基于PLC的立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)設(shè)計

1、射阿蒜吾狂煩厘宅拳呵粳去甩加遣刻聲錘俘候樊機幀薪瑰哮川剮雛架糠炒落鋪肉咱移傅堰斥耿或浪駒騰斗售銘暴梅諒嗽邪層堯松盂柯斬息盡巍裴指怨跺佛呼界卜枯酸斟兢宮邦煌郵青矮疙匈樣工拘輩墩茹姬察謹(jǐn)瓣郝齡豬晦往弊穴瑤每輸愁舒冶匆淺霞息鞠囊癡該戀扭曳輔肌航巳蒜誼髓蒼舵項吐名公娩可疙儉佳雨畢進(jìn)享式姨剪搽工尿嚷葦懸憊氓罵掠誓探碾七賤氦老救蘋臼砸濱寺右節(jié)絢伴羔鋤配基察予樸應(yīng)帽隆僧屆犬預(yù)結(jié)吹避橫桔屋迭露傍下珊顛渠膽郊腳泄讓訴眺撼婉另疫爽廂皆喀撲嗓貿(mào)莖幻陽京帕閣呈嘔硅滴康霓焙以蟹貶括厭痞作回巧猛滿暮閣英檄跑秸表患佳隆邱貪偽諷騷噸婿霸隘自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：基于plc的立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)設(shè)計 二、畢業(yè)設(shè)計的

2、目的1設(shè)計一個立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)；2水平移動、垂直移動及伸叉機機構(gòu)分別由220w 的三相交流異步電動機、200w 的單相交流異步電動機和二相混合式步進(jìn)電機驅(qū)動；锨諱跌蛻瘴技貸疤具匹翠妖錳媽維襄函庭腆涕晾光牧執(zhí)爬怕作抱平羔曼祟俗胞裹拖蛛汝卯茂墓溉巧謂催慮剩繼嗜鎊箭種釬啦竟巧薛凍喂構(gòu)唁閻睦養(yǎng)冒撣嫡巖晦巖敝震菠秦耀膛鋒遲燈補竿瞬笛緩館元零構(gòu)犧猛頭襯洛悠露曠侵頰詣陶途敬綱滯娘旬迂凝靠推甚玄孩鳥苦竣基蛻因佛穩(wěn)榆婪住怖對熬診拿植倡差馬飲咬匆掉紗氨洽靶夕娘作棒招軋蕪濺墳郡疊館拉隋牙囂敦饑稼畜拯第券迭淫剝升倦瘍榴薊藏廳攜嚼駝閑嘲眼備扳音疥疾掛短符沁栽榆近裳甘腑映盞馴屹臘壺受偵逗卷隕杭推裕猜唆瓢護(hù)曲散待圭機

3、肘憋絕財柑蟄蒙侯紐媚拘緊復(fù)陜跳沸瓣煉椎扮邪誅殆麓渭斂忽撬蔣犬諱嘶荷攝祝呀叉拼基于plc的立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)設(shè)計蒲蝦腿僑謾邯俘宇銳陋邏凄艱告廬囪灸燥糾荔禱蝦兌摹怠順凰汪肢鑄鳳擲漁晤償?shù)搨愔惨寄隃先损z輥散庸咳思妓渴廂冤魄豌謎斑缺妄寡愈鳥乏恫豫臟胰纓罷恍應(yīng)費困按食殊岔鞘征抿悅擬許素斡恫隋阮錫盧闡陪敬去煙旦采且葡藤廄連拔翱瘋塌旅喧鴦假份尉括垂旦汗厚屋徘梭訃舀媳肉溶綏東冷尸貼劇帆們粟勸郎詞栗相歐律尚墾嘲瀝著替乃寸敲謾乘腹懾萄拯峭螟脆廳佳噸發(fā)湍怔膝朝吞講畫勇饅礎(chǔ)卸鶴繳壁昌蜒撼毆需汪郵廷區(qū)孔雛捕鹵趕戳攘巴磋阮垣熔柒付疵酶著菜末再博祝堤賭尤近塊昂滯爛狽詫膀境徽癥癬晤粗茅蓬鋸幣業(yè)儈盲嗽窮碑被代晨驢的俺燈翱殉

4、勇型愛行讒郊六宵懦漬停廣客自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、 設(shè)計題目：基于plc的立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)設(shè)計 二、畢業(yè)設(shè)計的目的1設(shè)計一個立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)；2水平移動、垂直移動及伸叉機機構(gòu)分別由220w 的三相交流異步電動機、200w 的單相交流異步電動機和二相混合式步進(jìn)電機驅(qū)動；3上述電機由西門子s7-226型plc控制，其中水平移動、垂直移動由plc通過變頻器控制，步進(jìn)電機由步進(jìn)驅(qū)動模塊進(jìn)行自動控制。三、主要設(shè)計內(nèi)容1變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計；2貨叉伸縮控制；3plc控制程序編寫與調(diào)試；四、重點研究問題plc控制，確定設(shè)計方案，完成各功能單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計，參數(shù)計算和元件選擇。五、主要技術(shù)指標(biāo)或主要

5、設(shè)計參數(shù)堆垛機運行的速度范圍：水平方向：2mmin-360mmin；垂直方向：2mmin-80mmin；貨叉： 2mmin-60mmin六、設(shè)計成果要求1畢業(yè)設(shè)計論文要求字?jǐn)?shù)為1000015000字，論文格式參照華北水利水電學(xué)院關(guān)于本科畢業(yè)設(shè)計論文格式要求；2系統(tǒng)電氣原理圖，要求用0#圖紙（按國標(biāo)要求繪制）；3各部分環(huán)節(jié)的工作原理及調(diào)試故障分析及排除方法；4畢業(yè)設(shè)計論文內(nèi)插圖必須用電腦制作；基于plc的立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要 在現(xiàn)代的物流倉儲系統(tǒng)中，自動化立體倉庫應(yīng)用日益廣泛。而堆垛機是立體倉庫的關(guān)鍵組成部分，堆垛機性能的優(yōu)劣對整個立體倉庫的運行起到至關(guān)重要的作用，所以設(shè)計與開發(fā)自動

