PLC控制的堆垛式立体车库设计.docx
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PLC控制的堆垛式立体车库设计.docx
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PLC控制的堆垛式立体车库设计
PLC控制的堆垛式立体车库设计
设计(论文)题目:
PLC控制的堆垛式立体车库设计
下达日期:
20012年11月30日开始日期:
20012年12月3日完成日期:
20013年1月11日指导教师:
学生专业:
班级:
学生姓名:
教研室主任:
电气工程学院
陕西工业职业技术学院毕业设计(论文)任务书
一、设计,论文,内容及要求:
一,设计,论文,内容
本设计要求使用可编程序控制器,PLC,完成堆垛式立体车库,可参照TVT,99C立体仓库模型,系统设计。
随着汽车工业的发展~以及国家的经济型社会、节约型经济的建设~决定了要采取立体停车设备解决城市交通拥挤等问题。
近些年~立体车库市场有迅猛发展的态势~采用灵活的传输设备和物流线路以及可靠的控制系统是实现立体车库自动化的关键。
利用可编程控制器,PLC,~可以设计出成本低、效率高的自动化立体车库。
本系统以PLC为主控制器~结合步进电机、传感技术、位置控制等技术~实现四层十二仓位库体自动存储物品。
自动化立体仓库是以四层十二仓位库体为主体~以成滚珠丝杠、步进电机、直流电机为搬运设备~以松下电工fp0PLC为控制核心~实现高效率物流、大容量存储的机电一体化高科技集成系统~系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点。
该车库模型采用台式结构~内置电源~有步进电机、直流电机、滚珠丝杠、位置检测单元、操作显示单元等部分构成。
自动化立体车库能实现如下3种基本功能:
1、车辆入库到指定位置,
2、从指定位置取出车辆,
3、实现车辆的自动移库。
二,要求
1、准备资料:
a)TVT,99C立体仓库模型实习指导书,
b)《可编程序控制器原理〃应用〃实验》常斗南第三版
c)《PLC运动控制实例与解析,松下,》
d)《FP0系列PLC使用手册》
2、原理分析:
a)可编程控制器,ProgrammablelogicController~是一种指以计算机技术为
基础的新型工业控制装置~具有可靠性高~抗干扰能力强的特点。
目前~在很大程度
上取代了传统的继电器控制~在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领
域的应用都得到了广泛的应用。
b)FP0系列PLC这是松下电工最新推出的一种袖珍式微型可编程序控制器~其具
有两路独立的高速脉冲输出~最高计数率可达10KHZ。
使用PLC的高速脉冲输出功能~
结合步进电机驱动器及滚珠丝杠等机械装置~可以实现精确的定位控制~从而将物品
放到指定的库位。
c)在本设计中~可编程控制器是整个系统的控制核心~实现各电气设备按照控
制要求进行工作。
3.整机安装
4.整体系统调试
二、技术指标:
1、使用PLC实现自动化立体车库基本控制要求~控制面板上的开关及按钮功能及仓
位号如下图所示:
I
该系统由12个车位组成~采用滚珠丝杠、直线导轨、普通丝杠作为传动装置~由PLC编程实现X、Y、Z轴位置控制~可完成车库汽车的自动存取。
该系统要求存车时~汽车的起始位置为0号库位~取车时~汽车最终放置到0号库位巷道起重机按照X、Y轴进行运动~进行库位的定位,Z轴电机用于控制货台前进和后退~实现在指定库位中取车存车,数码显示器用于库位编号的显示,此外该系统还有“存”、“取”~“就绪”等状态指示灯。
该系统要求由较强的安全性能~X、Y、Z轴上要安装相应的保护装置~防止发生机械碰撞。
此外~该系统还要去能够检测当前各个车位是否有车~如果某车位已停放车辆~则按下“存”操作时~系统不动作。
2、熟悉使用松下电工FP0系列PLC、步进电机驱动器、PLC的高速脉冲输出功能。
3、熟悉机械、电气部件的整体安装和调试。
三、完成设计报告:
1、封面
2、摘要
3、目录目的
4、符号说明
5、论文正文
包含自动化立体车仓库控制系统硬件组成、工作原理、电气线路连接、PLC程序设计等。
6、参考文献
7、附录
8、致谢
四、主要参考资料:
[1]TVT,99C立体仓库模型实习指导书,
[2]《可编程控制器原理、实验》机械工业出版社常斗南
[3]《PLC运动控制实例与解析,松下,》机械工业出版社常斗南
[4]《FP0系列PLC使用手册》
II
陕西工业职业技术学院毕业设计(论文)任务书
进程计划表
序号起止日期计划完成内容实际完成情况检查签名
资料收集查阅12012.12.3-2012.12.9
立体仓库硬件设计22012.12.10-2012.12.16
立体仓库梯形图设计32012.12.17-2012.12.30
立体仓库系统调试42012.12.312013.1.652013.1.7-2013.1.11书写设计报告62013.1.12-2013.1.13准备答辩72013.1.14-2013.1.18答辩
III
教师评语与成绩
指导教师评语:
指导教师签名:
毕业设计,论文,成绩:
毕业设计,论文,表现成绩:
毕业设计,论文,答辩:
1.答辩组成员签名:
2.答辩日期:
年月日
3(答辩评语:
4(答辩成绩:
毕业设计,论文,总成绩:
IV
PLC控制的堆垛式立体车库设计
摘要
随着汽车的日益增多,设计了立体车库分布式控制系统,开发了车库控制软件,并就其可靠性和控制策略,方法进行了研究,主要内容是:
首先分析了立体车库的发展背景,设计意义和这次的主要设计任务,再次结合车库系统的功能及运行特点介绍了,这次设计使用巷道式堆垛起重机的硬件系统和硬件元件,最后对车库控制系统进行了逻辑分析,做了一些指令介绍和可编程控制器plc软件的梯形图设计。
本系统采用PLC,按动按钮即可完成汽车存取过程,操作简单,存取方便,使运行安全。
它可以实现利用空间多层停车,不但节省占地空间,而且堆垛外观可设计成多用途的商业广告效益和实用性,堆垛式立体车库对于解决现代化密集型城市的汽车停放问题具有重要的开发价值和广泛的应用前景。
该系统具有操作简便,自动化程度高,运行速度快、可靠性高等特点。
关键词:
巷道式堆垛起重机,立体车库,可编程控制器
I
MATSUSHITAPLCBASEDONTHETHREE-DIMENS
IONALRARAGECONTROLPICKTO
ABSTRACT
Ascarofincreasinglyincreased,designhasstereogaragedistributedcontrolsystem,developmenthasgaragecontrolsoftware,andonitsreliabilityandcontrolpolicy,methodforhasresearch,maincontentis:
firstanalysishasstereogarageofdevelopmentbackground,designsignificanceandthisofmaindesigntask,againcombinedgaragesystemoffeaturesandtherunfeaturesdescribeshas,thisdesignusingroadwaytypestackingcraneofhardwaresystemandhardwarecomponents,lastongaragecontrolsystemforhaslogicanalysis,DoinstructionsdescribeanddesignofladderdiagramofPLCprogrammablecontrollersoftware.ThesystemusesPLC,pressthebuttontocompletethecaraccess,simpleoperation,easytoaccess,safeandreliableoperation.Keywords:
