基于PLC的立体仓库堆垛机控制系统设计16263.docx

自动化专专业毕业业设计任任务书 一一一一、设计题目目设计题目目设计题题目设计题目目：基于基于基于于基于PLLC的立立体仓库库堆垛机机控制系系统设计计的立体仓仓库堆垛垛机控制制系统设设计的立立体仓库库堆垛机机控制系系统设计计的立体仓仓库堆垛垛机控制制系统设设计二、毕业业设计的的目的毕业设计计的目的的毕业设设计的目目的毕业设计计的目的的 1设计一一个立体体仓库堆堆垛机控控制系统统； 22水平平移动、垂垂直移动动及伸叉叉机机构构分别由由2200W 的的三相交交流异步步电动机机、2000W 的单相交流流异步电电动机和和二相混混合式步步进电机机驱动；3上述述电机由由西门子子S7-2266型PLLC控制制，其中中水平移移动、垂垂直移动动由PLLC通过过变频器器控制，步步进电机机由步进进驱动模模块进行行自动控控制。 三、主主要设计计内容主要设计计内容主主要设计计内容主要设计计内容 1变变频调速速系统设设计；2货叉叉伸缩控控制；3PLLC控制制程序编编写与调调试；四、重点点研究问问题重点研究究问题重重点研究究问题重点研究究问题 PLCC控制，确确定设计计方案，完完成各功功能单元元的结构构设计，参参数计算算和元件件选择。 五、主主要技术术指标或或主要设设计参数数主要技术术指标或或主要设设计参数数主要技技术指标标或主要要设计参参数主要技术术指标或或主要设设计参数数 堆垛垛机运行行的速度度范围：水平方向向：2mmmiin-3360mmmiin；垂直方向向：2mmmiin-880mminn；货叉： 2mminn-600mmmin 六、设设计成果果要求设计成果果要求设设计成果果要求设计成果果要求 1毕毕业设计计论文要要求字数数为10000001550000字，论论文格式式参照华华北水利利水电学学院关于本本科毕业业设计论论文格式式要求；2系统统电气原原理图，要要求用00#图纸纸（按国国标要求求绘制）；3各部部分环节节的工作作原理及及调试故故障分析析及排除除方法；4毕业业设计论论文内插插图必须须用电脑脑制作；I华北北水利水水电学院院毕业设设计说明明书I 基于于基于基于于基于PLLC的立立体仓库库堆垛机机控制系系统设计计的立体仓仓库堆垛垛机控制制系统设设计的立立体仓库库堆垛机机控制系系统设计计的立体仓仓库堆垛垛机控制制系统设设计 摘摘摘摘摘 要要要要 在现现代的物物流仓储储系统中中，自动动化立体体仓库应应用日益益广泛。而而堆垛机机是立体体仓库的的关键组成部部分，堆堆垛机性性能的优优劣对整整个立体体仓库的的运行起起到至关关重要的的作用，所所以设计计与开发自动动化程度度较高的的堆垛机机控制系系统成为为当前立立体仓库库的发展展趋势，开开展与此此有关的的研究具有重重要的理理论和应应用价值值。本文文基于现现代物流流技术的的应用和和发展要要求，介介绍自动动化立体仓库的的应用及及其功能能和作用用，结合合现代科科技的发发展，着着重研究究自动化化立体仓仓库堆垛垛机控制系统的的控制技技术。本本文详细细阐述了了本控制制系统的的设计思思想，以以及整个个系统的的硬件实实现和软件设计计。论文依据据立体仓仓库的有有关设计计参数，对对堆垛机机电气控控制的硬硬件系统统进行了了设计，为为了提高堆垛垛机的性性能，本本文采用用了转速速、位置置反馈的的双闭环环控制，以以满足系系统的调调速要求求。系统的水水平认址址采用激激光测距距传感器器定位，垂垂直认址址采用光光电开关关和认址址片组合合定位。变变频调速系系统由SS7-2226PPLC及及其扩展展模块EEM2335通过过变频器器MM4440控控制交流流电动机机，采用光电编编码器反反馈转速速信号，实实现转速速闭环控控制。货货叉伸叉叉系统由由S7-2266PLCC通过步步进电动机驱动动器SHH-2004033控制二二相混合合式步进进电动机机。根据据系统的的控制要要求进行行了PLLC、变变频器、电电机和电电机驱动动器的选选型，并并给出了了系统的的硬件接接线图，然然后利用用西门子子的编程程软件steep7设设计了堆堆垛机控控制程序序。关键词关键词关关键词关键词 自动动化立体体仓库，堆垛机， PLLCII华北北水利水水电学院院毕业设设计说明明书II AAbsttracct IIn mmodeern loggistticss waarehhoussingg syysteems, auutommateed sstorragee iss inncreeasiingllywideesprreadd. HHay staackeers aree thhe kkey equuipmmentts, Perrforrmannce of thee sttackker plaaysan iimpoortaant rolle. Dessignn annd DDeveeloppmennt oof aa hiigheer ddegrree of auttomaatioonStacckerr Coontrrol Sysstemm beecomme WWareehouuse treend of devveloopmeent, Thhereeforrerelaatedd reeseaarchh haas iimpoortaant theeoryy annd