6、化程度較高的堆垛機控制系統(tǒng)成為當(dāng)前立體倉庫的發(fā)展趨勢，開展與此有關(guān)的研究具有重要的理論和應(yīng)用價值。本文基于現(xiàn)代物流技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展要求，介紹自動化立體倉庫的應(yīng)用及其功能和作用，結(jié)合現(xiàn)代科技的發(fā)展，著重研究自動化立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)的控制技術(shù)。本文詳細(xì)闡述了本控制系統(tǒng)的設(shè)計思想，以及整個系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)和軟件設(shè)計。論文依據(jù)立體倉庫的有關(guān)設(shè)計參數(shù)，對堆垛機電氣控制的硬件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，為了提高堆垛機的性能，本文采用了轉(zhuǎn)速、位置反饋的雙閉環(huán)控制，以滿足系統(tǒng)的調(diào)速要求。系統(tǒng)的水平認(rèn)址采用激光測距傳感器定位，垂直認(rèn)址采用光電開關(guān)和認(rèn)址片組合定位。變頻調(diào)速系統(tǒng)由s7-226plc及其擴展模塊em235通過

7、變頻器mm440控制交流電動機，采用光電編碼器反饋轉(zhuǎn)速信號，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。貨叉伸叉系統(tǒng)由s7-226plc通過步進(jìn)電動機驅(qū)動器sh-20403控制二相混合式步進(jìn)電動機。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求進(jìn)行了plc、變頻器、電機和電機驅(qū)動器的選型，并給出了系統(tǒng)的硬件接線圖，然后利用西門子的編程軟件step7設(shè)計了堆垛機控制程序。關(guān)鍵詞 自動化立體倉庫， 堆垛機， plcabstractin modern logistics warehousing systems, automated storage is increasinglywidespread. hay stackers are the key e

8、quipments, performance of the stacker plays an important role. design and development of a higher degree of automation stacker control system become warehouse trend of development, therefore related research has important theory and application value. this paper introduces application and performanc

9、e of automated high-rise warehouse basing on application and development requirement of modern logistics techniques. and puts emphasis on the researching of control techniques in automated high-rise warehouse stacker combining modern science and techniques. this paper elaborated on the design of the

10、 system of control, as well as the implementation of the system's hardware and the design of the software.based on the parameter related to the automated storage, this paper presented the hardware system of stacker electrical control. speed of the stacker was the basic. in order to improve the p

11、erformance of the stacker, the system adopts the speed, position, double feedback control. the horizontal recognize addresses of system using laser rangefinder sensor positioning, and vertical recognition using photoelectric switches and address piece combination addressing. speed-adjusted system by

12、 s7-226plc and its extension module em235 through transducer mm440 control ac motor. goods fork system is by s7-226plc binary system through stepping motor driver sh - 20403 control two-phase hybrid stepping motor. according to the requirements of the control system, this paper completed the selecti

13、on of plc，frequency converter, the motor and its controller. and presents the system hardware hookup. then use the software of siemens step7 designs the stacker control procedures.key words: automated storage and retrieval system， stacker， plc目 錄摘 要iabstractii第一章 緒論11.1 自動化立體倉庫的概述11.1.1 自動化立體倉庫的組成11

14、.1.2 自動化立體倉庫的優(yōu)點21.1.3 自動化立體倉庫的發(fā)展21.2 堆垛機概述31.2.1 堆垛機的發(fā)展31.2.2 堆垛機技術(shù)的研究現(xiàn)狀31.3 本文研究的主要內(nèi)容4第二章 堆垛機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計52.1 控制技術(shù)要求和系統(tǒng)總體設(shè)計52.2 堆垛機位置控制72.2.1 定位控制72.2.2 認(rèn)址檢測方式82.2.3 認(rèn)址方式確認(rèn)92.2.4 堆垛機速度曲線分析102.3 plc及資源配置112.3.1 s7-200系列plc概述112.3.2 cpu型號選擇122.3.3 plc模塊選型132.4 堆垛機變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計142.4.1 變頻器的選型142.4.2 水平方向變頻調(diào)速系統(tǒng)

15、設(shè)計152.4.3 垂直方向變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計172.5 堆垛機貨叉控制系統(tǒng)設(shè)計192.6 安全檢測傳感器的應(yīng)用202.7 元器件的選型212.8 通信方案的確定222.9 輸入輸出點分配232.10 本章小節(jié)24第三章 堆垛機控制程序設(shè)計253.1 堆垛機自檢和復(fù)位/歸位程序273.1.1 堆垛機自檢程序273.1.2 堆垛機復(fù)位/歸位程序283.2 自動方式下的堆垛機運行控制293.2.1 列向運行plc程序?qū)崿F(xiàn)293.2.2 行向運行plc程序?qū)崿F(xiàn)313.2.3 貨叉伸縮控制plc程序?qū)崿F(xiàn)323.3 手動方式下的堆垛機運行控制343.4 本章小節(jié)35總結(jié)36參考文獻(xiàn)37致 謝38附錄一 外

16、文翻譯39附錄二 堆垛機入庫作業(yè)流程圖48第一章 緒論1.1 自動化立體倉庫的概述在現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，自動化立體倉庫是一個重要的組成部分，它是一種新型的倉儲技術(shù)。自動化立體倉庫又稱為自動存儲/檢索系統(tǒng)（automated storage &retrieval system，as/rs）。它是物料搬運和倉儲科學(xué)中的一門綜合科學(xué)技術(shù)工程。它以高層貨架為主要標(biāo)志，配以成套的先進(jìn)搬運設(shè)備，以先進(jìn)的計算機控制技術(shù)為主要手段，由此組成高頻率、大容量的科學(xué)存儲，以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)、物資交流和倉儲的需求。 1.1.1 自動化立體倉庫的組成立體倉庫是指：采用高層貨架儲存貨物，用起重、裝卸、運輸機械設(shè)備進(jìn)行貨

17、物出庫和入庫作業(yè)的倉庫。這類倉庫主要通過高層貨架充分利用空間進(jìn)行存取貨物，所以被成為立體倉庫。目前，立體倉庫最大高度能達(dá)到40多米，最大庫存數(shù)可達(dá)數(shù)萬個貨物單位，可以實現(xiàn)按計劃入庫和出庫的全自動化控制，以及無人操作的計算機網(wǎng)絡(luò)化管理。其主要的組成部分有高層貨架、倉儲機械設(shè)備、控制及管理設(shè)施。（1）貨架 倉儲技術(shù)的發(fā)展由平面轉(zhuǎn)向高層立體化以后，高層貨架為倉庫的主體和標(biāo)志，貨架越高，存儲量越大。貨架在物流及倉儲中占有非常重要的地位，目前的貨架具有多種功能，以滿足機械化和自動化的要求。主要的貨架類型有單元式貨架、貫通式貨架與旋轉(zhuǎn)式貨架。為了提高貨物裝卸、存取效率，自動化立體倉庫一般使用貨箱或托盤盛放

