较好的的散热办办法。 此步步进电机机驱动器器的电气气技术数数据为：表3.22 SHH-2HH0577 型步步进电机机驱动器器电气技技术数据据3.2.3传感感器（1）反反射式传传感器的的工作原原理： 在该立立体仓

36、库库中采用用欧姆龙龙 EEE-SPPY4002 凹凹槽型、反反射型接接插件式式传感器器作货物物检测。采采用能抗抗周围外外来刚干干扰的变变调光式式；采用用变调光光式，与与直流光光式比，不不易受外外来光干干扰的影影响；电电源电压压为DCC5-224V的的大量程程电压输输出型；带有容容易调整整的光轴轴标识；带有便便于调整整，动作作确认的的入光显显示灯；其结构构图如图图3.33所示。图3.33 反射射式传感感器结构构图工作原理理：当物物体相对对于传感感器移动动时，反反射回来来的信号号与原先先的信号号相比较较，产生生频移，集集成电路路再把微微弱的频频移信号号进行放放大，再再经多普普勒检测测、放大大、限幅

37、幅等措施施，最后后取得和和物体移移动信号号相关的的主流信信号输出出电平。（2）对对射式传传感器的的工作原原理： 对对射式传传感器的的输出状状态一般般为NPPN输出出，输出出晶体管管的动作作状态可可分为入入光时OON和遮遮光时OON两种种。入光光时为OON的对对射式传传感器的的结构图图如图33.4所示，图3.44 对射射式传感感器的结结构图 当当24VV电压加加到发光光二极管管LEDD1时，它它将光发发射给发发光二极极管LEED2，LLED22接受到到光导通通，三极极管导通通，输出出为ONN；当发发光二极极管LEED1发发射出的的光被物物体挡住住使发光光二极管管LEDD2接收收不到时时，LEED

38、2不不导通，三三极管也也不导通通，输出出为OFFF。3.2.4PLC控控制器3.2.4.11PLCC I/O点的的选择根据控制制要求，将将个输入入设备和和被控设设备详细细列表，准准确的统统计出被被控设备备对数需需求量，然然后在实实际统计计的I/O点数数的基础础上增加加15%20%的备用用量，以以便以后后调整和和扩充。同同时要充充分利用用好输入入和输出出扩展单单元，提提高主机机的利用用率，例例如S77-2000系列列可编程程控制器器主机分分为166个输出出、244个个输输入，还还有各种种输入和和输出扩扩展单元元，这样样的增加加I/OO点数时时，不必必改变机机型，可可以通过过扩展模模块实现现，降低

39、低了经济济投入，在在确定好好I/OO点数后后，还要要注意它它的性质质，类型型和参数数。例如如是开关关量还是是模拟量量，是交交流还是是直流以以及电压压大小的的等级，同同时还要要注意输输出端的的负载的的特点，一一次选择择和培植植相应机机型和模模块。小型仓库库电气控控制系统统和输入入信号224个，输输出信号号14个个。其中中，外部部输入元元件包括括：检测测元件、按按钮、取取、送、急急停、限限位开关关、超限限位保护护等等；输出有有三个电电机的正正反向、动动作动作作指示、错错误显示示等等。按按照配置置，所选选S7-2000CPUU2266系列PPLC。3.2.4.22PLCC型号的的选择PLC选选择的一

40、一般原则则为：1、择的的基本原原则是，在在功能满满足要求求的前提提下，选选择最可可靠、维维护使用用最方便便以及性性能价格格比的最最优化机机型。2、在工工艺过程程比较固固定、环环境条件件较好的的场合，建建议选用用整体式式结构的的PLCC；其它它情况则则最好选选用模块块式结构构的PLLC。3、对于于开关量量控制以以及以开开关量控控制为主主、带少少量模拟拟量控制制的工程程项目中中，一般般其控制制速度无无需考虑虑，因此此，选用用带A/D转换换、D/A转换换、加减减运算、数数据传送送功能的的低档机机就能满满足要求求。4、而在在控制比比较复杂杂，控制制功能要要求比较较高的工工程项目目中，可可视控制制规模及

41、及复杂程程度来选选用中档档或高档档机。其其中高档档机主要要用于大大规模过过程控制制、全PPLC的的分布式式控制系系统以及及整个工工厂的自自动化等等。3.2.4.33 PLLC SS7-2200的的介绍西门子公公司的SSIMAATICC S77-2000系列列属于小小型PLLC，用用于代替替继电器器的简单单控制场场合，也也可以用用于复杂杂的自动动化控制制系统。由由于它具具有强大大的通信信功能。在在大型网网络控制制系统中中也充分分发挥其其作用。S7-2200的的可靠性性高，可可以用于于梯形图图、语句句表和功功能图三三种语言言来编程程。它的的指令丰丰富，指指令功能能强，易易于掌握握，操作作方便，内内

42、置有高高速计数数器，高高速输出出PIDD控制器器，RSS-4885通信信/编程程接口、PPPI通通信协议议、MPPI通信信协议和和自由端端口模式式通信功功能，最最大可以以扩展到到2488或355路模拟拟量I/O，最最多有330KBB程序和和数据存存储空间间。1143.2.5控制制台控制台由由控制面面板电路路和继电电器电路路两部分分组成。控制面板板上设有有按钮功功能表、功功能选择择开关、仓仓位号显显示、状状态指示示和键盘盘，如图图3.55所示。 图3.5 控制制面板图图用户可以以参考按按钮功能能表，波波动功能能选择开开关，并并通过操操作控制制台上的的键盘，将将信号传传送给PPLC控控制器，PPL

43、C控控制将是是否响应应、如何何响应的的反馈信信息传给给控制台台的继电电器电路路，继电电气电路路将信号号传给直直流电机机，从而而控制物物品的取取或送。同同时面板板上的两两个数码码管可以以对当前前的仓位位号显示示出来，三三个状态态指示出出此时处处于“就绪”、“取”或是“送”的状态态。按键号功能选择择定义1自动选择1号号仓位手动机构水平平向左移移动2自动选择1号号仓位手动机构垂直直向下移移动3自动选择1号号仓位手动机构水平平向右移移动4自动选择1号号仓位手动机构水平平向后移移动5自动选择1号号仓位手动机构垂直直向上移移动6自动选择1号号仓位手动机构水平平向前移移动7自动选择1号号仓位手动无意义8自动选择1号号仓位手动无意义9自动选择1号号仓位手动无意义10自动选择1号号仓位手动无意义11自动选择1号号仓位手动无意义12自动选择1号号仓位手动无意义表3.66 控制制面板上上的控制制功能第4章 系统统软件设设计4.1 第三章：介绍PPLC（或或者放在在第四章章）第三章：I/OO分配表表，PLLC连线线图，整整体系统统框图第四章：介绍编编程软件件，程序序流程图图并解释释，核心心梯形图图的编制制并解释释第五章：介绍组组态软件件，自己己怎样做做的，16