《基于PLC的倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真探究》7600字【論文】

基于PLC的倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真研究摘要 1前言 11自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 22自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32.1設(shè)計(jì)目標(biāo) 32.2自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的結(jié)構(gòu)及工作流程 83硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 73.1PLC選型 73.2I/O口地址分配 94基于PLC的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 94.1主程序設(shè)計(jì) 134.2自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì) 155基于MCGS組態(tài)軟件的仿真驗(yàn)證 205.1MCGS與自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的連接 225.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建 235.3系統(tǒng)畫面設(shè)計(jì)與動(dòng)畫連接 245.4運(yùn)行策略設(shè)計(jì) 255.5設(shè)備窗口組態(tài) 255.6系統(tǒng)運(yùn)行 26總結(jié) 27參考文獻(xiàn) 28[摘要]論文旨在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種基于PLC的倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電氣控制系統(tǒng)以西門子S7-200CPU226型號(hào)可編程控制器（PLC）、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)和傳感器等組成。本文研究自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的工作原理并分析了西門子S7-200可編程控制器、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)和組態(tài)軟件MCGS的特點(diǎn)。最后，以STEP7-MicroWin編程軟件為基礎(chǔ)，介紹了S7-200、I/O地址分配的通訊設(shè)置并編寫一個(gè)PLC控制梯形圖，依據(jù)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的工作流程設(shè)計(jì)一個(gè)組態(tài)監(jiān)控仿真界面。[關(guān)鍵詞]立體倉(cāng)庫(kù)；PLC；組態(tài)軟件MCGS前言隨著企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，經(jīng)濟(jì)全球化的步伐也迅速加快，我國(guó)的工業(yè)也出現(xiàn)了翻天覆地的變化，一方面高科技的加工工藝越來(lái)越得到推廣，加工效率也得到了大大的提升。在此背景下，傳統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足新形勢(shì)的要求，所以實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)到自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，提高企業(yè)綜合效益便成為目前亟待解決的問(wèn)題。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)是指在不直接進(jìn)行人工處理的情況下，自動(dòng)地完成物品倉(cāng)儲(chǔ)和取出的系統(tǒng)，是以成套搬運(yùn)設(shè)備為基礎(chǔ)，集自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)、機(jī)電技術(shù)于一體的高效率、大容量存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，具有減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，消除差錯(cuò)，提高倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化水平以及管理水平和降低儲(chǔ)運(yùn)損耗等優(yōu)點(diǎn)。而PLC作為一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有模塊化結(jié)構(gòu)、配置靈活、高速的處理速度、精確的數(shù)據(jù)處理能力以及多種控制功能等優(yōu)點(diǎn)，是目前廣泛應(yīng)用的控制裝置之一。所以利用PLC可以完全滿足自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)研究及設(shè)計(jì)的需求。1自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀近些年隨著企業(yè)的持續(xù)不斷穩(wěn)定的發(fā)展，全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)進(jìn)步巨大，一方面，不斷進(jìn)步的高科技的加工工藝，另一方面是大大的提升的加工效率。在這樣的背景下，普通的倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足不斷發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)的要求，所以自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)取代傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)，并且提高企業(yè)綜合效益就成為目前急需要解決的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，也叫自動(dòng)存取倉(cāng)庫(kù)是指在不直接進(jìn)行人工處理的情況下能自動(dòng)存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng)系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)以它是以多層貨架構(gòu)成，通常是將物料存放在標(biāo)準(zhǔn)的料箱或托盤內(nèi)，然后由巷道式堆垛起重機(jī)對(duì)任意貨位實(shí)現(xiàn)物料的存取操作，并利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的自動(dòng)存取控制和管理。