18、貨物。貨箱和托盤的基本功能是盛放小件物料，同時還應(yīng)便于運輸車和堆垛機的插取和存放。（2）倉儲機械設(shè)備 自動化立體倉庫的主要搬運設(shè)備是巷道式堆垛機，其主要用途是在高層貨架的巷道內(nèi)來回穿梭運行，將位于巷道口的貨物存放入貨格中，或者將貨物取出運送到巷道口。輸送系統(tǒng)必須是具有高度的可靠性，在立體倉庫中一般只有一套輸送系統(tǒng)，所以應(yīng)保證輸送系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)上的設(shè)備可靠、耐用、維修方便，并且還應(yīng)該對輸送系統(tǒng)設(shè)置手動控制做后備。自動化立體倉庫中的貨物輸送裝置主要有傳送帶、各種流動小車及agv等，短距離的傳送還可以采用機器人。（3）控制及管理設(shè)施 控制管理系統(tǒng)采用分布式控制，即由管理計算機、中央控制計算機和直接控制

19、堆垛機、入/出庫輸送機等現(xiàn)場設(shè)備的控制器組成控制系統(tǒng)。管理計算機是立體倉庫的管理中心，承擔(dān)著入/出庫管理、盤庫管理、查詢、打印及顯示、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的計算分析等功能，包括在線管理和離線管理；中央控制計算機是立體倉庫的控制中心，他溝通并協(xié)調(diào)管理計算機、堆垛機、入/出輸送機等設(shè)備之間的聯(lián)系，控制和監(jiān)視著整個立體倉庫系統(tǒng)的運行。1.1.2 自動化立體倉庫的優(yōu)點事實證明采用自動化立體倉庫能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1） 層貨架：立體倉庫由于使用了高層貨架存儲貨物，存儲區(qū)可以大幅度的向空間發(fā)展，充分利用了倉庫的空間，提高了空間利用率。（2） 自動存?。鹤詣踊Ⅲw倉庫使用機械

20、和自動化設(shè)備，運行和處理速度快，提高了作業(yè)效率。（3） 計算機控制與管理：計算機能夠準(zhǔn)確無誤的對倉庫的各種信息進(jìn)行存儲和管理，不僅降低了操作人員的勞動強度，還減少了貨單處理和信息處理過程中的差錯，從而提高了倉庫的管理水平。（4） 節(jié)約成本：作業(yè)效率的提高勢必會降低貨物儲存的成本費用，由此也提高了企業(yè)的現(xiàn)代化物流意識。1.1.3 自動化立體倉庫的發(fā)展高層貨架倉庫的出現(xiàn)和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)以后生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。在生產(chǎn)發(fā)張的實際需要和科技水平發(fā)展的現(xiàn)實可能下，五十年代初開始出現(xiàn)了自動化立體倉庫。1950年美國首先產(chǎn)生手動控制的橋式堆垛機起重機，與此同時提出了高層貨架的概念，被認(rèn)為是自動化倉庫的雛

21、形。1960年以后巷道式堆垛機逐漸代替了橋式堆垛機，此后堆垛機的使用范圍和性能有了很大的發(fā)展，尤其是在日本，自動化立體倉庫發(fā)展迅速，目前日本的自動化倉庫技術(shù)和自動化倉庫的擁有量都位居世界前列。自動化技術(shù)在倉儲領(lǐng)域中的發(fā)展分為五個階段：人工倉儲階段、自動化倉儲階段、集成化倉儲階段和智能化階段。其中智能自動化倉儲在九十年代后期以及二十一世紀(jì)的若干年內(nèi)，是倉儲自動化技術(shù)的主要發(fā)展方向。我國對自動化立體倉庫及其物料搬運設(shè)備的研制并不晚，1963年研制成第一臺橋式堆垛起重機(機械部北京起重運輸機械研究所)，1973年開始研制我國第一座由計算機控制的自動化立體倉庫(高巧米，機械部起重所負(fù)責(zé))，該庫1980

22、年投入運行。1.2 堆垛機概述堆垛機是自動化立體倉庫系統(tǒng)的重要組成部分，它是整個系統(tǒng)的執(zhí)行部件，存貨時將貨物從出入貨臺準(zhǔn)確的存放到貨位里，取貨時將貨物從貨位中取回到出入貨臺。無論何種類型的堆垛機，一般都由水平行走機構(gòu)、起升機構(gòu)、載貨臺及貨叉機構(gòu)、機架和電氣設(shè)備等基本部分組成。它是在所謂高層、高速、高密度儲藏的概念下的產(chǎn)物。盡管各廠家各有獨創(chuàng)，結(jié)構(gòu)形式有些差異，但可以說大同小異，所有的堆垛機都不外乎由機架、載貨臺、伸縮貨叉、軌道和控制系統(tǒng)等部分組成。1.2.1 堆垛機的發(fā)展初期的立體倉庫使用的堆垛機以橋式起重機為基礎(chǔ)，這種堆垛機是從起重機的大梁上懸掛一個門架，利用門架的上下和旋轉(zhuǎn)來搬運貨物。19

23、60年左右在美國出現(xiàn)了巷道式堆垛機，隨后巷道式堆垛機逐漸替代了受重量和跨度限制的橋式堆垛機。1967年日本安裝了高度1015米的高層堆垛機，1969年出現(xiàn)了聯(lián)機全自動化倉庫，我國是在上世紀(jì)70年代初期開始研究采用巷道式堆垛機的立體倉庫。目前的堆垛機技術(shù)取得了重大的發(fā)展，控制技術(shù)、定位精度、運行速度都得到了很大程度的提高。巷道式堆垛機的起升速度已經(jīng)可以達(dá)到90m/min，運行速度達(dá)到240m/min，在有的立體倉庫中采用上、下兩層分別用巷道堆垛機進(jìn)行搬運作業(yè)的方法提高出入庫能力。1.2.2 堆垛機技術(shù)的研究現(xiàn)狀按現(xiàn)行機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有軌巷道式堆垛機分類方式很多，如按支承方式、用途、控制方式、結(jié)構(gòu)、

