机电082班27号施旋 自动化仓库的PLC设计 - 图文

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学生毕业设计(毕业论文)

系 别: 机电工程系 专 业: 机电一体化 班 级: 机电082 学 生 姓 名: 施旋 学 生 学 号: 0804050227 设计(论文)题目:自动化立体仓库的PLC程序设计 指 导 教 师: 裴志坚 设 计 地 点: 常州信息职业技术学院 起 迄 日 期: 2010.8.1~2010.8.30

毕业设计(论文)任务书

专业 机电一体化 班级 机电082 姓名 施旋

一、课题名称:自动化立体仓库的PLC程序设计 二、主要技术指标:

1、立体仓库模型操作流程分析; 2、自动化立体仓库四自由度机械手的参数设置; 3、四自由度机械手控制的梯形图、程序设计及其变量说明; 三、工作内容和要求:

1、熟练掌握PLC的基本知识,通过查找相关资料了解其在实践中的应用,对本设计的课题做深刻的了解,分析被控制对象的工作原理和工艺流程,画出工作图。 2、了解系统应该具备的全部功能和控制范围。选择PLC的机型,编制PLC的梯形图并调试。正确选择电器元件,列出清单。 3、了解立体仓库模型的检测与执行装置。 四、主要参考文献:

[1] 汪小澄.可编程序控制器运动控制技术[M].北京:机械工业出版社.2006.1-1. [2] 钟肇新.可编程控制器技原理及其应用[M].华南理工大学出版社.2008. [3] 刘增辉.模块化生产加工系统应用技术[M].电子工业出版社.2008. [4] 陈李敏.传感器技术及其应用[M].机械工业出版社.2008. [5] 王兆明.电气控制与PLC技术[M].北京:清华大学出版社.2005. [6] 王永华.现代电气及可编程控制技术[M].北京:北京航空航天大学出版社. 2002. [7] 陈在平.可编程序控制器技术与应用系统设计[M].机械工业出版社.2004 [8] 张万忠.可编程控制器入门与应用实例[M].北京:中国电力出版社.2005

学 生(签名) 年 月 日

指 导 教师(签名) 年 月 日 教研室主任(签名) 年 月 日 系 主 任(签名) 年 月 日

毕业设计开题报告

设计题目 自动化立体仓库的PLC程序设计 一、选题的背景和意义: 物流是指生产、交易过程中物质实体(商品或服务)的流动过程,包括运输、存储、配送、装卸、保管等一系列活动。近年来,我国对物流业日益重视,可以说现代物流业已逐渐成为我国新世纪经济发展的重要产业和新的经济增长点。1996年国家经贸委将“自动化物流系统”任务列入国家“九五”重点技术开发计划,2000年又将“企业综合物流系统”列入国家重点创新计划,国家计委又批准了“企业集成自动化”的立项。 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物的多层仓库存储系统,自动化立体仓库是现代物流与仓储系统的重要组成部分。立体仓库集机械、电子、控制、计算机技术于一体,具有科技含量高,货物存取效率高和自动化程度高等特点。 二、课题研究的主要内容: 1.掌握立体仓库模型的操作流程,绘制立体仓库模型入库操作及系统盘点操作流程图。 2.分析四自由度机械手的控制模式写出其电动机的参数设置。 3.根据机械手的控制要求,编写PLC程序。 4.整理技术资料,完成设计任务。 三、主要研究(设计)方法论述: 1.深入了解和详细分析被控制对象的工作原理及工艺流程,画出工作流程图。 2.了解该系统应该具备的全部功能和控制范围。 3.确定各种输入输出设备及被控制对象与PLC的连接方式。 4.根据输入输出变量的统计的结果对PLC的I/O端进行分配和定义。 5.根据PLC扫描工作方式的特点,按照被系统的控制流程及各步动作的逻辑关系合理划分程序模块,画出梯形图。要充分利用PLC内部各种继电器的无限多触点给程序带来的方便。 6.编制完成后进行模拟调试,经不断修改达到动作准确无误后,进行总装调试,完成设计的要求。

