立体仓库控制系统.docx

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立体仓库控制系统

立体仓库控制系统

一、实训目的：

1、了解A7003型立体仓库系统工作原理与工作过程；

2、进一步掌握MicroLogix1400可编程控制器原理；

3、掌握RSLogix500编程软件使用方法；

4、掌握组态编程的控制思想及实现；

5、掌握立体仓库的编程实现方法。

二、实训的设备

A7003立体仓库系统，电脑，MicroLogix1400编程器

三、实训内容

1、控制要求及控制原理

1）控制要求：

该立体仓库模拟系统可以模拟自动仓储系统，利用光电编码器及限位开关确定仓库及叉车的位置，从而可以实现仓库叉车系统可以从初始位置走到目标位置取货，然后将取得的货物再送到指定的位置。

本次模拟立体仓库控制实训项目的基本控制要求为：

（1）让叉车永远从初始的1位置开始运行

（2）让叉车可以运行到目标位置，即可以实现X定位和Y定位

（3）可以让叉车实现取货或者送货操作。

即可以实现Z轴定位

要求在本次实训中，利用RSLINX完成对系统的通信，利用Rslogix500软件完成对程序的编写。

利用RSVIEW32软件完成对组态界面的在线控制及监控。

在完成基本要求的前提，可以尝试一下控制要求。

（1）让叉车永远从初始的1位置开始运行

（2）让叉车可以运行到目标位置，即可以实现X定位和Y定位

（3）可以让叉车实现取货操作。

即可以实现Z轴定位

（4）然后让叉车自动运行的送货的目标位置并完成送货操作。

2）控制原理

本实训项目核心的控制原理为定位原理。

其具体的定位原理如下所述。

（一）.列定位：

S1为列定位光电传感器，列定位片顺序安装于叉车运行轨道左侧；共三只。

叉车运行时的列定位，由光电传感器检测到列定位片的开始沿（上升沿）来实现。

参照图：

（二）层定位

S2为层定位传感器，共3只，垂直运行经过层定位片时，发出到位信号；每只层定位片有两只遮光片；分别为上遮光片和下遮光片。

参照图：

上遮光片

下遮光片

层定位片

运行方向

图2层定位原理图

注：

1）如果要放料，a.升叉至上遮光片；b.然后进叉；c.进叉到位后；d.降至下遮光片（此时料盘应已放在库架上）e.出叉。

2）如果要取料，a.升叉至下遮光片；b.然后进叉；c.进叉到位后；d.升至上遮光片（此时料盘应已插上叉子）e.出叉。

注意：

列定位片与层定位片均已调整好,请不要随意调整!

!

否则可能引起定位误差，造成设备损坏!

!

!

层及列定位的关电开关，结合光电编码器实现对层及列的定位控制。

Z轴点位通过Z轴限位开关完成

2、了解立体仓库模拟系统的硬件配置

原则：

在进行编程之前，必须根据系统的特点，了解需要的输入输出对象以及其在PLC上的接线。

（1）系统简介

。

其具体的系统硬件介绍如下所述。

装置样图如下：

规格尺寸：

66*56*122cm（长*宽*高）

下图为立体仓库实验系统组成示意图。

图3立体仓库组成

1.水平行走电机2.转动轴3.传动滑杠4.水平同步传送带5.底座6.升降滑杆7.进叉出叉电机8.升降电机9.货叉10.滑杆11.小同步带12.提升链条13.光电开关14.限位开关

1）控制面板主要有电源开关，自动手动选择开关及手动控制左右上下伸出收回按钮组成，主要完成对A7003立体仓库模型系统的手动控制操作。

2）货架：

货架结构为铝合金组装而成的3列3层架体，采用20*20铝型材，货位数量为3*3。

货位图如下：

图2库位图

1

2

3

4

5

6

7

8

9

缓冲

3）三维（X、Y、Z）运动机械：

（X、Y轴完成仓位定位，Z轴完成送/取动作）。

a.水平行走机构：

主要由水平行走电机（包括减速器）、转动轴、同步传送带、同步链轮、传动滑杠、轴承等部件构成。

b.升降机构：

升降电机（包括减速器）、提升链条（采用双排滚子链）、齿轮、传动滑杠、轴承等部件构成。

c.货叉进出机构：

电机、齿轮、小链轮、小同步带、导轨、货台等部件构成。

4）电气控制采用西门子的可编程控制器或者AB的CompactLogix、减速直流电机、光电传感器、行程开关、开关电源（开关电源把220V市电变换成24V直流电，为整个系统电路供电）、电源线（电源线为市电供电连接线，必须保证可靠的接地）、编程通讯电缆（编程通讯电缆为带隔离的232-485转换数据线，完成编程程序的下载和上位机与模型数据通讯的功能）。