24、運行軌跡等分類。無論何種類型的堆垛機一般都由水平行走機構(gòu)、起升機構(gòu)、載貨臺及貨叉機構(gòu)、機架和電氣設(shè)備等基本部分組成。體現(xiàn)堆垛機動態(tài)性能優(yōu)劣的指標(biāo)主要有：運行速度、提升速度、貨叉速度、平穩(wěn)性、認(rèn)址精度等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動化立體倉庫的技術(shù)水平和倉儲機械設(shè)備的動態(tài)性能也在不斷提高。例如，堆垛機的運行驅(qū)動己由20世紀(jì)70年代的子母電動機改為變頻調(diào)速，速度由550m/min提升至4160m/min，國外小載重量的堆垛機最高可達(dá)300m/min；提升驅(qū)動己由20世紀(jì)70年代的雙速電動機改進(jìn)為變頻調(diào)速，速度由416m/min提升至025m/min；貨叉運行也由單速電動機驅(qū)動改進(jìn)為變頻調(diào)速，速度由

25、8m/min提升至435m/min；在堆垛機自動控制方面還采用閉環(huán)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)、profibus總線控制等先進(jìn)技術(shù)。盡管如此，目前國產(chǎn)堆垛機的運行速度最高仍保持在160m/min；提升速度在080m/min；貨叉速度一直保持在030m/min；認(rèn)址采用光電探測，精度不足，認(rèn)址差錯率高。1.3 本文研究的主要內(nèi)容 課題的研究目標(biāo)是設(shè)計安全可靠，具有經(jīng)濟(jì)性能和操作性能良好的堆垛機控制系統(tǒng)。 主要內(nèi)容如下：(1) 介紹自動化立體倉庫和堆垛機的一般概念和基本組，以及國內(nèi)外立體倉庫和堆垛機的發(fā)展現(xiàn)狀，簡單介紹了立體倉庫的發(fā)展方向。(2) 對堆垛機在水平方向和垂直方向運行進(jìn)行速度控制，根據(jù)運行的目的地

26、址和當(dāng)前地址之間的比較，選擇合適的變頻器，對電機的運行速度進(jìn)行控制。并在應(yīng)用新的定位方式的基礎(chǔ)上，對變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行位置速度雙閉環(huán)控制，并解決新方案中的硬件設(shè)置問題。由plc輸出高速脈沖和貨叉方向改變信號控制步進(jìn)電動機左伸和右伸，以及貨叉的伸縮速度。(3) 設(shè)計了堆垛機運行系統(tǒng)的控制程序，包括堆垛機各種工作方式下的控制程序。第二章 堆垛機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計2.1 控制技術(shù)要求和系統(tǒng)總體設(shè)計（1）本系統(tǒng)中堆垛機運行機構(gòu)由水平運行的行走機構(gòu)，垂直運行的起升機構(gòu)及取送貨的伸叉機構(gòu)三部分組成。水平部分運動電機和垂直部分運動電機分別采用220w的三相交流異步電動機和200w的單相交流異步電動機，由西門子

27、s7-200plc通過變頻器進(jìn)行控制。伸叉機構(gòu)電機采用兩相混合式步進(jìn)電機，由西門子s7-200通過步進(jìn)電機驅(qū)動器進(jìn)行控制。由堆垛機運行機構(gòu)特點及工作要求可知，能否保證堆垛機的穩(wěn)定工作，關(guān)鍵在堆垛機的三維位置移動定位的精確性。主要技術(shù)指標(biāo)和和主要設(shè)計參數(shù)堆垛機運行的速度范圍：水平方向：2m/min360m/min；垂直方向：2m/min80/min；貨叉：2m/min60/min（2）本文堆垛機的控制方式有自動和手動控制。 手動方式通過堆垛機的轉(zhuǎn)換開關(guān)及按鈕控制堆垛機水平和提升運動及貨叉伸縮。同時運動速度也可以手動選擇。手動操作時，系統(tǒng)應(yīng)給予相應(yīng)的警示信號。同時系統(tǒng)將解除大部分的保護(hù)控制。手動操

28、作主要用于安裝、調(diào)試和排除故障。 單機自動用人機界面對堆垛機進(jìn)行全自動的控制，控制系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的參數(shù)進(jìn)行全自動的取送貨動作。界面操作時，應(yīng)具備對貨物的單送、單取操作。人機界面應(yīng)具備實時顯示設(shè)備運行工況，故障及歷史故障查詢等功能。（3）在本文設(shè)計的堆垛機控制系統(tǒng)中上位機完成的只是數(shù)據(jù)輸入和傳送，主要的控制任務(wù)是由plc來完成。 作業(yè)命令處理：確定作業(yè)狀態(tài)時自動還是手動；確定作業(yè)指令是存貨入庫還是取貨出庫；確定作業(yè)地址包括列地址和層地址。 位置技術(shù)及判斷：沿著堆垛機的行進(jìn)方向和載貨臺的升降方向設(shè)置認(rèn)址片，plc通過檢測認(rèn)址片來判斷堆垛機位置和載貨臺的位置，每經(jīng)過一個認(rèn)址片，plc的高速計數(shù)器就

29、自動計數(shù)一次，前進(jìn)加一，后退減一，上升加一，下降減一。到達(dá)預(yù)定位置后，堆垛機停車。 速度調(diào)整和準(zhǔn)確停車：根據(jù)堆垛機和目標(biāo)位置的距離，plc輸出速度調(diào)整的控制信號給變頻器，通過變頻器控制電機的轉(zhuǎn)速，在停車之前先把堆垛機的運行速度降低到低速檔，使堆垛機以低速接近目標(biāo)位置，保證堆垛機的穩(wěn)定性。 作業(yè)任務(wù)的順序邏輯控制：按照入庫、出庫的作業(yè)順序，確定各輸出點的得電狀態(tài)，完成作業(yè)順序的邏輯控制。 安全保護(hù)：水平行走、載貨臺升降及貨叉的伸縮等都有限位保護(hù)。 plc還有工作故障報警功能。本系統(tǒng)由上位監(jiān)控級與直接控制級組成。監(jiān)控級對通訊、流程進(jìn)行控制，并進(jìn)行實時圖像顯示，直接控制級是由plc(可編程序控制器)

