成品库与码垛机单元2.docxVIP

信息与电气工程学院课程设计说明书（2015/2016学年第二学期）课程名称：可编程序控制器课程设计题目：成品库与码垛机单元（绝对位置）专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计周数：2周设计成绩： 2016年06月23 日目录一、摘要二、课程设计目的2.1主要任务2.2主要技术指标2.3技术要求2.4参考器件三、系统设计3.1系统硬件设计 3.1.1步进电机的基本原理 3.1.2系统I/O分配表 3.1.3 PLC的选型3.2软件设计 3.2.1系统分析 3.2.2单元电路设计 3.2.3系统调试四、课程设计总结五、参考文献附录I 系统梯形图摘要自动化立体仓库成品库是专门存储工件、货物或者原材料的专用设备，是现代物流系统中不可缺少的货物存贮环节。自动化立体仓库中最重要设备就是码垛机，码垛机是实现整个仓库系统自动功能的关键设备，担负着进库等任务，是自动化立体仓库的核心部件。本设计主要由横六竖四共计24个仓格的立体仓库和四自由度码垛机械手两部分组成。其中码垛机械手由机械传动部分和电气控制两部分组成，电气控制是由西门子S7-200 CPU224XP型可编程序控制器(PLC)、步进电机驱动器、开关电源、位置传感器等器件组成。码垛机在工作时要控制速度和电机之间的配合，以免碰到设备。本实验中按照工件颜色来进行入库实验。码垛机控制系统可以实现如下控制功能：准确抓取工件、机械手在X轴和Y轴的稳定运行、手爪的正确扩张与收紧、机械手的正常旋转、机械手正确放置工件以及报警提示等功能。关键字：码垛机、步进电机、PLC二、课程设计目的2.1主要任务1、了解原料库与码垛机单元入库的工作原理；2、通过可编程序控制器控制码垛机，来实现不同颜色的工件准确放到自动化立体仓库成品库中，掌握按照工件颜色来入库的控制方法。2.2主要技术指标（1）、码垛机能在X轴和Y轴上稳定运行（2）、精确定位工件位置（3）、遇到紧急情况时，可以紧急停车（4）、有故障或者不正确操作时，可以报警提示（5）、成品库中无位置时，码垛机停止运行2.3技术要求（1）、按照动作要求编写PLC程序（2）、按照设备形状和动作画出监控画面以及动作同步（3）、实现力控和PLC的通信，达到画面与实际动作同步2.4参考器件西门子S7-200 CPU224XP型可编程控制器(PLC)、西门子PLC扩展模块EM221CN、西门子EM277通信模块、步进电机、旋转气缸、伸缩手爪、机械手、横六竖四24仓格的立体化成品库三、系统设计3.1系统硬件设计 3.1.1步进电机的基本原理在本系统中，码垛机是最为关键的部分。码垛机械手的电气控制是由西门子S7-200 CPU224XP型可编程控制器(PLC)、步进电机驱动器、开关电源、位置传感器等器件组成。步进电动机又称为脉冲电动机或阶跃电动机。步进电机是根据输入的脉冲信号，每改变一次励磁状态就前进一定长度（或角度），若不改变励磁状态，则保持一定位置而静止的电动机。步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度的控制。三相步进电机工作原理图3.1.2系统I/O分配表PLC硬件地址配置表输入点信号说 明输入状态ONOFFI0.0MSTART启动按钮有效无效I0.1PWR-ON停止按钮有效无效I0.2CEMG急停按钮有效无效I0.3M/A联机/单机有效无效I0.4PWR-ON上电启动有效无效I0.5ELP1码垛机一轴正限位有效无效I0.6ELN1码垛机一轴负限位有效无效I1.0ELP2码垛机二轴正限位有效无效I1.1ELN2码垛机二轴负限位有效无效I1.2SQ25旋转气缸逆时针位置检测磁性开关有效无效I1.3SQ26旋转气缸顺时针位置检测磁性开关(复位位置)有效无效I1.4SQ27伸缩气缸缩回位置检测磁性开关(复位位置)有效无效I1.5SQ28伸缩气缸伸出位置检测磁性开关有效无效I2.0SQ1仓格1工件检测有效无效I2.1SQ2仓格2工件检测有效无效I2.2SQ3仓格3工件检测有效无效I2.3SQ4仓格4工件检测有效无效I2.4SQ5仓格5工件检测有效无效I2.5SQ6仓格6工件检测有效无效I2.6SQ7仓格7工件检测有效无效I2.7SQ8仓格8工件检测有效无效I3.0SQ9仓格9工件检测有效无效I3.1SQ10仓格10工件检测有效无效I3.2SQ11仓格11工件检测有效无效I3.3SQ12仓格12工件检测有效无效I3.4SQ13仓格13工件检测有效无效I3.5SQ14仓格14工件检测有效无效I3.6SQ15仓格15工件检测有效无效I3.7SQ16仓格16工件检测有效无效I4.0SQ17仓格17工件检测有效无效I4.1SQ18仓格18工件检测有效无效I4.2SQ19仓格19工件检测有效无效I4.3S