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基于组态王组态软件监控的立体仓库设计.doc

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.00M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    ABSTRACT
    2.1 PLC的基本概念和基本结构
    1. CPU的模块
    2. I/O模块
    3. 电源模块
    4. 底板或机架
    2.2 PLC的硬件结构和工作原理
    2.2.1 PLC的物理结构
    2.2.2 PLC的工作原理
    2.3 PLC的程序设计
    1.主程序
    2.子程序
    3.中断程序
    4.4.1 S7-200 高速输出指令
    4.4.2 PTO 操作
    4.4.2.1 PTO /PWM 控制寄存器
    4.4.2.2 PTO/PWM 控制字节
    4.4.2.4 PTO 初始化- 单段操作
    MAIN OB1
    SUBROUTINE 0
    5.1 组态王软件介绍
    5.2 利用组态王实现上位机监控
    5.2.1 建立组态王新工程
    5.2.2 创建组态画面
    5.2.3 定义 I/O 设备
    5.2.4 构造数据库
    5.2.5 建立动画连接
    5.2.6 运行和调试
    6.2 展望
    山东科技大学学士学位论文 摘要 摘要 本设计利用的立体仓库主体由底盘、四层十二仓位库体、运动机械及 电气控制等四部分组成。其中电气控制是由西门子 S7-200 CPU226 型可编 程序控制器(PLC)、步进电机驱动模块、开关电源、位置传感器等器件组成。 本论文首先对该课题的可行性及课题实现的现实意义和价值进行了介 绍；其次对该系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析；再次对本 控制系统的核心——软件进行了编写。论文中有相应的梯形图程序及利用 组态软件对仓库信息的实时监控；论文最后对设计本课题所学到的知识和 结论进行归纳和总结，并对立体车库今后的发展进行了科学的展望。 关键词：立体车库；PLC；组态软件 1
    山东科技大学学士学位论文 摘要 ABSTRACT The design of the three-dimensional garage is consisted of the main chassis, four floors of 12 positions, move machinery and electrical control parts. The electrical control is formed by Siemens S7-200 CPU226 programmable logic controller (PLC), stepper motor drive power modules, switching power supply, sensors and other devices . the subject firstly. Secondly , structure and principle of In this paper , I introduce the feasibility,the practical significance,and the I expound and analyse the value of the three-dimensional garage composition , system.Last , I compile the program which is the core of the control system. There are corresponding ladder diagram and real-time monitoring information of the warehouse by configurable software in the article.Finally , I conclude and summarize the knowledge and the conclusion acquired in the design . Then , I prospect the future development of the three-dimensional garage sciencely. Key words: three-dimensional garage; PLC; configurable software 2
    山东科技大学学士学位论文 目录 前言 目 录 第 1 章 绪论…………………………………………………………………1 1.1 立体仓库的国内外发展概况国内外发展概况………………………1 1.2 此课题的设计内容及主要思路………………………………………2 第 2 章 PLC 的原理和应用 ……………………………………………5 2.1 PLC 的基本概念和基本结构 ………………………………………5 2.1.1 PLC 的基本概念……………………………………………………5 2.1.2 PLC 的基本结构……………………………………………………5 2.2 PLC 的硬件结构和工作原理…………………………………………6 2.2.1 PLC 的硬件结构…………………………………………………6 2.2.2 PLC 的工作原理…………………………………………………7 2.3 PLC 的程序设计 ……………………………………………………8 2.3.1 PLC 的编程语言…………………………………………………8 2.3.2 PLC 的程序结构…………………………………………………11 第 3 章 硬件部分…………………………………………………………12 3.1 立体仓库的基本结构………………………………………………12 3.2 立体仓库的硬件结构………………………………………………13 3.2.1 步进电机的原理和应用………………………………………13 3.2.2 步进电机驱动器的原理和应用………………………………14 3.2.3 传感器的工作原理和应用……………………………………14 3.2.4 开关型稳压电源的原理和应用………………………………15 3.3 PLC 的选择 ………………………………………………………17 3.3.1 I/O 点的选择 ………………………………………………17 1