（2）具体硬件接线

根据控制要求，本设计需要对系统将叉车从初始位置移动到特定的位置，然后取货，再移动要特定的位置送货。

因此其在硬件上要求可以行定位，列定位，以及叉车的X轴前后定位，另外叉车运行不能超过规定的x，y方向范围要求，所以其要求在X，Y,Z轴有限位开关。

具体的硬件接入点介绍：

因为本次控制只关心是否到位，因此其输入输出点选择为数字量控制。

输入量及PLC点之间的对应关系：

其中水平方向上的定位IN0接水平方向上光电开关，通过光电编码器的脉冲计数用于实现水平方向上的定位，其中SQ1ON,和SQ2ON,分别实现水平方向上的限位。

分别接IN8,IN9.SQ1ON是左限位开关，SQ2ON是右限位开关。

垂直方向上的定位IN1，接垂直方向上的关电开关，通过光电编码器的脉冲计数用于垂直方向上的定位。

其中SQ3ON和SQ4ON分别实现垂直方向上的限位，分别接IN4,IN5.SQ3ON是上限位开关。

SQ4ON是下限位开关。

Z轴上的定位通过限位开关SQ5ON和SQ6ON实现Z轴出叉和进叉定位，其中SQ6ON是出叉到位限位开关，SQ5ON是进叉到位开关。

分别接IN6,IN7.

