基于PLC的立体仓库堆垛机控制系统设计Word下载.docx
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二、毕业设计的目的
毕业设计的目的毕业设计的目的
毕业设计的目的1．设计一个立体仓库堆垛机控制系统；
2．水平移动、垂直移动及伸叉机机构分别由220W的三相交流异步电动机、200W的
单相交流异步电动机和二相混合式步进电机驱动；
3．上述电机由西门子S7-226型PLC控制，其中水平移动、垂直移动由PLC通过变频器
控制，步进电机由步进驱动模块进行自动控制。
三、主要设计内容
主要设计内容主要设计内容
主要设计内容1．变频调速系统设计；
2．货叉伸缩控制；
3．PLC控制程序编写与调试；
四、重点研究问题
重点研究问题重点研究问题
重点研究问题PLC
控制，确定设计方案，完成各功能单元的结构设计，参数计算和元件选择。
五、主要技术指标或主要设计参数
主要技术指标或主要设计参数主要技术指标或主要设计参数
主要技术指标或主要设计参数堆垛机运行的速度范围：
水平方向：
2m／min-360m／min；
垂直方向：
2m／min-80m／min；
货叉：
2m／min-60m／min六、设计成果要求
设计成果要求设计成果要求
设计成果要求1．毕业设计论文要求字数为10000—15000字，论文格式参照华北水利水电学
院关于本科毕业设计论文格式要求；
2．系统电气原理图，要求用0#图纸（按国标要求绘制）；
3．各部分环节的工作原理及调试故障分析及排除方法；
4．毕业设计论文内插图必须用电脑制作；
I华北水利水电学院毕业设计说明书
I基于
的立体仓库堆垛机控制系统设计摘
摘摘
摘要
要要
要在现代的物流仓储系统中，自动化立体仓库应用日益广泛。
而堆垛机是立体仓库的关
键组成部分，堆垛机性能的优劣对整个立体仓库的运行起到至关重要的作用，所以设计与
开发自动化程度较高的堆垛机控制系统成为当前立体仓库的发展趋势，开展与此有关的研
究具有重要的理论和应用价值。
本文基于现代物流技术的应用和发展要求，介绍自动化立
体仓库的应用及其功能和作用，结合现代科技的发展，着重研究自动化立体仓库堆垛机控
制系统的控制技术。
本文详细阐述了本控制系统的设计思想，以及整个系统的硬件实现和
软件设计。
论文依据立体仓库的有关设计参数，对堆垛机电气控制的硬件系统进行了设计，为了
提高堆垛机的性能，本文采用了转速、位置反馈的双闭环控制，以满足系统的调速要求。
系统的水平认址采用激光测距传感器定位，垂直认址采用光电开关和认址片组合定位。
变
频调速系统由S7-226PLC及其扩展模块EM235通过变频器MM440控制交流电动机，采
用光电编码器反馈转速信号，实现转速闭环控制。
货叉伸叉系统由S7-226PLC通过步进电
动机驱动器SH-20403控制二相混合式步进电动机。
根据系统的控制要求进行了PLC、变
频器、电机和电机驱动器的选型，并给出了系统的硬件接线图，然后利用西门子的编程软
件step7设计了堆垛机控制程序。
关键词
关键词关键词
关键词自动化立体仓库，
堆垛机，PLC
II华北水利水电学院毕业设计说明书
IIAbstractInmodernlogisticswarehousingsystems,automatedstorageisincreasingly
widespread.Haystackersarethekeyequipments,Performanceofthestackerplays
animportantrole.DesignandDevelopmentofahigherdegreeofautomation
StackerControlSystembecomeWarehousetrendofdevelopment,Therefore
relatedresearchhasimportanttheoryandapplicationvalue.Thispaperintroduces
applicationandperformanceofautomatedHigh-riseWarehousebasingon
applicationanddevelopmentrequirementofmodernlogisticstechniques.Andputs
emphasisontheresearchingofcontroltechniquesinautomatedHigh-rise
Warehousestackercombiningmodernscienceandtechniques.Thispaper
elaboratedonthedesignofthesystemofcontrol,aswellastheimplementationof
thesystem'
shardwareandthedesignofthesoftware.
