【毕业课程设计】基于PLC的立体仓库控制系统设计-Toy模板网

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一、总体方案选择

1.1立体仓库模型的建立

自动化立体仓库是机械和电气、强电控制和弱电控制相结合的产品。它主要由货物储存系统、货物存取和传送系统、控制和管理等三大系统所组成。货物存储系统由立体货架的货格（托盘或货箱）组成，货架按照排、列、层组合而成立体仓库储存系统；货物存取和传送系统承担货物存取、出入仓库的功能，它由有轨或无轨堆垛机、出入库输送机、装卸机械等组成；自动化立体仓库视情况不同采取不同的控制方式：有的仓库只采取对存取堆垛机、出入库输送机的单台PLC 控制，机与机无联系；有的仓库对各单台机械进行联网控制。

1.2功能需求

堆垛机要有三个自由度，即：水平、垂直、前后

堆垛机的运动由步进电机驱动

堆垛机水平运动和垂直运动可同时进行

堆垛机前进、后退和垂直运动时必须有超限位保护等

1.3系统设计的基本步骤

（1）深入了解和分析立体仓库的工艺条件和控制要求。

（2）确定I/O设备。根据立体仓库控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。

（3）根据I/O点数选择合适的PLC类型。

（4）分配I/O点，分配PLC的输入输出点，编制出输入输出分配表或者输入输出端子的接线图。

（5）设计立体仓库系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序，这是整个立体仓库系统设计的核心工作。

（6）将程序输入PLC进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。

二、硬件系统设计

2.1、可编程控制器的选型

可编程控制器的基本结构由输入/输出模块、中央处理单元、电源部件和编程器等组成。PLC与计算机的基本组成一致，它实际上就是一种工业控制计算器。我们每次进行设计之前便是先对其选型

2.2、步进电机的选择

步进电机是数字控制系统中的执行电动机，当系统将一个电脉冲信号加到步进电机定子绕组时，转子就转一步，当电脉冲按某一相序加到电动机时，转子沿某一方向转动的步数等于电脉冲个数。因此，改变输入脉冲的数目就能控制步进电动机转子机械位移的大小；改变输入脉冲的通电相序，就能控制步进电动机转子机械位移的方向，实现位置的控制。当电脉冲按某一相序连续加到步进电动机时，转子以正比于电脉冲频率的转速沿某一方向旋转。因此，改变电脉冲的频率大小和通电相序，就能控制步进电动机的转速和转向，实现宽广范围内速度的无级平滑控制。

2.3、步进电动机驱动器的选择

步进电动机的运行需要有电子装置进行驱动，这种装置就是步进电动机驱动器。控制系统每发出一个脉冲信号，通过驱动器就使得步进电动机旋转一个步距角，也就是说，它把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电动机的角位移。因此，步进电动机的转速与脉冲信号的频率成正比。

2.4、传感器的选择

2.5、微动开关的选择

2.6、电源的选取

2.7、电气原理图的设计

2.8、主电路图的设计

三、系统软件设计

3.1、编程规则

本系统运用博图编程软件进行梯形图顺控程序编写，在编写梯形图的过程中遵循以下编程规则：

一、每个继电器的线圈和它的触点均用同一编号，每个元件的触点使用时没有数量限制。

二、梯形图每一行都是从左边开始，线圈接在最右边(线圈右边不允许再有触点)。

三、线圈不能直接接在左边母线上。

四、在一个程序中，同一编号的线圈如果使用两次，称为双线圈输出，它很容易引起误操作，应避免。

五、在梯形图中没有真实的电流流动，为了便于分析PLC的周期扫描原理和逻辑上的因果关系，假定在梯形图中有“电流”流动，这个“电流”只能在梯形图中单方向流动——即从左向右流动，层次的改变只能从上向下。

3.2、输入输出分配表

I0.0	启动	I2.1	12号仓库的键	I4.2	小车向上限制
I0.1	手动/自动	I2.2	微动开关反映0号仓库	I4.3	小车向下限制
I0.2	取出	I2.3	微动开关反映1号仓库	I4.4	小车向下超过
I0.3	送进	I2.4	微动开关反映2号仓库	I4.5	小车送进限制