aappllicaatioon vvaluue. Thiis ppapeer iintrroduucessappllicaatioon aand perrforrmannce of auttomaatedd Hiigh-risse WWareehouuse bassingg onnappllicaatioon aand devveloopmeent reqquirremeent of moddernn loogissticcs ttechhniqquess. AAnd puttsemphhasiis oon tthe ressearrchiing of conntrool ttechhniqquess inn auutommateed HHighh-riiseWareehouuse staackeer ccombbiniing moddernn scciennce andd teechnniquues. Thhis papperelabboraatedd onn thhe ddesiign of thee syysteem oof cconttroll, aas wwelll ass thhe iimpllemeentaatioon oofthe sysstemm's harrdwaare andd thhe ddesiign of thee sooftwwaree.Baseed oon tthe parrameeterr reelatted to thee auutommateed sstorragee, tthiss paaperr prreseenteedthe harrdwaare sysstemm off sttackker eleectrricaal cconttroll. SSpeeed oof tthe staackeer wwas theebasiic. In ordder to impprovve tthe perrforrmannce of thee sttackker, thhe ssysttem adooptss thhespeeed, possitiion, dooublle ffeeddbacck cconttroll. TThe horrizoontaal rrecoogniize adddresssess offsysttem usiing lasser ranngeffindder sennsorr poosittionningg, aand verrticcal reccognnitiion usiingphottoellecttricc swwitcchess annd aaddrresss piiecee coombiinattionn adddreessiing. Sppeedd-addjussteddsysttem by S7-2266PLCC annd iits exttenssionn moodulle EEM2335 tthrooughh trranssduccerMM4440 cconttroll acc mootorr. GGoodds fforkk syysteem iis bby SS7-2226PPLC binnaryy syysteemthrooughh sttepppingg mootorr drriveer SSH - 2004033 coontrrol twoo-phhasee hyybriid sstepppinngmotoor. Acccorddingg too thhe rrequuireemennts of thee coontrrol sysstemm, tthiss paaperr coomplleteedthe sellecttionn off PLLC，ffreqquenncy connverrterr, tthe mottor andd itts cconttrolllerr. AAndpressentts tthe sysstemm haardwwaree hoookuup. Theen uuse thee sooftwwaree off Siiemeens steep7desiignss thhe sstacckerr coontrrol prooceddurees.Key Worrds: AAutoomatted Stooragge aand Rettrieevall Syysteem， Sttackker， PLLC1华北水水利水电电学院毕毕业设计计说明书书目目目目 录录录录 摘 要 . I AAbsttracct . II 第一章章 绪论论 . 11.1 自动化化立体仓仓库的概概述 . 111.1.1 自自动化立立体仓库库的组成成 . 111.1.2 自自动化立立体仓库库的优点点 . 221.1.3 自自动化立立体仓库库的发展展 . 221.2 堆垛机机概述 . 331.2.1 堆堆垛机的的发展 . 331.2.2 堆堆垛机技技术的研研究现状状 . 331.3 本文研研究的主主要内容容 . 44 第二二章堆垛机控控制系统统的硬件件设计 . 552.1 控制技技术要求求和系统统总体设设计 . 552.2 堆垛机机位置控控制 . 772.2.1 定定位控制制 . 