03 立体仓库 任务书

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1、《PLC技术与工程应用》课程设计任务书题目三：立体仓库电气控制系统设计河南机电高等专科学校自动控制系2012-06-01《PLC技术与工程应用》课程设计任务书立体仓库1、概述立体仓库教学装置是一个自动化生产过程仓储环节的模拟微缩模型，它使用了PLC、传感器、位置控制和电气传动等技术，具有货物的自动提取和存放功能。1.1输出驱动单元立体仓库实验设备如图1、2、3所示。通过直流减速电机驱动与同步皮带传动，叉车平台可以实现水平左右运动与垂直上下运动。通过直流减速电机驱动与齿轮—链条传动，叉子相对于叉车平台可以实现

2、伸出与退回运动。该设备共有6个方向上的动作，由控制器输出信号控制。图1.立体仓库实验设备正面图1-升降式货叉装置；2-水平运行电机机；3-垂直升降电机；4-货架；5-列定位片；6-层定位片；7-键盘；8-台板；9-电机驱动板；10-信号转接板；11-直流稳压电源；12-空气开关-9-《PLC技术与工程应用》课程设计任务书立体仓库图2.立体仓库实验设备背面图1-端子排；2-叉子驱动电机立体仓库库位示意图如图3所示，三维结构示意图如图4所示。该设备可以完成从缓冲区到库位的自动存货和从库位到缓冲区的自动取货过程。

3、图3.立体仓库库位示意图1.2输入检测单元叉车平台在水平方向移动时的定位是依靠列定位光电传感器实现的。两端行程开关的常闭触点串入水平移动直流电机主回路。当由于程序设计问题出现电机走到两端极限位置时，行程开关常闭触点将强迫电机主回路断电，实现水平移动直流电机的堵转保护。-9-《PLC技术与工程应用》课程设计任务书立体仓库叉车平台在垂直方向移动时的定位是依靠行定位光电传感器实现的。两端行程开关的常闭触点也串入垂直移动直流电机主回路，同样实现了垂直移动直流电机的堵转保护。该设备共有6个行程开关和2个光电传感器作为

4、控制器的输入信号。图4.叉车机构三维结构示意图2、输入输出接口电路介绍立体仓库实验设备既是所谓控制对象，对于一般工业控制，其控制核心使用可编程控制器(PLC)。图中上层电路板是驱动电路板，下层电路板左侧是输入接口电路板，中间是键盘接口电路板，右侧是输出接口电路板。图4.输入输出接口电路板-9-《PLC技术与工程应用》课程设计任务书立体仓库2.1输入接口电路板输入接口电路板原理图如图5所示，其功能是将设备上行程开关的开关状态和光电传感器的信号转换为统一的电平信号(逻辑1：24VDC；逻辑0：0VDC)。板上设

5、有光电隔离电路，将内外电源隔离，以保护设备安全。图5.输入接口电路板电气原理图本设备8个输入信号，对应输入接口电路板的8根输入信号线。各信号线对应的行程开关或传感器如表1所示。表1.输入信号线与元器件对应关系表输入信号线序号(自左到右)对应元器件备注1叉车平台左限位2叉车平台右限位3叉车平台下限位4叉车平台上限位5叉子退回限位6叉子伸出限位7叉车层定位光电传感器8叉车列定位光电传感器-9-《PLC技术与工程应用》课程设计任务书立体仓库2.2键盘接口电路板该设备配备了一个键盘，如图1所示的7号元件。该键盘内部

6、电路实现了按键编码功能。每按下一个键，都有一个字节的编码产生。按键与编码的对应关系如表2所示。编码字节的高4位反映了行信息，编码字节的低4位反映了列信息。表2.键盘编码表按键位置(行列)编码按键位置(行列)编码1行1列1000_10003行1列0010_10001行2列1000_01003行2列0010_01001行3列1000_00103行3列0010_00101行4列1000_00013行4列0010_00012行1列0100_10004行1列0001_10002行2列0100_01004行2列0001

7、_01002行3列0100_00104行3列0001_00102行4列0100_00014行4列0001_0001本次设计中，考虑到控制器选用的是CPU224XPPLC，其输入端子只有14个。输入信号占用了其中的8个，剩余6个端子中又需要留下2个用来描述仓库编号(00、01、10、11)，剩下4个端子可以用来接键盘。此处可以使用编码信息的低4位，即只使用某行(如第4行：入库、出库、复位、确定)的4个按键与PLC连接，即键盘只使用其中的4个按键。2.3输出接口输出接口(如图6所示)由两块电路板构成：驱动电路板

8、和输出接口电路板。它们的功能是将PLC输出的控制信号用于驱动继电器动作，从而控制电动机正向或反向运行。输出接口电路板上也设有光电隔离电路，可将内外电源隔离。左图为驱动电路板电气原理图，继电器A吸合、B释放，对应的电机正转；继电器A释放、B吸合，对应的电机反转；继电器A、B同时释放，电机停止运行；不允许二者都吸合。右图为输出接口电路板电气原理图，当PLC输出的某路控制信号有效时，对应的输出信号有效，从而可以使得对应