四、设计(论文)进度安排: 时 间 2010.8.1~2010.8.7 工 作 内 容 通过查阅资料对继电器及PLC有初步了解 2010.8.8~2010.8.12 图书馆查资料,了解立体仓库的控制系统 2010.8.13~2010.8.17 初步定下设计方案 2010.8.18~2010.8.21 四自由度机械手相关程序流程图设计 2010.8.22~2010.8.27 程序试运行,调试与完善 2010.8.28~2010.8.30 再一次检查修改后的设计,进行完善。 五、指导教师意见: 指导教师签名: 年 月 日 六、系部意见: 系主任签名: 年 月 日

自动化立体仓库的PLC程序设计

摘 要

本文主要研究可编程序控制器(PLC)在自动化立体仓库中的应用。以四自由度机械手为例,通过编制PLC程序,完成四自由度机械手的行走、升降、旋转和抓手动作。具体设计步骤如下:首先通过分析四自由度机械手的运动过程,绘制出流程图,并对其输入输出(I/O)分配。然后在此基础上编制了合理的控制程序,最后进行调试和仿真,验证程序的合理性。

关键词:立体仓库;四自由度机械手;PLC

Automated multi-layered storehouse of PLC design

ABSTRACT:This paper mainly studies programmable logic controller (PLC) in the application of automated warehouse. For patients with 4-dof manipulator,by making PLC program,complete 4-dof manipulator、lifting、rotation and means. Concrete design procedure is as follows:First, through the analysis of the manipulator 4-dof movement process,draw out flowchart,and the input/output (I/O) distribution. Then on the basis of reasonable control procedures, finally testing and simulation,verify the rationality of the program.

Key word:Three-dimensional storehouse;4-dof manipulator;PLC

自动化立体仓库的PLC程序设计

目录

前言 .................................................................. 1 1.现代物流概述 ........................................................ 1 1.1物流的基本概念 ................................................... 1

1.1.1什么是物流 ................................................... 1 1.1.2现代物流技术的基本特征 ....................................... 1 1.1.3物流业在我国的发展 ........................................... 1 1.2物流的分类 ....................................................... 1 1.2.1社会宏观物流 ................................................. 1 1.2.2企业物流 ..................................................... 2 2.立体仓库在现代物流中的地位 .......................................... 2 2.1自动化立体仓库系统 ............................................... 2 2.2立体仓库的组成及特点 ............................................. 3 2.2.1立体仓库的组成 ............................................... 3 2.2.2立体仓库的特点 ............................................... 3 2.3立体仓库模型 ..................................................... 3 2.4立体仓库模型的检测与执行装置 ..................................... 4 2.4.1检测装置 ..................................................... 4 2.4.2步进电动机驱动器 ............................................. 4 2.4.3变频器 ....................................................... 5 3.四自由度机械手控制 .................................................. 5 3.1四自由度机械手的概述 ............................................. 5 3.2机械手操作模式与过程 ............................................. 6 3.2.1机械手操作模式 ............................................... 6 3.2.2机械手的运动过程 ............................................. 6 3.3机械手的顺序功能图 ............................................... 7 4. 机械手控制程序设计 ................................................. 7 4.1 NC113单元设置 ................................................... 7 4.2机械手定位控制程序定量说明 ....................................... 8 5.程序说明 ............................................................ 9 结束语 ............................................................... 16 答 谢 辞 ............................................................. 17 参考文献 ............................................................. 18

常州信息职业技术学院 毕业设计(论文)报告

前言

现代物流开始于20世纪60年代,随着世界经济的快速发展以及现代科学技术的进步,物流产业作为国民经济中一个重要的服务部门正在全球范围内迅速发展。自动化立体仓库是现代物流与仓储系统的重要组成部分。

1.现代物流概述

1.1物流的基本概念

1.1.1什么是物流

物流是指生产、交易过程中物质实体(商品或服务)的流动过程,包括运输、存储、配送、装卸、保管等一系列话动。随着社会进步,物流的形态已经由肩扛背驮、牛拉马乘、蒸汽动力发展到现代物流。 1.1.2现代物流技术的基本特征

现代物流技术的特征是:信息化、全球化、网络化、智能化、柔性化、敏捷化、可视化、节能化、绿色化、微型化、集成化、安全化等,其中,全球化和信息化是当代物流的最重要特征。 1.1.3物流业在我国的发展