    山东科技大学学士学位论文 目录 3.3.2 PLC 型号的选择 ……………………………………………18 3.3.3 S7-200 PLC 的介绍 …………………………………………18 第 4 章 软件部分 ………………………………………………………20 4.1 STEP7-Micro/WIN 编程软件………………………………………21 4.2 S7-200 的通信……………………………………………………21 4.2.1 S7-200 的通信协议…………………………………………21 4.2.2 在编程软件中设置通信接口的参数………………………22 4.3 I/O 地址分配 ……………………………………………………23 4.4 高速脉冲的产生和输出……………………………………………24 4.4.1 S7-200 高速输出指令 ……………………………………24 4.4.2 PTO 操作……………………………………………………24 4.4.2.1 PTO /PWM 控制寄存器…………………………………25 4.4.2.2 PTO/PWM 控制字节………………………………………26 4.4.2.3 脉冲输出指令(PLS) …………………………………27 4.4.2.4 PTO 初始化- 单段操作…………………………………27 4.5 步进电机的控制………………………………………………………29 4.6 堆垛机三维位置定位…………………………………………………29 4.7 立体仓库程序流程图及程序编写……………………………………32 第5 章 基于组态王的监控设计 ………………………………………27 5.1 组态王软件介绍 …………………………………………………27 5.2 利用组态王实现上位机监控………………………………………28 5.2.1 建立组态王新工程……………………………………………28 5.2.2 创建组态画面…………………………………………………30 5.2.3 定义 I/O 设备………………………………………………32 5.2.4 构造数据库……………………………………………………35 5.2.5 建立动画连接…………………………………………………36 2
    山东科技大学学士学位论文 目录 5.2.6 运行和调试……………………………………………………38 第 6 章 结论与展望………………………………………………………39 6.1 结论 ………………………………………………………………39 6.2 展望 ………………………………………………………………40 参考文献 …………………………………………………………41 致谢 ………………………………………………………………………42 3
    山东科技大学学士学位论文 绪论 1 绪论 1.1 立体仓库的国内外发展概况国内外发展概况 自动化立体仓库是以高层立体货架为主体，以成套搬运设备为基础， 以计算机控制技术为主要手段组成的高效率物流，大容量贮藏系统。随着 经济的高速发展，我国有关行业开始重视自动化立体仓库的研究，并亦有 一些自动化立体仓库建成投入使用。现就自动化立体仓库的历史沿革，技 术特点及发展方向作简要介绍。 1.历史沿革 1950年，在美国首次出现了自动化立体仓库的雏形，那时的自动化立 体仓库，严格说只能算是立体仓库，还远谈不上自动二字。其后，在英， 法等国也相继出现了类似的立体仓库。自动化立体仓库真正成为高效率的 自动化设施，还是70年代的以后的事情。随着经济的起飞，为提高物流的 效率和充分利用仓储空间，日本自1965年从欧美引入自动化立体仓库，并 于70年代以后使其获得飞速发展。现在，自动化立体仓库技术已日趋成熟， 并随着科学技术尤其是计算机技术的发展，而不断向前发展。80年代中期 起，我国先后在无锡，湖北和大连等地出现多座利用微机控制巷道堆垛机 的自动化仓库。但是，这些普通微机对环境和电源要求较高，部适合在工 业现场和堆垛机上直接使用。可编程控制器PLC的引进和广泛使用，使国产 自动立库的性能日趋完善。PLC是带处理器的通用工业控制器，器可靠性大 大高于普通微机装置，适合在恶劣的现场使用，可直接装在堆垛机的电气 柜内与接触器由同一电网供电。采用PLC作为实时控制装置已成为当前各先 进工业国家一致的发展方向。 2.技术特点 现代化的自动化立体仓库集起重运输机械、自动控制、计算机管理及 遥感技术于一体，整个系统实行计算机分级管理，通常由管理级，监控级 1
    山东科技大学学士学位论文 绪论 和操作级组成，各个部分的基本组成。 3.发展方向 自动化立体仓库仓库技术仍处于不断发展之中，今后将向两个方向发 展：一是开发储藏大型物体，如整台汽车，大型模具之类的自动化仓库;另 一个是开发对录音带、录像带或半导体器件之类的轻量或超轻量物体的小 型自动化立体仓库。随着科学技术的发展，自动化立体仓库将逐步向完整、 人工智能化控制系统发展。 1.2 此课题的设计内容及主要思路 该立体仓库主体由底盘、四层十二仓位库体、运动机械及电气控制等 四部分组成。 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 电机作为拖动元件。 该控制系统主要由西门子公司生产的 S7-200 CPU226 型可编程序控制 器(PLC)、北京斯达特机电科技发展有限公司生产的 SH-2H057 步进电机驱 动电源模块、开关电源、位置传感器等器件组成。小型立体仓库的电气控 制系统由 PLC 来实现，控制系统分手动和自动两种方式。 此系统实现的功能主要有：取（由零位出发到指定仓位号取货并送到 入货台）；送（到零位取货并送入指定仓位号）等功能，在执行完任务后自 动返回到零位等待下一指令。 小型立体仓库的应具备的功能主要有几下几点： 1、开机时首先要回零位操作，这样的目的就是给堆垛机有个工作参考点； 2、堆垛机（机械手）要有三个自由度，即：前进、后退；上、下；左、右； 3、堆垛机的运动由步进电机驱动，伸缩由直流电机控制（Z 方向）； 4、堆垛机前进（或后退）运动和上（或下）运动可同时进行； 2
    山东科技大学学士学位论文 绪论 5、堆垛机前进、后退和上、下运动时必须有超限位保护； 6、每个仓位必须有检测装置（微动开关），当操作有误时发出错误报警信 号； 7、仓位共有 12 个，4 行 3 列； 8、当按完仓位号后，没按入或取前，可以按取消键进行取消该操作。 9、整个电气控制系统必须设置急停按钮，以防发生意外。 本系统设计的主要思路是： 1)查阅 PLC 以及步进电机相关资料,对设计中所用的西门子 S7-200 系列 PLC 和步进电机进行熟悉和掌握。 2)从立体仓库的基本结构和所实现的功能入手，通过分析 I/O 地址的分配 和利用 PLC 进行较复杂的位置控制及时序逻辑控制的要求，再根据实际应 用的情形进行 PLC 程序的编制与调试，以达到对自动化立体仓库所要求实 现的功能。 3)通过组态王软件实现对仓库信息的实时监控。 3
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