立体仓库PLC程序设计.docx

设计报告

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目录
第一章 立体仓库的系统设计 1
1.1 立体仓库简介 1
1.2 课题设计要求 1
第二章 步进电机的选择与控制 2
２.1步进电机的介绍及选型 2
2.2 五相十拍步进电机的时序 3
第三章 实验环节 3
3.1 实验目的 3
3.2 实验设备 3
3.3 实验内容 4
3.3.1 控制要求 4
3.3.2 I/O分配 4
3.3.3 I/O图 5
3.3.4 触摸屏画面制作 5
第四章 总结及改进 6
第五章 立体仓库PLC总程序 7

第一章 立体仓库的系统设计
1.1 立体仓库简介
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；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。更高级的立体仓库的控制系统采用集中控制、分离式控制和分布式控制，即由管理计算机、中央控制计算机和堆垛机、出入库输送等直接控制的可编程序控制器组成控制系统。
1.2 课题设计要求
要求：机械手在A地抓起物体（步进电机1）上升2米到B地，左移1.6米（步进电机2）到D地，前进1.5米（步进电机3）放下物体，原路返回，再重复以上过程。（上下；左右；前后螺纹距离均为1厘米，步进电机采用5相10拍电机，步距角为0.9°）。如下图1-2所示。

图1-2

第二章 步进电机的选择与控制
步进电机作为本次课题设计的动力驱动元件，控制其稳定性是至关重要的，本章将具体介绍五相十拍式步进电机的控制原理。
２.1步进电机的介绍及选型
步进电机主要为本设计执行元件，之所以选择步进电机是因为其控制精度较高，在供电电源切断时，混合式步进电机具有自定位转矩，因此仍能保持原来的位置，同时也是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，因此，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。
2.2 五相十拍步进电机的时序
步进电机的时序设计是本次设计的关键，要是设计错了，就无法实现理想的结果，本次设计的五相十拍脉冲正序列为U→ＵＶ→Ｖ→ＶＷ→Ｗ→ＷＸ→Ｘ→ＸＹ→Ｙ→ＹＵ,反序列为ＹＵ→Ｙ→ＸＹ→Ｘ→ＷＸ→Ｗ→ＶＷ→Ｖ→ＵＶ→Ｖ。按照时序循环输入就可以通过软件控制来实现。当将时序输入按照与正转时序相反的顺序输入时，就可以实现步进电机的反转。
第三章 实验环节
3.1 实验目的
根据实验室现有设备进行立体仓库的控制实验，完成课题的所有要求。
3.2 实验设备
步进电机、异步电机、三菱FX2N系列PLC、三菱专用编程软件、个人计算机、电源。

3.3 实验内容
3.3.1 控制要求
机械手在A地抓起物体（步进电机1）上升2米到B地，左移1.6米（步进电机2）到D地，前进1.5米（步进电机3）放下物体，原路返回，再重复以上过程。
3.3.2 I/O分配
1.输出：
X0
正转开关
X1
反转开关
X2
停止开关
2．输入：
Y0
步进电机1U
Y10
步进电机2X
Y1
步进电机1V
Y11
步进电机2Z
Y2
步进电机1W
Y12
步进电机3U
Y3
步进电机1X
Y13
步进电机3V
Y4
步进电机1Z
Y14
步进电机3W
Y5
步进电机2U
Y15
步进电机3X
Y6
步进电机2V
Y16
步进电机3Z
Y7
步进电机2W

3.3.3 I/O图

3.3.4 触摸屏画面制作

触摸屏我们小组采用三菱的设计与仿真软件，效果如上图所示。
第四章 总结及改进
通过这次课题的设计，我们小组学到了很多东西，对三菱PLC更加的了解，对PLC程序的设计也更加熟练，能更好的设计出简单的程序并实现其功能，也增加了我们组的团队精神。
本系统通过最终调试表明本控制系统能够较为准确地完成对课题的所有功能，而且运行比较灵敏、可靠。但同时也出现了问题，在具体应用中可能带不动较大的负责，需要多台电机的驱动。驱动采用步进电机驱动，转速可以提高，力矩也较大，灵敏度也高，更接近与实用。
另外在工作台上安装机械自锁，以提高安全。在智能化上可以提高，在工作台上安装接近传感器，防止工作台与电机等相撞。逻辑判定、自动存放、自动提取、等方式。
第五章 立体仓库PLC总程序