roadwaystackingcrane,parkingequipment,programmablelogiccontroller
KEYWORDS:
typestackingcrane,stereogarage,PLC(programmablelogic
controller)
II
摘要.................................................................................................................................................................I
ABSTRACT.........................................................................................................................................................II
第一章绪论......................................................................................................................................................1
1本课题的设计背景................................................................................................................................1
2本课题的主要任务..................................................................................................................................1
3本课题研究的主要意义..........................................................................................................................1第二章立体车库的概述硬件部分..................................................................................................................3
1立体仓库的基本结构..............................................................................................................................3
2FP0系类PLC的特点及配置..................................................................................................................6
(1)该型PLC还具有如下特点..........................................................................................................6
(2)FP0系列PLC的I/O配置............................................................................................................7
3PLC实现步进电机库位的定位............................................................................................................8
(1)PLC部分........................................................................................................................................8
(2)步进电机驱动器.............................................................................................................................9
(3)步进电机的工作原理及特点.....................................................................................................10
(4)传感器的选择................................................................................................................................11
(5)立体仓库的硬件接线图.............................................................................................................14第三章立体车库的软件部分程序的设计....................................................................................................16
1设计程序清单........................................................................................................................................16
2系统流程框图.........................................................................................................................................16
3PLC位置控制指令.................................................................................................................................19
4立体车库的编程设计..........................................................................................................................20
