1、綜合課程設計說明書課題：立體倉庫系統設計組長：謝李寶生（2012100641）組員：張衛民（2012100638） 蔡安旺（2012100639） 謝海平（2012100640） 謝祖斌（2012100642） 劉涵興（2012100643）專業：機械電子工程（1）班2015-12-30摘 要隨著國民經濟的飛速發展,自動化立體倉庫必然會在各行各業中得到越來越廣泛的應用。自動化立體倉庫是現代物流系統的重要組成部分，是一種多層存放貨物的高架倉庫系統，由自動控制與管理系統、高位貨架、巷道堆垛機、自動入庫、自動出庫、計算機管理控制系統以及其他輔助設備組成。 本倉庫模型控制系統是根據自動化立體

2、倉庫運行的基本原理而設計的。在整個控制系統中以三菱FX2N系列PLC作為核心控制元件，專用鍵盤作為人機接口部件，控制步進電機來驅動一個有兩個自由度的倉庫模型在高強度導軌上做二維運動。以步進電機每轉輸出的脈沖數為基礎，通過鍵盤對每個倉位予以地址編碼，通過PLC對命令鍵盤進行掃描并得到相應的倉位號，當PLC接收到來自鍵盤的輸入命令后，便輸出對應倉位的脈沖數，經過驅動器驅動步進電機按設定的方向轉動一定的角度，進而控制傳動部件絲杠旋轉進行準確的定位，以完成貨物的存取功能。另外，為了保證整個控制系統運行的穩定性和可靠性，我們還采用了限位開關對其進行限位保護。  本文首先對該課題的可行

3、性及課題實現的現實意義和價值進行了介紹；其次對該系統的硬件組成、結構、原理進行了闡述和分析；再次對本控制系統的核心軟件進行了編寫，論文中即有梯形圖又有相應的語句表；最后對設計本課題所學到的知識和結論進行歸納和總結，并對本論文有待完善的地方進行扼要的說明。目錄第一章：目的及任務11課程設計的目的及任務11.1課程設計的目的11.2課程設計的任務12課程設計的內容及要求12.1控制要求12.2課題要求32.3答辯基本問題43課程設計的方法及步驟43.1課題組信息表43.2進度安排表5第二章：課程設計正文61功能介紹62硬件接口電路及原理62.1 I/O分配表62.2接口說明73系統流程圖84倉庫位

4、置圖85 PLC程序梯形圖95.1手動控制程序95.2 PLC程序梯形圖96電氣原理圖156.1主控制部分156.2輸入模塊部分166.3輸出模塊部分16第三章：課程設計心得體會17第一章:目的及任務課程名稱：電氣控制與PLC技術英文名稱：Electrics Control and PLC Technology1課程設計的目的及任務1.1課程設計的目的本課程是一門實踐性較強的課，通過了講授常用低壓控制電器，接觸控制線路基本環節，典型生產機械的電氣控制線路及可編程控制器的原理及應用，在學掌握了常用電器原結構、使用方法、控制線路的控制線路能分析和設計、典型可編程控制器的工作原理、編程方法和硬件設計

5、方法的基礎上能進行工程應用。根據專業教學計劃與教學大綱的規定，本課程應用有兩周的課程設計。通過一定的課題，使學生鞏固本課程的基礎知識。提高運算、查閱資料、制圖的設計的獨立工作能力。1.2 課程設計的任務 本實踐環節主要將完成兩個任務，設計符合控制要求的電氣原理圖及接線圖，選擇合適的電氣元件并寫出課程設計報告書。2 課程設計的內容及要求課題：立體倉庫系統設計2.1控制要求系統圖工作過程：工作過程分為手動和自動控制過程，手動、自動控制互不影響。1、手動控制過程要求：1）開機后，“手動/自動”搖柄開關切換到手動位置。2)搖動“上升”搖柄開關，控制機構的上升運動。3)搖動“下降”搖柄開關，控制機構的下

6、降運動。4)搖動“左移”搖柄開關，控制機構向左運動。5)搖動“右移”搖柄開關，控制機構向右運動。6)搖動“伸/縮”搖柄開關，控制機械手的伸/縮運動。7)搖動“夾/放”搖柄開關，控制機械手的夾/放運動。2、自動控制控制要求如下：1）開機后，“手動/自動”搖柄開關切換到自動位置。2）按下啟動按鈕， 機構的X軸，Y軸同時運動回到原點。3）若物料臺上檢測到沒有物料，則機構停在原點；若檢測到物料臺上有物料，則機構運動到物料臺夾取物料，并搬運到1號倉庫。4）把物料存儲到1號倉庫完成后，若物料臺上又檢測到有物料，則機構回到物料臺繼續搬運物料，并搬運到2號倉庫；若物料臺上沒有檢測到有物料，則機構回到原點，等待

7、，直到物料臺上檢測到有物料，然后繼續搬運。5）以此類推下去。6）當倉庫存滿物料之后，機構停止（即使檢測到物料臺上有物料也不搬運物料）。7）當倉庫被清空之后，再次按啟動按鈕，重復以上動作。8）按下停止按鈕，系統停止工作。2.2課題要求：1) 根據控制要求，進行電氣控制系統硬件電路設計，包括PLC硬件配置電路。2) 根據控制要求，編制PLC控制程序，有條件可以利用倉庫模型或模擬開關板調試程序，模擬運行。同時要求利用上位機組態王組態軟件完成控制對象的監控。3) 編寫設計說明書，內容包括： 設計過程和有關說明。 電氣控制電路圖、氣動原理圖。 PLC控制程序（梯形圖和指令表）。 電器元器件的選擇和有關計