Basedontheparameterrelatedtotheautomatedstorage,thispaperpresented
thehardwaresystemofstackerelectricalcontrol.Speedofthestackerwasthe
basic.Inordertoimprovetheperformanceofthestacker,thesystemadoptsthe
speed,position,doublefeedbackcontrol.Thehorizontalrecognizeaddressesof
systemusinglaserrangefindersensorpositioning,andverticalrecognitionusing
photoelectricswitchesandaddresspiececombinationaddressing.Speed-adjusted
systembyS7-226PLCanditsextensionmoduleEM235throughtransducer
MM440controlacmotor.GoodsforksystemisbyS7-226PLCbinarysystem
throughsteppingmotordriverSH-20403controltwo-phasehybridstepping
motor.Accordingtotherequirementsofthecontrolsystem,thispapercompleted
theselectionofPLC，frequencyconverter,themotoranditscontroller.And
presentsthesystemhardwarehookup.ThenusethesoftwareofSiemensstep7
designsthestackercontrolprocedures.
KeyWords:
AutomatedStorageandRetrievalSystem，Stacker，PLC
1华北水利水电学院毕业设计说明书
目
目目
录录
录摘要................................................................................................................................................IAbstract..........................................................................................................................................II第一章绪论...................................................................................................................................1
1.1自动化立体仓库的概述.......................................................................................................................1
1.1.1自动化立体仓库的组成............................................................................................................1
1.1.2自动化立体仓库的优点............................................................................................................2
1.1.3自动化立体仓库的发展............................................................................................................2
1.2堆垛机概述...........................................................................................................................................3
1.2.1堆垛机的发展............................................................................................................................3
1.2.2堆垛机技术的研究现状............................................................................................................3
1.3本文研究的主要内容...........................................................................................................................4第二章
堆垛机控制系统的硬件设计...........................................................................................5
2.1控制技术要求和系统总体设计...........................................................................................................5
2.2堆垛机位置控制...................................................................................................................................7
2.2.1定位控制....................................................................................................................................7
2.2.2认址检测方式............................................................................................................................8
2.2.3认址方式确认............................................................................................................................9
2.2.4堆垛机速度曲线分析..............................................................................................................10
2.3PLC及资源配置...................................................................................................................................11
2.3.1S7-200系列PLC概述..............................................................................................................11
2.3.2CPU型号选择..........................................................................................................................12
2.3.3PLC模块选型........................................................................................................................13
2.4堆垛机变频调速系统设计.................................................................................................................14
2.4.1变频器的选型..........................................................................................................................14
2.4.2水平方向变频调速系统设计..................................................................................................15
2.4.3垂直方向变频调速系统设计..................................................................................................17
2.5堆垛机货叉控制系统设计.................................................................................................................192华北水利水电学院毕业设计说明书
2.6
安全检测传感器的应用.....................................................................................................................20
2.7元器件的选型.....................................................................................................................................21
2.8通信方案的确定.................................................................................................................................22
2.9输入输出点分配.................................................................................................................................23
2.10本章小节...........................................................................................................................................24第三章
堆垛机控制程序设计...................................................................................................25
3.1堆垛机自检和复位/归位程序............................................................................................................27
3.1.1堆垛机自检程序......................................................................................................................27
3.1.2堆垛机复位/归位程序.............................................................................................................28
3.2自动方式下的堆垛机运行控制.........................................................................................................29
3.2.1列向运行PLC程序实现.........................................................................................................29
3.2.2行向运行PLC程序实现.........................................................................................................31
3.2.3货叉伸缩控制PLC程序实现.................................................................................................32
3.3手动方式下的堆垛机运行控制.........................................................................................................34
3.4本章小节.............................................................................................................................................35总结
...............................................................................................................................................36参考文献.......................................................................................................................................37致谢.............................................................................................................................................38附录一外文翻译.......................................................................................................................39
附录二堆垛机入库作业流程图...............................................................................................48
第1页第一章
第一章第一章
第一章绪论
绪论绪论
绪论1.1自动化立体仓库的概述
自动化立体仓库的概述自动化立体仓库的概述
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