输出量及PLC点之间的对应关系：

输出点主要是控制水平方向上的电机，上下方向上的电机，以及Z轴方向上的点击。

其分别的对应为：

MD1水平方向上的电机：

通过out0，out1控制正反转，分别控制左行和右行。

MD2上下方向上的电机，通过out2，out3控制正反转，分别控制上升和下降。

MD3是Z轴方向上的点击，通过out4，out5控制正反转，分别控制进叉和出叉。

3、软件编程——自动运行程序编写

注意：

自动时，面板电源在“关”位置，所有旋钮在“自动”位置；手动时面板电源在“开”位置。

首先把电源设置到关位置，这个位置将由PLC读取。

如果不是关位置，PLC不会运行。

其它所有旋钮都处于自动位置，否则对应的操作无法自动实现，同时手动因为面板电源关闭，所以也无法操作。

（1）系统步骤分解

我们把从库取货和送货到库的步骤分成四步。

取货：

（必须完成）

第一步：

到达目标库位下侧，进叉。

目标位置保存到X1,Y1,Z1。

Y1是库下侧，Z1就是1。

第二步：

到达目标库位上侧，退叉。

目标位置保存到X2,Y2,Z2。

Y2是库上侧，Z1就是0。

第三步：

到达0库位上侧，进叉。

目标位置保存到X3,Y3,Z3。

Y3是库上侧，Z1就是1。

第四步：

到达0库位下侧，退叉。

目标位置保存到X4,Y4,Z4。

Y4是库下侧，Z1就是0。

送货：

（拓展部分）

第一步：

到达0库下侧，进叉。

目标位置保存到X1,Y1,Z1。

Y1是库下侧，Z1就是1。

第二步：

到达0库上侧，退叉。

目标位置保存到X2,Y2,Z2。

Y2是库上侧，Z1就是0。

第三步：

到达目标库位上侧，进叉。

目标位置保存到X3,Y3,Z3。

Y3是库上侧，Z1就是1。

第四步：

到达目标库位下侧，退叉。

目标位置保存到X4,Y4,Z4。

Y4是库下侧，Z1就是0。

（2）光电计数器位置确定

命令读取，实际就是位置算法，在N=1时进行。

一般可以把库位1作为缓冲库位，旁边布置移动叉车。

所有操作都是：

如果取货，则从目标库位到1库位，如果送货，则从1库位到目标库位。

所以不要制定从1到1库位的作为。

从组态软件发送下来不是库位，而是坐标图，而在计数器上，实际的Y轴坐标为库位坐标Y_COMMAND*2，下面的就是Y_COMMAND*2-1。

取货COMMAND=1：

第一步：

X_COMMAND,Y_COMMAND*2-1,1。

进库取货

第二步：

X_COMMAND,Y_COMMAND*2,0。

上行，退叉

第三步：

1,2,1。

进库送货

第四步：

1,1,0。

下行，退叉

送货COMMAND=2：

（选作）

第一步：

1,1,1到达目标库位下侧，进叉。

目标位置保存到X1,Y1,Z1。

Y1是库下侧，Z1就是1。

第二步：

1,2,0到达目标库位上侧，退叉。

目标位置保存到X2,Y2,Z2。

Y2是库上侧，Z1就是0。

第三步：

X_COMMAND,Y_COMMAND*2,1到达目标库位上侧，进叉。

第四步：

X_COMMAND,Y_COMMAND*2-1,0。

到达目标库位下侧，退叉

（3）运动算法

当前位置,X0,Y0,Z0。

每个步骤把坐标拷贝到X1,Y1,Z1，第一步不需要拷贝，因为第一步的目标位置就保存在这里。

先运动到指定X,Y位置，然后进叉，或者退叉。

以上运动算法：

IFX1>X0,左行，X0减计数器。

IFX1

IFX1=X0,停止X电机。

IFY1>Y0,下行，Y0减计数器。

IFY1

IFY1=Y0,停止Y电机。

IFX1=X0,Y1=Y0,Z1>Z0；前进

IFX1=X0,Y1=Y0,Z1

IFZL_BACK=1Z0=0，

IFZL_FORW=1Z0=1，

IFZ1=Z0停止Z电机

IFX1=X0&Y1=Y0&Z1=Z0STEP=STEP+1进入到下一步骤

拷贝X[STEP]到X[1],Y[STEP]到Y[1],Z[STEP],Z[1]

（4）具体实现及点的分配

寄存器

名称

用途

备注

N9:

0

COMMAD

=0无操作，=1取货，=2存货

N9:

1

Xdec

库位坐标，水平坐标

N9:

2

Ydec

库位坐标，垂直坐标，连续的

N10:

0

X0

叉的当前X位置

N10:

1

X1

各个步骤的目标位置

每个step会拷贝

N10:

2

X2

叉的第1目标位置

N10:

3

X3

叉的第2目标位置

N10:

4

X4

叉的第3目标位置

N10:

5

X5

叉的第4目标位置

N11:

0

Y0

叉的当前Y位置

每个库位2个Y

N11:

1

Y1

各个步骤的目标位置

每个step会拷贝

N11:

2

Y2

叉的第1目标位置

N11:

3

Y3

叉的第2目标位置

N11:

3

Y4

叉的第3目标位置

N11:

3

Y5

叉的第4目标位置

N12:

0

Z0

叉的当前Z位置

不是0就是1

N12:

1

Z1

各个步骤的目标位置

每个step会拷贝

N12:

2

Z2

叉的第1目标位置

N12:

2

Z3

叉的第2目标位置

N12:

3

Z4

叉的第3目标位置

N12:

3

Z5

叉的第4目标位置

N14:

0

STEP

运行步骤，或者称为状态机

1）系统程序

注意脉冲计数输入的IO定义的滤波时间为8毫秒。

在IOCONFIG中，选择ADVCONFIG，如图所示。

考虑了增和减计数器。

上升或者右移动，就是增，向反就是减。

但是除了脉冲输入作为计数器条件之外，其他不要在计数器前面，否则错误。

包括main函数，goxyz，getxyz两个调用的子函数。

Getxyz获取位置和命令。

Goxyz，移动到指定位置。

每次包括x,y,z轴的一次移动。

Z在最后移动。

Main首先复位，复位算法比较特殊。

然后读取命令。

然后开始四次移动。

（本次设计可只移动一次，其他三次的移