772.2.2 认认址检测测方式 . 882.2.3 认认址方式式确认 . 992.2.4 堆堆垛机速速度曲线线分析 . 102.3 PLCC及资源源配置 .1112.3.1 SS7-2200系系列PLLC概述述 .112.3.2 CCPU型型号选择择 . 1222.3.3 PLCC模块选选型 . 132.4 堆垛机机变频调调速系统统设计 . 142.4.1 变变频器的的选型 . 142.4.2 水水平方向向变频调调速系统统设计 . 152.4.3 垂垂直方向向变频调调速系统统设计 . 172.5 堆垛机机货叉控控制系统统设计 . 19 2华北北水利水水电学院院毕业设设计说明明书2.6安全检测测传感器器的应用用 . 2202.7 元器件件的选型型 . 212.8 通信方方案的确确定 . 222.9 输入输输出点分分配 . 232.100 本章章小节 . 224 第第三章堆垛机控控制程序序设计 . 2553.1 堆垛机机自检和和复位/归位程程序 . 273.1.1 堆堆垛机自自检程序序 . 273.1.2 堆堆垛机复复位/归归位程序序 . 283.2 自动方方式下的的堆垛机机运行控控制 . 293.2.1 列列向运行行PLCC程序实实现 . 293.2.2 行行向运行行PLCC程序实实现 . 313.2.3 货货叉伸缩缩控制PPLC程程序实现现 . 323.3 手动方方式下的的堆垛机机运行控控制 . 343.4 本章小小节 . 35 总结. 336 参参考文献献 . 337 致致 谢 . 388 附录录一 外文翻翻译 . 339附录二 堆垛垛机入库库作业流流程图 . 481华北水水利水电电学院毕毕业设计计说明书书第1页 第第一章第一章第第一章第一章 绪论绪论绪论论绪论 11.1 自动化化立体仓仓库的概概述自动化立立体仓库库的概述述自动化化立体仓仓库的概概述自动化立立体仓库库的概述述 在现现代物流流系统中中，自动动化立体体仓库是是一个重重要的组组成部分分，它是是一种新新型的仓仓储技术。自动动化立体体仓库又又称为自自动存储储/检索索系统（AAutoomatted Stooragge &&Rettrieevall Syysteem，AS/RRS）。它它是物料料搬运和和仓储科科学中的的一门综综合科学学技术工工程。它它以高层层货架为为主要标标志，配以成套套的先进进搬运设设备，以以先进的的计算机机控制技技术为主主要手段段，由此此组成高高频率、大大容量的科学学存储，以以适应现现代化生生产、物物资交流流和仓储储的需求求。 11.1.1自动化立立体仓库库的组成成自动化立立体仓库库的组成成自动化化立体仓仓库的组组成自动化立立体仓库库的组成成 立体体仓库是是指：采采用高层层货架储储存货物物，用起起重、装装卸、运运输机械械设备进进行货物物出库和入库作作业的仓仓库。这这类仓库库主要通通过高层层货架充充分利用用空间进进行存取取货物，所所以被成成为立体仓库库。目前前，立体体仓库最最大高度度能达到到40多多米，最最大库存存数可达达数万个个货物单单位，可以实现现按计划划入库和和出库的的全自动动化控制制，以及及无人操操作的计计算机网网络化管管理。其主要的的组成部部分有高高层货架架、仓储储机械设设备、控控制及管管理设施施。（1）货货架仓储技术术的发展展由平面面转向高高层立体体化以后后，高层层货架为为仓库的的主体和和标志，货货架越高，存储储量越大大。货架架在物流流及仓储储中占有有非常重重要的地地位，目目前的货货架具有有多种功功能，以满足机机械化和和自动化化的要求求。主要要的货架架类型有有单元式式货架、贯贯通式货货架与旋旋转式货货架。为了提高高货物装装卸、存存取效率率，自动动化立体体仓库一一般使用用货箱或或托盘盛盛放货物物。货箱箱和托盘的基本本功能是是盛放小小件物料料，同时时还应便便于运输输车和堆堆垛机的的插取和和存放。（2）仓仓储机械械设备自动化立立体仓库库的主要要搬运设设备是巷巷道式堆堆垛机，其其主要用用途是在在高层货货架的巷巷道内来回穿梭梭运行，将将位于巷巷道口的的货物存存放入货货格中，或或者将货货物取出出运送到到巷道口口。输送送系统必须须是具有有高度的的可靠性性，在立立体仓库库中一般般只有一一套输送送系统，所所以应保保证输送送系统各个环环节上的的设备可可靠、耐耐用、维维修方便便，并且且还应该该对输送送系统设设置手动动控制做做后备。自动化立立体仓库库中的货货物输送送装置主主要有传传送带、各各种流动动小车及及AGVV等，短短距离的的传送还可以以采用机机器人。2华北水水利水电电学院毕毕业设计计说明书书第2页 （3）控制制及管理理设施控制管理理系统采采用分布布式控制制，即由由管理计计算机、中中央控制制计算机机和直接接控制堆堆垛机、入/出库输输送机等等现场设设备的控控制器组组成控制制系统。管管理计算算机是立立体仓库库的管理理中心，承担着入入/出库库管理、盘盘库管理理、查询询、打印印及显示示、经济济技术指指标的计计算分析析等功能能，包括在线管管理和离离线管理理；中央央控制计计算机是是立体仓仓库的控控制中心心，他沟沟通并协协调管理理计算机、堆垛垛机、入入/出输输送机等等设备之之间的联联系，控控制和监监视着整整个立体体仓库系系统的运运行。 1.11.2自动化立立体自动化立立体自动动化立体体自动化立