8、算。 電氣設備明細表。 參考資料、參考書及參考手冊。 其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調試過程、遇到的問題及解決方法、對課程設計的認識和建議等。2.3答辯基本問題：1、PLC基本工作原理及接線。2、闡明程序設計思想及工作流程。3 課程設計方法及步驟查閱有關的參考書、工具書、期刊、雜志等提出可能實現的方案，對其中的一、二種方案進行性能和經濟指標、使用的難易程度等做全面的衡量。3.1課題組信息表：課題名立體倉庫系統設計組 長謝李寶生成員信息序 號名 字任 務 內 容進度情況成 績1張衛民資料查找按時完成2蔡安旺電氣原理圖繪制按時完成3謝海平組態監控程序編寫及調試按時完成4謝李寶生PLC程

9、序編寫及調試按時完成5謝祖斌氣動原理圖繪制按時完成6劉涵興資料整理按時完成3.2進度安排表：時 間項目內容一二三四五一二三四五負責人資料查找張衛民電氣原理圖繪制蔡安旺PLC程序編寫及調試謝李寶生組態監控程序編寫及調試謝海平氣動原理圖繪制謝祖斌資料整理劉涵興系統總調試全體答辯全體第二章:課程設計正文1 功能介紹本實驗通過對兩臺不同方向運轉的步進電機進行正反轉控制來實現機構的上下、左右運動，以及機械手的伸縮，夾放運動?？刂婆_上有兩個按鈕，分別是：啟動、停止；有七個搖柄開關，分別是：手動/自動、上升、下降、左移、右移、伸/縮、夾/放。本次實驗要求設計實現手動和自動兩種控制，并且手動控制、自動控制互不

10、影響。使用說明：.上電復位.選擇手動/自動操作模式.手動模式下：通過操作搖柄開關來實現手動控制.自動模式下：通過操作兩個按鈕來實現自動控制2 硬件接口電路及原理2.1 I/O接口分配表：輸入功能屬性說明X0啟動復歸型常開按鈕X1停止復歸型常開按鈕X2手動/自動搖柄開關ON手動，OFF自動X3有料檢測傳感器X4伸出限位傳感器X5縮回限位傳感器X6X軸原點傳感器X7Y軸原點傳感器X10上升搖柄開關ON上升，OFF停止X11下降搖柄開關ON下降，OFF停止X12左移搖柄開關ON左移，OFF停止X13右移搖柄開關ON右移，OFF停止X14伸/縮搖柄開關ON伸出，OFF縮回X15夾/放搖柄開關ON夾取，

11、OFF松放輸出功能屬性說明Y0X軸脈沖步進電機Y1Y軸脈沖步進電機Y2X軸方向步進電機ON右移，OFF左移Y3Y軸方向步進電機ON上升，OFF下降Y4伸/縮電磁閥ON伸出，OFF縮回Y5夾/放電磁閥ON夾取，OFF松放2.2 接口說明：啟動、停止、這兩個按鈕和七個搖柄開關為控制臺上可以直接操作的按鈕，可以用它們來控制系統的運行。但限位開關是安裝在運動導軌上的位置開關，在系統運動時觸碰到它們時起作用成為輸入信號并傳入PLC的輸入接口。輸出線圈直接由PLC的Y0到Y5分別傳給兩個不同的步進電機和兩個電磁閥，從而分別控制其步進電機的正反轉和機械手的伸/縮、夾/放。經過這樣的I/O口分配以后，剩下的就

12、由軟件編程來處理其具體控制任務了。3 系統流程啟動停止下降左移右移伸/縮夾/放自動手動手動/自動選擇上電上升圖 回原點無有料檢測有無搬運物料存儲貨物有料檢測有4 倉庫位置圖5 PLC程序梯形圖5.1手動控制程序：5.2 PLC程序梯形圖6 電氣原理圖6.1主控制部分6.2輸入模塊部分6.3輸出模塊部分第三章:課程設計心得體會本課題所選設備為實驗室的立體倉儲控制單元系統。編程過程是最復雜與艱難的，是我們最大的挑戰。在編程與調試期間出現了很多意想不到的事情，讓我們哭笑不得，甚至有時失去了信心。不過后來，經過老師的指點與我們組員的共同探討與努力，最終還是取得了成功。那一刻是成功的驚喜，是我們辛苦勞動

13、的最好回報。編程確實不是一件容易的事，開始我們想當然地用三四個小時洋洋灑灑地編寫出來一堆指令代碼，當時以為我們的程序能給我們帶來驚喜，或者哪怕一點點的成功，可是現實太殘酷了，我們的程序竟然像個植物人似的，運行后一點都不對，讓我們很郁悶，但看著那么大的程序，真不知道到底哪里出錯了，頓時手足無措。后來老師建議我們一小塊一小塊地編寫調試，不要眉毛胡子一把抓。后來我們一點一點地編寫，讓它執行每個小步驟，還嘗試了順序控制的指令，但最終因為繁瑣而取消了，取而代之的是RS指令組合的步進控制方式。編程最重要的一點是思路清晰，其次是思維周到，要認真分析系統運動的每一個細節，確定先后順序，還要考慮每一動作是否會跟其他輸出指令形成沖突?？紤]了這些以后，剩下的編程就有了一個基礎框架，也就可以有目的有步驟有選擇地進行了。不過在后來的調試之間我們還是發現了很多問題，還想到了一些改進方法，我們很為之高興。完善之后，我們的程序更加合理。編程確實是一件不容易的事，不止要考慮周