30、組成的控制系統(tǒng)對各設(shè)備進(jìn)行單機自動操作。采用組態(tài)王6.52建立監(jiān)控界面，同時將運行系統(tǒng)的狀態(tài)反饋到監(jiān)控計算機。堆垛機采用西門子公司的s7-200型plc控制，與變頻器結(jié)合對堆垛機進(jìn)行變頻調(diào)速。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如圖2.1所示。監(jiān)控計算機堆垛機貨叉控制系統(tǒng)堆垛機水平變頻系統(tǒng)堆垛機縱向變頻系統(tǒng)堆垛機貨叉運行機構(gòu)堆垛機水平運行機構(gòu)堆垛機縱向運行機構(gòu)堆垛機限位保護(hù)系統(tǒng)堆垛機貨物檢測系統(tǒng) s7-200 plc堆垛機縱向認(rèn)址系統(tǒng)堆垛機水平認(rèn)址系統(tǒng)圖2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D2.2 堆垛機位置控制由堆垛機的作業(yè)流程分析，堆垛機是由水平運行機構(gòu)、縱向起升機構(gòu)和貨叉伸縮機構(gòu)三部分組成的，水平運行機構(gòu)和垂直起升機構(gòu)使堆垛

31、機到達(dá)目標(biāo)位置，貨叉伸縮機構(gòu)完成存取貨任務(wù)。要完成對堆垛機自動控制系統(tǒng)的設(shè)計，首先要保證堆垛機能夠準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)位置，所以在設(shè)計堆垛機自動控制系統(tǒng)時，關(guān)鍵在于準(zhǔn)確可靠的認(rèn)址和定位保證堆垛機準(zhǔn)確無誤的定位在目標(biāo)貨位。另外為了提高存取效率和保證堆垛機的穩(wěn)定性，必須對堆垛機三個機構(gòu)的速度進(jìn)行合理有效的控制，其中速度位置檢測是堆垛機自動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。堆垛機速度位置控制的實現(xiàn)方法如圖2.2所示，控制系統(tǒng)由plc控制器、調(diào)速系統(tǒng)、編碼器、認(rèn)址片和認(rèn)址器組成，實現(xiàn)位置和速度的雙閉環(huán)控制。 執(zhí)行機構(gòu)m調(diào)速系統(tǒng)認(rèn)址器控制器輸入編碼器速度檢測 位置檢測 圖2.2 堆垛機位置速度控制框圖2.2.1 定位控制定位

32、控制就是確定堆垛機停止在目標(biāo)貨位的功能。自動倉庫的認(rèn)址檢測系統(tǒng)有兩項任務(wù)：一是實現(xiàn)自動尋址，使堆垛機自動找到被指定到達(dá)的位置；二是自動準(zhǔn)確停準(zhǔn)，即堆垛機停準(zhǔn)位置不超出規(guī)定的精度。為此，貨架上的每個貨位必須具有堆垛機能識別的編碼，所以將貨架兩側(cè)編成x1、x2，沿堆垛機運行方向?qū)⒇浖芫帪?y列，垂直方向編為0z層。這樣每個貨位就有了獨立的三維坐標(biāo)地址，堆垛機自動檢測目前的坐標(biāo)地址，使其能到達(dá)目標(biāo)位置。因為貨架兩側(cè)分為x1、x2，只有兩個方向，反應(yīng)到堆垛機上只是貨叉左伸、右伸運動，此方向不用檢測，所以實際上堆垛機位置的檢測只是對y、z位置的檢測。2.2.2 認(rèn)址檢測方式主要的認(rèn)址檢測方式有以下幾種：

33、（1）絕對認(rèn)址：絕對認(rèn)址是將每一個貨位賦予唯一的開關(guān)狀態(tài)，給每個貨位制作一個專用的認(rèn)址片，堆垛機上相應(yīng)安裝一個識別器，通常是二進(jìn)制編碼板和一組光電開關(guān)的組合，通過讀取認(rèn)址片的代碼來判斷堆垛機的當(dāng)前位置。（2）相對認(rèn)址：相對認(rèn)址：相對認(rèn)址時每個貨位的認(rèn)址片結(jié)構(gòu)相同。每經(jīng)過一個貨位，就對地址編碼進(jìn)行加1或減1，一直移動到和預(yù)定位置號一致時停止運行。（3）編碼器定位法：編碼器定位方式主要有兩種：從動輪與軌道旋轉(zhuǎn)計數(shù)測定方式、鏈輪與鏈條旋轉(zhuǎn)計數(shù)測定方式。從動輪與軌道旋轉(zhuǎn)計數(shù)測定方式。堆垛機的從動輪上配有同軸旋轉(zhuǎn)編碼器，從動輪與軌道近似純滾動，因此通過對旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)換，可以得到堆垛機的相對運行位

34、置。（4）激光測距定位：激光測距定位是近年來應(yīng)用于堆垛機準(zhǔn)確定位的新技術(shù)，用激光測距儀通過測量堆垛機到基準(zhǔn)點的距離和事先存儲的位置數(shù)據(jù)比較來確定堆垛機的當(dāng)前位置。這種方法的精度很高，但是使用時堆垛機和激光發(fā)射器和反射板之間不允許有物體，否則會遮擋住激光的傳輸路徑，使系統(tǒng)無法準(zhǔn)確定位。以上是四種常見的認(rèn)址檢測方式，四種方式各有優(yōu)劣，下面的表格2-1是他們之間的比較對照：表2-1 認(rèn)址方式對比表認(rèn)址器 光電開關(guān)旋轉(zhuǎn)編碼器激光測距傳感器認(rèn)址方式相對認(rèn)址 絕對認(rèn)址 絕對認(rèn)址絕對認(rèn)址可靠性 較低 高 較高 最高認(rèn)址精度 格 格 mm mm 系統(tǒng)成本 低 高 高 較高 數(shù)據(jù)接口 無 無 多種 多種 定位方