近年来,我国对物流业日益重视,可以说现代物流业已逐渐成为我国新世纪经济发展的重要产业和新的经济增长点。1996年国家经贸委将“自动化物流系统”任务列入国家“九五”重点技术开发计划,2000年又将“企业综台物流系统”列入国家重点创新计划,国家计委又批准了“论业集成自动化”的立项。

1.2物流的分类

1.2.1社会宏观物流

根据物流活动的规模和范围,可分为社会宏观物流(或称大物流)和企业物流(或称小物流)。社会宏观物流贯穿于生产领域、流通领域和消费领域,包含了由原材料到成品,由产品到商品,再经过流通环节,送到消费者手中的整个过程,即物资运输、储存、搬运、包装、顾客服务、订单处理、信息沟通等过程,如图1所示。

自动化立体仓库的PLC程序设计 机电082班 27号 施旋 1

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直达供应

原材料 运输 生产厂 加工、制造 生产厂 加工、制造 运输 成品库 批发站 零售店 用户 批发站 加工、制造 零售店 回收

回收

用户 回收

图1社会宏观物流

1.2.2企业物流

企业物流是企业内部各工序间、各车间内、仓库内、厂内以及它们之间的物流过程,主要由供应物流、生产物流、销售物流和回收物流组成,如图2所示。其中,生产物流是生产企业最为关心的部分,它是指从原材料购进、车间生产、 半成品与成品的周转直至送到成品库的全过程。

检 采购 原材料、 配套件 调入 原材料、 配套件 储存 加工、 制造 装 包 成品 储存 发 销售

验配装送图2企业物流

2.立体仓库在现代物流中的地位

2.1自动化立体仓库系统

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物的多层仓库存储系统,自动化立体仓库是现代物流与仓储系统的重要组成部分。在生产企业中需要完成从原材料采购开始,经过基本制造过程的转换括动,最后形成具有一定使用价值的产品,运送到成品库或用户的任务。生产物流系统中包含原材料采购运进、入库验收、存放、加工制造、进入成品库以及成品外运等一系列物料实体的运送流转过程,这些过程中无不包含仓储,可见,可见立体仓库在生产物流系统中的重要地位。

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2.2立体仓库的组成及特点

2.2.1立体仓库的组成

自动化仓库主要由三大部分组成 1)土建及公用工程设施 2)机械设备 3)电气与电子设备 2.2.2立体仓库的特点

自动化立体仓库涉及物流监控技术、计算机应用技术、通信技术、货位优化管理等技术领域,它的特点在于以高层立体货架为标志,以成套先进搬运设备为基础,以先进的计算机控制技术为主要手段,高效率地利用仓储空间,节约时间和人力进行各种作业。立体仓库的使用可以产生巨大的社会效益和经济效益,它的优点主要体现在以下几个方面: 1)高层货架存储 2)自动存取 3)汁算机控制 4)信息集成

2.3立体仓库模型

立体仓库模型将各种被控对象设计安装在一个实验盘台上,主要由辊道输送带、四自由度机械手、全自动堆垛机、主体仓库及其他附件组成。如图3所示,物流实验装置由三条辊道输送带、三个出入货站台、一个四自由度机械手、一个全自动堆垛机以及两排货架组成。将实验装置的传感器、执行器与可编程序控制器连接,通过编制相应的控制程序,就可以用可编程序控制器来实现本实验装置的控制。

图3立体仓库模型总体示意图

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2.4立体仓库模型的检测与执行装置

2.4.1检测装置

为了实现对自动化仓库中各种作业设备的控制,并保证系统安全可靠运行,系统必须具有多种检测手段来检测各种参数。例如,货物的外观检测、质量检测、机械设备及货物运行的位置和方向检测以及运行设备的状态检测等。对系统参数的检测以及对设备故障情况的检测都是极为重要的,通过对这些检测数据的判断、处理可以为系统决策提供依据,使系统处于理想工作状态。在立体 仓库模型中设置了一些检测装置,其中光电开关用来检测物块的有无及位置。光电开关利用被检测物对光束的遮挡或反射来检测物体有无,光电开关使用时物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。当立体仓库模型的辊道输送带上有物块通过时,利用光的反射 性质,产生开关量信号送到可编程序控制器的输入单元,即可知物块的有无再通过可编程序控制器的程序来控制物块的运行。光电开关不但性能优越,而且安装、设定、调整、操作和维护非常容易。在立体仓库模型中还设置了铁/非铁传感器以及颜色传感器等信息识别设备也是自动化仓库中必不可少的,它完成对货物品名、类别、货号、数量、等级、目的地、生产厂,甚至货位地址的识别。在自动化仓库中,为了完成物流信息的采集,通常采用条形码、磁条光学字符和射频等识别技术,其中,条形码识别技术在自动化仓库中应用最普遍。在本立体仓库模型中就使用了条码扫描仪来获取物块上的条码信息,同时在模型中还配置了一个电子秤来获取物块的质量信息。 2.4.2步进电动机驱动器