(1)系统初始化设置.........................................................................................................................20
(2)脉冲个数的计算.........................................................................................................................22
(3)键盘取低四位.............................................................................................................................23
(4)键盘输入各库位编号...................................................................................................................24结论....................................................................................................................................................................28
致谢....................................................................................................................................................................29
主要参考资料....................................................................................................................................................30
III
第一章绪论
1本课题的设计背景
1969年,美国数字设备公司(DEC)首先研制成功第一台可编程序控制器,并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功,从而开创了产业控制的新局面。
至80年代,随大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展,以16位和32位微处理器构成的微机化PLC得到了惊人的发展。
使PC在概念、设计、性能、价格以及应用等方面都有了新的突破。
不仅控制功能增强,功耗和体积减小,本钱下降,可靠性进步,编程和故障检测更为灵活方便,而且随着远程I/O和通讯网络、数据处理以及图象显示的发展,使PLC向用于连续生产过程控制的方向发展,成为实现产业生产自动化的一大支柱。
可编程控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计,它采用可编程序的贮存器,用来在其内部存储执行逻辑运算、程序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
利用可编程控制器(PLC),可以设计出成本低、效率高的自动化立体车库。
本系统以PLC为主控制器,结合步进电机、传感技术、位置控制等技术,实现四层十二仓位库体自动存储物品。
自动化立体仓库是以四层十二仓位库体为主体,以成滚珠丝杠、步进电机、直流电机为搬运设备,以松下电工fp0PLC为控制核心,实现高效率物流、大容量存储的机电一体化高科技集成系统,系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点。
2本课题的主要任务
课题的主要任务是基于松下FP0系列PLC的立体仓库控制系统的设计。
立体仓库的机构由仓库本体、PLC控制单元、接口单元、巷道式堆垛起重机、和电源单元等组成。
它利用立体仓库模型,采用滚珠丝杠、直线导轨、普通丝杠作为传动装置,通过PLC编程控制实现X、Y、Z轴位置控制,可完成简单的取车或送车动作。
3本课题研究的主要意义
自动化立体仓库系统是指在不需要人工干预的情况下,运输设备能自动存储和取出货
1
物的多层仓库存储系统。
自动化立体仓库是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分。
立体车库库应用范围很广,几乎遍布所有行业。
在我国,自动化仓库应用的行业主要有机械、冶金、化工、航空航天、电子、医药、食品加工、烟草、印刷、配送中心、机场、港口等。
随着社会、经济、交通的发展以及人们生活水平的不断提高,车辆无处停放的问题入去突出。
采用立体仓库进行存放车辆与传统的自然地下车库相比,在许多方面显示出优越性。
首先,立体仓库具有突出的节地优势。
仓库可以大幅度的向高空发展,充分利用仓库地面和空间,节省了库存占地面积,提高了空间利用率。
立体仓库存放车辆与传统地下车库相比更加有效的保证人身和车辆的安全,立体车库从管理上可以做到彻底的人车分流。
因此对这个课题的研究是具有重大意义的。
2
第二章立体车库的概述硬件部分
1立体仓库的基本结构
立体车库的外形结构下图2-1所示。
图2-1立体车库的外形结构
1-垂直方向步进电动机2-汽车3-立体车库本体4-垂直方向定位传感器5-垂直方向滚珠丝杠6-货台叉车7-货台直流电动机8-急停按钮9-水平方向定位传感器10-按钮11-仓位检测传感器(13个)12-定位标条13-水平方向步进电动机14-PLC15-接口板16-按钮板17-底板
立体仓库主体由立体车库本体单元、PLC控制单元、接口单元及电源单元等组成。
如下图2-2所示。
3
图2-2立体仓库组成图
A(立体车库本体单元。
该单元由12个仓位和巷道式堆垛起重机等组成。
B(PLC控制单元。
该单元可分别选用松下PLC、西门子PLC、欧姆龙PLC、三菱PLC等。
PLC主体具有脉冲输出功能,能同时实现二轴定位功能。
C(接口单元。
给单元将系统中所有控制单元、执行单元、检测单元、输入/输出单元的信号都引到面板上,由学生自行完成电路的设计,不同性质的节点采用不同的颜色进行标识,并且每个单元自身的电路具有独立性,具备扩展功能。
D(电源单元。
电源单元是由开关电源提供系统工作的DC24V电压。
该系统在设计上设置了各种保护功能,包括短路保护、反向保护、限位保护、定位保护。
TVT-99V立体仓库系统中为了防止不确定因素对系统硬件的损坏,分别在机械手臂运行的横轴和纵轴上设置了仓库的定位孔,当机械手臂运行时,位于移动模块下方的光电传感器分别检测运行X轴、Y轴的定位点,当且仅当机械手臂停止于点位孔点时,对应的Z轴才能进行取货和移货的动作。
机械部分采用滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠等机械元件组成,采用步进电机、直流电机
4
作为拖动元件。
电气控制是由松下电工生产的FP0型可编程序控制器(PLC)、步进电机驱动电源模块、开关电源、
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- PLC 控制 堆垛 立体车库 设计
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