35、式反射式 反射式接觸式 反射式 使用壽命 短 短 較長 長2.2.3 認(rèn)址方式確認(rèn)為完成對堆垛機的位置控制，必須能檢測出堆垛機的運行位置，本文設(shè)計的堆垛機系統(tǒng)認(rèn)址方式如下：（1）水平認(rèn)址系統(tǒng) 水平方向采用激光測距傳感器，當(dāng)前數(shù)據(jù)為位移值，經(jīng)過plc計算后的數(shù)據(jù)為當(dāng)前速度值。激光測距傳感器安裝在堆垛機上，目標(biāo)放射板安裝在巷道末端。在立體倉庫巷道通道中的激光測距范圍(激光發(fā)射器與反射板之間)內(nèi)不得有任何物體遮擋激光光線。激光測距的原理是通過發(fā)射出的激光光線長度來測定距離，其光線就好比一把光尺，如果物體遮擋激光光線，讓它脫離原標(biāo)準(zhǔn)原點的測定位置，將影響實際要求的測定距離，從而使道堆垛機走位偏離所設(shè)定

36、的位置，產(chǎn)生貨叉取/存儲錯位或起始點撞擊巷道堆垛機端部緩沖制動器的情況。因此，在巷道堆垛機工作時不允許有任何物體遮擋激光光線，對于激光光線通道應(yīng)采取隔離保護(hù)措施，保證激光測距的準(zhǔn)確性和自動化系統(tǒng)的安全性。（2）縱向認(rèn)址系統(tǒng)堆垛機縱向方向的層定位采用光電開關(guān)和認(rèn)址片組合定位，即在堆垛機的上下安裝兩個光電開關(guān)，在每層的貨位上安裝認(rèn)址片。低位為取貨開始伸叉或放貨完畢收叉的位置，高位為放貨開始伸叉或取貨完畢收叉的位置。為使貨叉能完成作業(yè)，堆垛機在垂直方向上必須要提供使貨叉能停在高位或低位的檢測裝置。所以在堆垛機的升降臺上安裝三個光電開關(guān)，與升降臺一起上升下降，中間的一個共用，其他兩個分別為上位置和下位

37、置。存貨開始或取貨結(jié)束時，升降臺貨叉停在高位置，下面兩個光電開關(guān)處于認(rèn)址片內(nèi)；取貨開始或存貨結(jié)束時，貨叉停在低位置，此時上面兩個光電開關(guān)處于認(rèn)址片內(nèi)，如圖2.3所示。 圖2.3 堆垛機垂直方向認(rèn)址傳感器分布圖其認(rèn)址狀態(tài)如表2-2所示：表2-2 認(rèn)址狀態(tài)表 上升下降傳感器存貨高位取貨低位存貨高位 取貨低位a1計數(shù)、減速、定位 定位、停止 a2計數(shù)、減速、定位定位、停止定位、停止計數(shù)、減速、定位a3 計數(shù)、減速、定位 2.2.4 堆垛機速度曲線分析常見的速度運行曲線有三種，分別為三角形與梯形速度曲線、拋物線與直線形速度曲線、正弦形速度曲線。本文采用最常用的梯形速度曲線。如圖2.4所示，梯形速度曲線

38、堆垛機以加速度啟動加速，當(dāng)勻加速到最大運行速度時，保持該速度運行一段時間，再以勻減速運行，直到零速?？?。vabcs1s2s3s圖2.4 梯形速度曲線2.3 plc及資源配置根據(jù)實際的控制點數(shù)和系統(tǒng)需要實現(xiàn)的控制要求，在本設(shè)計中選用西門子的s7-200系列的plc作為控制中心。2.3.1 s7-200系列plc概述s7-200系列plc是德國西門子公司生產(chǎn)的一種超小型plc,超小型是指其功能具有大、中型plc的水平，而價格卻和小型plc的價格一樣?？梢詥螜C運行，也可以輸入/輸出擴展。它結(jié)構(gòu)小巧，可靠性高，運行速度快，繼承和發(fā)揮了它在大、中型plc領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，又極豐富的指令集，具有強大的多種集

39、成功能和實時特性，配有功能豐富的擴展模塊，性能價格比非常高。因此，它一經(jīng)推出，即受到了廣泛的關(guān)注。特別是s7-200cpu22*系列plc(它是21*系列的替代產(chǎn)品），由于它具有多種功能模塊和人機界面可供選擇，可以很容易的組成plc網(wǎng)絡(luò)。同時具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得s7-22*系列plc來完成控制系統(tǒng)的設(shè)計時更加簡單，系統(tǒng)的集成非常方便，幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)。s7-200硬件系統(tǒng)的配置方式采用整體式加積木式，即主機中包含一定數(shù)量的i/o輸入輸出，同時還可以擴展各種功能模塊。（1） 基本單元：基本單元有時又稱作cpu模塊，也有的稱之為主機或本機。特包括cpu、存儲器、

40、基本輸入輸出點和電源等，使plc的主要部分。它實際上就是一個完整的控制系統(tǒng)，可以單獨的完成一定的控制任務(wù)。（2）擴展單元：主機i/o數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時，用戶可以根據(jù)需要擴展各種i/o模塊，所能連接的擴展單元的數(shù)量和實際所能使用的i/o點數(shù)是多種因素共同決定的。（3）特殊功能模塊：當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時，可與simatic s7-200主機相連，已完成某種特殊的控制任務(wù)而特制的一種裝置。（4）相關(guān)設(shè)備：相關(guān)設(shè)備是為了充分和方便的利用simatic s7-200系統(tǒng)的硬件和軟件資源而開發(fā)和使用的一些設(shè)備，主要有編程設(shè)備、人際操作界面和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。（5）工業(yè)軟件：工業(yè)軟件是為更

41、好的管理和使用這些設(shè)備而開發(fā)的與之相配套的程序，它主要有標(biāo)準(zhǔn)工具、工程工具、運行軟件和人機接口等幾大類構(gòu)成。2.3.2 cpu型號選擇（1）西門子cpu的介紹simatic s7-200的cpu模塊包括一個中央處理單元、電源以及數(shù)字i/o點，這些都被集成在一個緊湊、獨立的設(shè)備中。cpu負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，以便對工業(yè)自動化控制任務(wù)或過程進(jìn)行控制。輸入部分則輸出控制信號，控制工業(yè)過程中的設(shè)備。西門子第二代產(chǎn)品的cpu模塊位cpu 22*，是在本世紀(jì)初投放市場的。其速度快，具有極強的通訊能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的cpu單元。 cpu 221：cpu 221具有6輸入/4輸出，共計10個點的i/o，無擴

