基于plc的立体化仓库的设计与研究

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1、JDFJKDHFKAHGJHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFHDLSFHKLDSJPLC作为一种通用的控制装置，性价比较高，是存储逻辑在工业应用中的代表性成果，具有配置灵活、按模块连接、处理速度快、控制指令丰富、数据处理精度高、网络通信技术先进等特点。PLC和步进电机的组合进而能够实现计算机精确控制推料机的位移运动，把物体储存到立体仓库的指定位置。本设计是以PLC为控制器，综合了电机驱动及电机控制原理、传感器原理及检测技术和网络通信等知识来实现立体仓库的单元存储功能的。1绪论1.1本设计研

2、究的目的和意义立体仓库的控制模块主要采用PLC作为控制器的计算机监测控制的方式。由于通信设备的飞跃发展，软PLC作为另外一种控制模式也日益广泛应用，其中就包括人机界面触摸屏仿真软件的WinCCflexible。由于物流的不断发展，因此对于物流与仓库单元相适应的管理问题也越来越复杂，对存储位置精确性的和效率化分类管理等方面也提出了更高要求，因此需要继续研究以满足现代物流的控制需求及更进一步的优化控制系统和控制程序。MPS(ModularProductionSystem）是由上海寰益智能仪器科技有限公司研制的教学设备，是机电

3、一体化技术发展的产物。一共包括六个独立单元，既可以组成一个独立的控制系统，也可以由多个单元组成集成系统联机控制。在实验室MPS系统上研究基于PLC的立体存储单元的系统设计，一方面提高MPS系统的开发性和扩展型，加强实验室的建设。另一方面，通过立体存储单元的研究，可以把设计原理、控制方法和编程思想应用到其他领域。1.2本设计国内外研究现状目前国外的立体存储仓库主要是通过扫描方式来加快系统的传输速度和读取工件的外观信息。国内对于立体仓库采用单片机控制，因此需要设计的外围电路相对于PLC控制器要复杂，从而降低了系统整体的集成性

4、。DFSGSJDFKGHERUHJKDHKLSHDKJHKSHKFHLKGHDLSFGHDSKLFHGLDKSFHGLKFGDSJDFJKDHFKAHGJHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFHDLSFHKLDSJ一方面立体存储仓库的空间有限制，另一方面还要与前台或者后台的智能化设备协作，随之而来的其空间位置的分配、最优路径的选择、位置极限的避碰保护、死锁的避免等问题给系统的设计带来了苦难，而且许多复杂的控制问题还没有良好的解决措施。目前多智能体的控制和多机器人协作是近年来的热门话题。1.3本

5、设计拟解决的关键问题本课题探讨了如何利用西门子PLC-224作为控制器实现立体仓库的控制。解决的关键问题有：1、立体存储单元的精确定位控制2、系统运行的稳定性控制本系统采用开环控制模式，当电机运行速度较高时，如果直接加速到目标速度或者迅速命令其停止，会造成电机运行不平稳甚至造成机械装置震动。3、最优路径的选择在仓库存储原则下，如何选择最优路径，实现运动模式是一个重点和难点。DFSGSJDFKGHERUHJKDHKLSHDKJHKSHKFHLKGHDLSFGHDSKLFHGLDKSFHGLKFGDSJDFJKDHFKAHG

6、JHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFHDLSFHKLDSJ2MPS立体储存单元2.1功能简介图2.1立体仓库功能：模拟立体仓库的存储功能，分类立体存放系统加工完成的合格产品。PLC主机：三菱FX2N系列、西门子S7系列扩展模块：485、PPI、MPI、Profibus网络步进电机及驱动器：Start2.2组成模块2.2.1步进电机控制模块基于PLC的立体存储单元的设计有两个步进电机驱动模块，分别控制滚珠丝杆的水平转动和垂直转动，从而使得推料机能够左右上下移动。步进电动机是运动控制系统中常用

7、的执行器件，能够将脉冲信号转成角度,利用脉冲信号控制运动。脉冲信号被驱动器成功接收后DFSGSJDFKGHERUHJKDHKLSHDKJHKSHKFHLKGHDLSFGHDSKLFHGLDKSFHGLKFGDSJDFJKDHFKAHGJHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFHDLSFHKLDSJ，将会控制步进电机根据脉冲值旋转一个步距角。可以经由控制脉冲频率和控制脉冲个数等参数的修改来控制电机转动的速度和加速度以及角位移量，精确定位和速度调整。型号17HS101驱动器2H202D(默认800)

8、表2.1步进电机驱动参数MicrostepsettingSW12steps004000180010160011N/aSW34Kept“1”类型说明2相细分数2、4、8步距角0.9°、0.45°、0.225°电流范围1.7A图2.2驱动器及电机连接图2.2.2滚珠丝杆模块两套滚珠丝杆模块安装成垂直的方式，形成一个平面轴