基于S7－200PLC的堆垛机定位自动控制系统设计

目    录

前言 i

内容摘要 ii

Abstract． iii

第一章  绪论 1

1.1  智能立体仓库发展现状． 1

1.1.1  立体仓库历史的发展． 1

1.1.2  立体仓库在我国的发展 1

1.1.3  立体仓库未来的发展趋势 1

1.2  课题背景． 2

1.3  课题意义． 3

1.4  本课题主要研究内容． 4

第二章  系统总体设计 5

2.1  系统工作过程． 5

2.2  系统硬件功能． 5

2.3  系统软件的功能 6

第三章  硬件设计 7

3.1  用PLC实现对立体仓库机械手部分的控制 7

3.1.1  四自由度机械手的结构及运动 7

3.1.1  机械手的工作原理． 7

  3.2  堆垛机工作环境 9

  3.3  系统管理模式 10

  3.4  堆垛机的控制方式 10

  3.5  速度控制 12

  3.6  位置定位 13

  3.7  变频调速系统控制． 14

3.8  货叉伸缩控制． 14

3.9  硬件设计控制原理分析． 15

3.10 硬件设计PLC选型及其资源配置 16

3.10.1  PLC选型． 17

3.10.2  PLC的I/O资源配置． 18

3.10.3  其他资源配置 19

第四章  软件设计 20

4.1  控制系统PLC程序流程图． 20

4.2  键盘输入和显示功能块． 20

4.3  故障检测与处理功能块． 22

4.4  故障检测与处理功能块． 22

4.5  通信功能块． 22

4.6  控制系统软件设计及其程序说明． 23

第五章  软件调试 36

5.1  系统功能概述． 36

5.2  S7-200 CPU和扩展模块． 36

5.3  S7-200仿真软件简介． 39

  5.4  程序调试． 39

第六章  总结 41

致谢 43

参考文献 48

内容摘要

本次设计主要是利用PLC实现对堆垛机货物定位与存取的工艺流程的自动控制。实现设备和设备间的联锁，并实现工艺规定的机械作业流程。本设计主要涉及PLC的定位控制系统的控制方案、控制设备选型及软件设计。

堆垛机定位控制系统的工艺流程分为4部分，分别为：小车前进的过程，抬升货物的过程，存取货物的过程以及返回的过程。根据工艺流程及定位控制系统的设备情况，确定控制方案为PLC控制系统。PLC控制系统可靠性高、抗干扰能力强；应用灵活、编程方便、功能强、扩展能力强、安装调试方便，易于维护。

本次设计首先根据堆垛机定位自动控制系统的工艺要求，根据系统工艺要求进行PLC控制系统的设计。该系统占用45个点数字量I/O，它最大具有256点的I/O处理能力，综合多个方面的考虑，选择了西门子S7-200系列的CPU224，该设备通讯能力强大，能够较好的与上位机进行联网。软件设计采用模块化选择控制方法编程，该程序能够很好的实现控制系统的各项要求，程序结构清晰，简单，易于现场操作人员学习、使用、及维护。

关键词：PLC可编程控制器；定位控制系统； 堆垛机；