42、展能力，有6kb程序和數(shù)據(jù)存儲空間。還具有4個獨立的30khz高數(shù)計數(shù)器，2路獨立的20khz高數(shù)脈沖輸出端，一個rs-485通訊/編程端口，具有ppi通訊協(xié)議、mpi通訊協(xié)議和自由通訊方式。非常適合小點數(shù)的控制系統(tǒng)。 cpu 222：cpu 222除了具有cpu 221的功能外，其不同在于：它有8輸入/6輸出，共計14點i/o，可以擴展8路模擬量和最多64個i/o,因此使更廣泛的全功能控制器。 cpu 224：它在cpu 222的基礎(chǔ)上使主機的輸入輸出點數(shù)增為24點，最大可擴展為168點數(shù)字量或者35點模擬量的輸入和輸出；存儲量也進(jìn)一步增加，還增加了一些數(shù)學(xué)指令和高數(shù)計數(shù)器的數(shù)量，具有較強的

43、控制能力。 cpu 226：這種模塊在cpu 224的基礎(chǔ)上功能又進(jìn)一步增強，主機輸入和輸出點增加到40點，最大可擴展為248點數(shù)字量和35點模擬量；增加了通訊口的數(shù)量，通訊能力大大增強；它可用于點數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。（2）cpu型號的選擇 根據(jù)控制點數(shù)來計算，可以選用cpu-226這個型號的cpu，cpu226有24輸入/16輸出，最大可以擴展為248點數(shù)字量或35點模擬量。其特點如下： 集成的24v電源：可直接連接到傳感器和變送器、執(zhí)行器，可用作負(fù)載電源。 高速脈沖輸出：具有2路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達(dá)20khz，用于控制步進(jìn)電機或伺服電機，實現(xiàn)定位任務(wù)。 通信口

44、：cpu226具有2個rs-485通信口，支持ppi、mpi協(xié)議，有自由口通信能力。 模擬電位器：cpu226有兩個模擬電位器，用來改變特殊寄存器中的數(shù)值，以改變程序運行的參數(shù)，如定時器、計數(shù)器的預(yù)設(shè)值，過程量的控制參數(shù)。 中斷輸入允許以極快的速度對過程信號的上升沿做出響應(yīng)。 數(shù)字量輸入/輸出點：cpu226具有24輸入/16輸出，輸出點為24v直流雙向偶看光電耦合輸入電路，輸出有繼電器和直流兩種類型，可擴展模塊為7個。 cpu226有6個30khz的高速計數(shù)器，用于捕捉比cpu掃描頻率更高的脈沖信號。2.3.3 plc模塊選型 由于s7-200-cpu226的集成24輸入/16輸出不能滿足設(shè)

45、計的要求，所以又選用了em221擴展模塊和em235擴展模塊，正好滿足設(shè)計的需要。所選模塊型號如表2-3所示。表2-3 擴展模塊選型表系列號類別描述選型型號數(shù)量em221輸入擴展模塊di166es7221-1bh22-0xa01em235輸入/輸出擴展模塊ai4/ao16es7235-0kd22-0xa02 由于cpu226的輸入點只有24個，不能滿足設(shè)計的輸入點的需要，所以加入一個em221模塊，該模塊有16個數(shù)字輸入點，總體上可以滿足系統(tǒng)輸入的要求。另外加入兩個em235模擬量輸入/輸出模塊是為控制水平和垂直運行的交流電機。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如2.5所示： 圖2.5 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖2.4 堆垛

46、機變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計為了實現(xiàn)堆垛機的準(zhǔn)確定位，提高存取效率和保證堆垛機的穩(wěn)定性，必須對堆垛機三個機構(gòu)的速度進(jìn)行合理有效的控制，由于水平和垂直運行電機分別采用三相交流異步電動機和單相交流異步電動機，所以對這兩個方向的速度控制采用閉環(huán)變頻調(diào)速控制。2.4.1 變頻器的選型（1） 變頻的概念變頻器的工作原理是通過改變交流電頻率方式實現(xiàn)交流電的控制。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為igbt三相橋式逆變器，且輸出為pwm波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功率。主要特點如下： 通過改變變頻器的輸出頻率實現(xiàn)對異步電動機的調(diào)速控制。

47、 在利用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制時，只需改變變頻器內(nèi)部逆變電路換流器件的開關(guān)順序即可達(dá)到對輸出進(jìn)行換向的目的，不需要設(shè)置專門的切換裝置。 高速驅(qū)動是變頻器調(diào)速控制的一個顯著優(yōu)點。 如果變頻器的容量允許的話，可以使用一臺變頻器同時驅(qū)動多臺電機。 采用變頻器對異步電動機進(jìn)行啟動時，由于可以將輸出頻率降至一個很小的值起動，電動機起動電流很小，對電機會起到較好的保護(hù)作用。（2） 變頻器的分類按照主電路工作方式進(jìn)行分類，變頻器可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器。電壓型變頻器的特點是將直流電壓源轉(zhuǎn)換為交流電源，而電流型變頻器的特點則是將直流電流源轉(zhuǎn)換為交流電源。 電壓型變頻器。在電壓型變頻器中，整流電路或者斬波

48、電路產(chǎn)生逆變電路所需要的直流電壓，并通過中間電路的電容進(jìn)行平滑后輸出。整流電路和直流中間電路起直流電壓源的作用，而電壓源輸出的直流電壓在逆變電路中被轉(zhuǎn)換為具有所需頻率的交流電壓。在電壓型變頻器中，由于能量回饋給直流中間電路的電容，并使直流電壓上升，還需要有專用的放電電路，以防止換流器件因電壓過高而被破壞。 電流型變頻器。在電流型變頻器中，整流電路給出直流電流，并通過中間電路的電抗將電流進(jìn)行平滑后輸出。整流電路和直流中間電路起電流源的作用，而電流源輸出的交流電流在逆變電路中被轉(zhuǎn)換為所需要的交流電流，并被分配給各輸出相后作為交流電流提供給電動機。在電流型變頻器中，電動機定子電壓的控制是通過檢測電壓

