发布时间 : 星期日 文章【原创】自动化立体仓库堆垛机控制系统的设计毕业论文设计更新完毕开始阅读f21640c99f3143323968011ca300a6c30c22f1f7
因此四个巷道各有由一个下位机控制，整个立体库由一个上位机进行管理监控。本文单纯设计单一堆垛机的PLC控制部分。
堆垛机控制系统主要工作方式为自动和手动，其中自动控制只需人工输入要存、取货物的货格位置，堆垛机将自动完成存、取货物的动作。而手动方式，则需人工控制堆垛机的位置移动及货叉的伸、缩，此方式多用于维修、调试。
自动控制的主要内容为货物的存、取及安全保护，具体控制分析见表4-1：
表4-1 控制动作分析表
主要内容 控制分解 水平行走 行走 垂直升降 左右伸缩 水平方向定位 定位 垂直方向定位 伸缩方向控制 安全保护 各轨道的两端限定堆垛机运行极限（6个限位开关） 货架占有及货叉位置监测装置（光电传感器） 4.4 系统工作流程
根据控制系统运动要求，分解整理后得到堆垛机工作流程图，入库流程见图4-1，出库流程见图4-2。
图4-1 入库操作流程图 图4-2出库操作流程图
4.5 IO分配
首先进行输入输出点的统计。将按钮、各轴的安全限位、检测结果、输入值设定为输入值，统计得共16个输入点。将对电机的脉冲信号、记录表、指示灯等设定为输出值，统计得14个输出点。将各元器件与PLC的IO点连接，以实现PLC对各功能的控制，IO分配表见表4-2。
表4-2 IO分配表
符号 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 SQ5 SQ6 SN SW0 SQ2 SQ1 SQ4 SQ3 平移 升降 平移方向 升降方向 H0 H1 H2 H3 前伸 回缩 B00 B01 B02 B03 地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.1 Q1.2 Q1.4 Q1.5 Q1.6 Q1.7 注释 矩阵扫描第1列 矩阵扫描第2列 矩阵扫描第3列 矩阵扫描第4列 矩阵扫描第5列 矩阵扫描第6列 矩阵扫描第7列 矩阵扫描第8列 Z轴原点 Z轴限位 检测货台上是否有货物 手动控制开关 x轴限位 x轴原点 y轴限位 y轴原点 平移电动机脉冲信号 升降电动机脉冲信号 平移电动机方向信号 升降电动机方向信号 矩阵扫描第1行 矩阵扫描第2行 矩阵扫描第3行 矩阵扫描第4行 货叉前伸 货叉回缩 数码显示区第0位 数码显示区第1位 数码显示区第2位 数码显示区第3位 根据输入输出点，简单的进行控制系统的界面设计，通过有线方式与PLC相连，便于操作人员进行控制。界面截图见图4-3。
图4-3 控制界面
4.6 子程序编写
根据系统要求，分析得出需编写键盘装置扫描；传感器检测；坐标定位；位置控制；入、出库控制5个子程序，将子程序按规范命名，在工具栏中则可出现相应的子程序，方便调用。见图4-4。
图4-4 编程界面
（1）键盘装置扫描子程序
利用矩阵扫描和数码管显示组合，当按下矩阵键盘时，对应的数码管显示，通过扫描端口判断当前按钮的状态。其中数码显示采用BCD编码方式。
VW238是用于存储当前的按键号；VW270是用于存储数码显示区的数据，通过位传送给输出端口，用于七段码显示。子程序是用于判断哪个按键被按下。
其中使用了出送指令MOV_W，可将数据某个双字节数据传送到某个双字节地址里边去，例如见图4-5。类似的指令还有MOV_B等。键盘扫描子程序STL语句见附录I。
图4-5 传送指令
（2）传感器检测子程序
传感器一般是用于定位及限位作用的。定位就是利用传感器来判定系统是否处于指定位置，而限位就是要求系统不能超过指定位置。在程序设计中常利用传感器实现系统的定位以及限位保护。
本系统分别用6个传感器检测3个轴的原点及限位，当系统初始化时，各个轴回到自己的原点。当系统运行过程中达到某个轴的限位时，立即停止当前轴的动作。 本程序采用子程序的方式进行编写。子程序的入口参数为指定的仓位号。出口参数包括该仓位的X轴坐标值和Y轴坐标值。在程序中，X轴坐标值分别存放在数据寄存区VD616、VD620、VD624、VD628中，Y轴的坐标值分别存放在数据寄存区VD600、VD604、VD608、VD612中。
定位采用了s7-200自带的PTO定位模块，以水平方向为例，水平电机的步进角度为1.2°，设定的电机速度为4-150mmin，经计算约等于每秒64-1067个脉冲，见图4-6。
图4-6 PTO模块电机速度设置
要求加速度为0.5ms2，经计算启动速度4mmin到最大速度100mmin则约需要3.2s，见图4-7。
图4-7 加减速时间设置
（3）坐标定位子程序
0号仓位即入库仓位的坐标是(300，200)mm，仓库的上下层及左右层之间的间隔是1000mm，各仓位坐标是基本参数，其中x轴方向上的入库坐标（原点坐标）及库位间距分别为300、1000，设置如图4-8。子程序的入口参数为指定的仓位号（本程序仅设