在立体仓库模型中,对四自由度机械手进行控制时,执行部件使用的是四相八拍的步进电动机,X轴伸缩、Z轴升降、底盘、腕回转分别使用了4个步进电动机。堆垛机控制也使用步进电动机为执行元件,两个步进电动机分别控制堆垛机的升降和行走,而货叉控制使用直流电动机为执行元件。可见,在该模型中,步进电动机是用得最多的执行部件,故步进电动机的定位控制是本立体仓库实验模型控制的重点。驱动器是步进电动机控制中必不可少的部分,它与步进电动机配合使用,对与步进电动机控制其实只需对驱动器进行控制即可。

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图13 如图13所示,对行走、升降.转盘和抓手电动机的启动命令的执行

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结束语

本设计基本上达到了设计目的。利用PLC实现了对四自由度机械手的控制。 通过本次设计,我的知识领域得到进一步扩展,专业技能得到进一步提高,同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。另外,也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。

由于本人水平有限,设计中可能出现很多错误,望各位老师指出纠正。

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答 谢 辞

本设计是在裴老师的精心指导和热情的帮助下完成的。老师渊博的科学知识、严谨的治学态度、孜孜不倦的钻研精神以及平易近人的作风为学生树立了榜样,激励着我奋发向上,努力学习。值此设计完成之际,谨向老师致以崇高的敬意和衷心的感谢!感谢机电学院的各位老师、同学们还有我的舍友,他们在我课题的完成过程中提供了很多帮助!正是因为有了你们的支持和鼓励,此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢我的母校—常州信息职业技术学院三年来对我的大力栽培!

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参考文献

[1] 汪小澄.可编程序控制器运动控制技术[M].北京:机械工业出版社.2006.1-1. [2] 钟肇新.可编程控制器技原理及其应用[M].华南理工大学出版社.2008 [3] 刘增辉.模块化生产加工系统应用技术[M].电子工业出版社.2008 [4] 陈李敏.传感器技术及其应用[M].机械工业出版社.2008 [5] 王兆明.电气控制与PLC技术[M].北京:清华大学出版社. 2005.

[6] 王永华.现代电气及可编程控制技术[M].北京:北京航空航天大学出版社. 2002. [7] 陈在平.可编程序控制器技术与应用系统设计[M].机械工业出版社.2004 [8] 张万忠.可编程控制器入门与应用实例[M].北京:中国电力出版社.2005

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毕业设计(论文)成绩评定表

一、指导教师评分表(总分为70分)

序 号 1 2 3 4 5 6 7 考 核 项 目 工作态度与纪律 调研论证 外文翻译 设计(论文)报告文字质量 技术水平与实际能力 基础理论、专业知识与成果价值 思想与方法创新 合计 指导教师综合评语: 指导教师签名: 年 月 日 满 分 10 10 5 10 15 15 5 70 评 分 二、答辩小组评分表(总分为30分) 序 号 1 2 3 4 5 考 核 项 目 技术水平与实际能力 基础理论、专业知识与成果价值 设计思想与实验方法创新 设计(论文)报告内容的讲述 回答问题的正确性 合计 答辩小组评价意见(建议等第): 答辩小组组长教师签名: 年 月 日 满 分 5 5 5 5 10 30 评 分 三、系答辩委员会审定表 1. 审定意见 2.审定成绩(等第)_____ ___ 系主任签字: 年 月 日 自动化立体仓库的PLC程序设计 机电082班 27号 施旋 19

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/psj3.html

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