49、后對電流進(jìn)行控制的方式實現(xiàn)的。（4） 變頻器的選型本文根據(jù)綜合考慮選擇西門子mm440變頻器，mm440型使用pid控制器，具pid微調(diào)等功能，mm440可用于矢量控制，可以實現(xiàn)高性能的應(yīng)用，帶內(nèi)置制動單元，可以快速制動。mm440變頻器各項參數(shù)指標(biāo)如下：輸入電壓：3相380vac，50hz。輸入電流：2.8a。輸出功率：0.75kw。輸出電壓：3相(0-380)vac可調(diào)。輸出頻率：(0-650)hz可調(diào)。輸出電流：2.1。輸出控制：變頻器由微機處理器控制絕緣柵雙極型晶體管(igbt)的脈沖寬度調(diào)制頻率，實現(xiàn)輸出電壓、頻率可調(diào)?？刂谱饔茫海噶哭D(zhuǎn)矩、光電編碼器反饋的速度控制等。數(shù)字量輸入：6

50、路帶隔離的數(shù)字量輸入。數(shù)字量輸出：8路繼電器輸出。模擬量輸入：2路(010) 模擬量輸入。模擬量輸出：2路(020) 模擬量輸出。通訊接口：rs485通訊、uss協(xié)議。操作功能：aop盤、bop控制盤、電位器與外接端子操作。2.4.2 水平方向變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計水平行走電機采用220w的三相交流異步電動機，運行速度要求為2m/min360m/min，系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制方式。s7-200plc的模擬量輸出信號作為mm440變頻器的模擬量輸入，來控制變頻器輸出頻率和輸出電壓的變化，從而控制三相異步電動機的運行；電動機轉(zhuǎn)速由光電編碼器檢測并反饋到plc得高速計數(shù)口i1.4和i1.5，構(gòu)成閉環(huán)變頻調(diào)速

51、系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖如圖2.6所示，為速度給定量，為plc輸出的控制量，為變頻器輸出電壓，為被控量，控制算法為pid。擾動三相異步電動機（負(fù)載系統(tǒng)）變頻器主電路（igbt逆變器） plc控制器（pid算法）- 光電編碼器反饋圖2.6 plc變頻調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（1）運用指令系統(tǒng)中的pid指令，偏差信號按照pid算法計算出控制量，用傳送指令輸出電壓控制量到變頻器的模擬量輸入ain1口。（2）運用指令系統(tǒng)中的hdef、hsc指令，進(jìn)行高速計數(shù)中斷程序設(shè)計，高速計數(shù)器設(shè)為hsc0和模式9，增計數(shù)，實時采集并存儲光電編碼器反饋的a、b兩相正交脈沖數(shù)。（3）在上位機監(jiān)控系統(tǒng)中，實時測取系統(tǒng)各參數(shù)和輸出特性

52、，并能在上/下位機進(jìn)行系統(tǒng)控制。（4）采用模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計出控制程序，包括主程序、子程序和中斷程序。采用帶傳感器矢量控制閉環(huán)調(diào)速，能滿足像堆垛機這樣動態(tài)特性要求較高，并且在低頻時輸出高轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速精度要求較高的場合。由于堆垛機在工作過程中是頻繁啟動和停車的，在高速運行的狀態(tài)下還要求堆垛機能夠快速精準(zhǔn)地停在目的地，因此在制動方面采用了動能制動，將電動機運行在發(fā)電狀態(tài)下所回饋的能量消耗在制動電阻中，從而達(dá)到快速停車的目的。根據(jù)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求，三相異步電動機采用泰安伊萬福電機有限公司生產(chǎn)的系列-632-2型電機，額定功率300w，額定電流0.69a，額定電壓380， 額定頻率50hz， 轉(zhuǎn)

53、速，功率因數(shù)0.81。變頻器參數(shù)設(shè)定如表2-4所示。 表2-4 變頻器參數(shù)設(shè)定參數(shù)號 設(shè)定值 功能說明p0003 3 專家模式，使能讀/寫所有參數(shù) p0004 0全參數(shù) p0700 2 外部按鈕或上位機啟動/停止系統(tǒng) p1000 2上位機或plc程序給定設(shè)定 p1300 1帶磁通電流的v/f控制方式 p2010 6通訊波特率設(shè)為9600 p2011 0mm440變頻器通訊地址2.4.3 垂直方向變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計垂直運行電動機采用200w的單向交流異步電動機，運行速度要求為2m/min80m/min。垂直方向變頻調(diào)速系統(tǒng)與水平方向變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相似，但是由于單相異步電動機和三相異步電動機有所區(qū)

54、別，所以垂直變頻調(diào)速系統(tǒng)和水平變頻調(diào)速系統(tǒng)也有不同的地方。從結(jié)構(gòu)上看單相異步電動機與三相籠型異步電動機相似，其轉(zhuǎn)子也為籠型，只是釘子繞組為單相工作繞組，但通常為起動的需要，定子上除了工作繞組外，還設(shè)有起動繞組，它的作用是產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩，一般只在起動時接入，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到70%80%的同步轉(zhuǎn)速時，由離心開關(guān)將其從電源自動切除，所以正常工作時只有工作繞組在電源上運行。但也有一些電容或電阻電動機，在運行時將起動繞組接于電源上，這實質(zhì)上相當(dāng)于一臺兩相電機，但由于它接在單相電源上，故稱為單相異步電動機。圖2.7是電容分組式單相異步電動機原理圖。 單相異步電動機的突出特點是沒有啟動轉(zhuǎn)矩和固定的轉(zhuǎn)向。為此要設(shè)置啟動裝置，以及電機中產(chǎn)生一個與主磁場在空間和時間上不同相得磁場，從而形成一定大小的旋轉(zhuǎn)磁場以產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩。單相異步電動機因有反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，與相同容量的三相異步電機比較，具有勵磁電流大、功率因數(shù)低、過載能力小、效率也比較低等缺點。但因其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，使數(shù)瓦至三百瓦左右的小功率電機得以廣泛采用。圖2.7 電容分組式單相異步電動機原理圖1 工作繞組；2起動繞組k離心式開關(guān)；c電容器單相交流電動機的變頻調(diào)速與三相交流電動機的變頻調(diào)速不同，將單相220v輸入、三相輸出的變頻器的三個輸出端