最早是在1963年，美國(guó)率先在高架倉(cāng)庫(kù)中采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，建立了全球的第一座以計(jì)算機(jī)控制的立體倉(cāng)庫(kù)。自那以后，在美國(guó)和歐洲，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)得到迅速發(fā)展，并且逐步形成了專門的學(xué)科。在60年代的中期，日本國(guó)開始興建立體倉(cāng)庫(kù)，而且發(fā)展速度迅速，成為了那時(shí)全球擁有自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)最多的幾個(gè)國(guó)家之一。而我國(guó)對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的研制也不算太晚，1973年我國(guó)開始研究采用巷道式堆垛機(jī)的立體倉(cāng)庫(kù)。1980年，由北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所等單位研制建成的我國(guó)第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在北京汽車制造廠投產(chǎn)?，F(xiàn)在，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)具有廣闊的應(yīng)用前景。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)能夠發(fā)展成為了一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)是因?yàn)樽陨盹@著的優(yōu)勢(shì)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的主要優(yōu)點(diǎn)為：（1）極大的提高了工作效率（2）降低了貨物儲(chǔ)存的損耗率（3）極大節(jié)省了人力資源（4）十分充分利用倉(cāng)庫(kù)的垂直補(bǔ)分空間（5）強(qiáng)力出庫(kù)入庫(kù)能力但是由于立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的前期部分投入相對(duì)比較大，并且需要專業(yè)人才從事維護(hù)和調(diào)試，所以綜合成本就成為限制自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)發(fā)展的主要因素，因此，重中之重就是如何降低立體倉(cāng)庫(kù)的綜合成本。本次設(shè)計(jì)就是利用PLC功能強(qiáng)大和可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化等一系列的優(yōu)點(diǎn)來(lái)針對(duì)那些中小型企業(yè)而設(shè)計(jì)的以PLC作為核心控制元件的中小型立體倉(cāng)庫(kù)。來(lái)滿足立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的控制要求和工作環(huán)境。2自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)為目標(biāo)，本節(jié)將闡述自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、組成結(jié)構(gòu)及工作流程。2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)立體倉(cāng)庫(kù)工藝流程與控制要求：（1）系統(tǒng)初始化狀態(tài)碼料小車處于一層C區(qū)（SQ11檢測(cè)有信號(hào)），小車內(nèi)無(wú)貨物。（2）運(yùn)行操作①貨物進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)之前，先進(jìn)行稱重。（重量由仿真頁(yè)面自動(dòng)設(shè)置）貨物的重量會(huì)顯示在自動(dòng)控制界面的當(dāng)前貨物重量中。②碼料要求：根據(jù)稱得的貨物重量以及之前的碼放情況，系統(tǒng)自動(dòng)決定將貨物碼放至倉(cāng)庫(kù)的第幾層的某一區(qū)。已知每個(gè)存儲(chǔ)位置最多可承受100KG的重量，而貨物重量一般在0-100千克之間。在碼放貨物時(shí)，按照A1-A2-A3-B1-B2-B3-C1-C2-C3的規(guī)則進(jìn)行碼放。例如：第一個(gè)貨物重50KG，將其放入A1倉(cāng)位之后，第二個(gè)貨物若小于50KG，則還將其放入A1位置，若大于50KG，則放入A2位置，依次類推。③稱重過(guò)的貨物會(huì)被放至貨物傳送帶上，則SQ1會(huì)被壓下，SQ1有信號(hào)后，M1電機(jī)啟動(dòng)正轉(zhuǎn)，M1的速度根據(jù)自動(dòng)設(shè)置的貨物重量進(jìn)行調(diào)整，即60KG-100KG的貨物，M1電機(jī)以低速度運(yùn)送；20-60KG之間的貨物，M1電機(jī)以中速度運(yùn)送；小于20KG的貨物，M1電機(jī)以高速度運(yùn)送。直至貨物被運(yùn)送到位，SQ2被壓下，M1電機(jī)停止。④M1電機(jī)啟動(dòng)的同時(shí)，M2電機(jī)負(fù)責(zé)帶動(dòng)托盤傳送帶將托盤運(yùn)送至SQ4位置：首先SQ3檢測(cè)到傳送帶上有托盤，M2電機(jī)開始啟動(dòng)，當(dāng)托盤被運(yùn)送到位，SQ4被壓下，M2電機(jī)停止。當(dāng)貨物和托盤都被運(yùn)送到位之后，等待3s，期間機(jī)械手負(fù)責(zé)將貨物抓放至托盤上。⑤貨物被抓放至托盤上之后，系統(tǒng)開始正式的入庫(kù)操作：首先碼料小車從C1位置向右行駛2cm，然后等待5s（期間碼料小車自動(dòng)完成取貨）；取貨完成后，碼料小車根據(jù)前面的碼料要求自動(dòng)將貨物送至相應(yīng)的倉(cāng)位。例如碼料小車需要將貨物運(yùn)送至B2倉(cāng)位，則取貨完成后，電機(jī)M3、M4的動(dòng)作流程如下：M3向左行駛，直至SQ12處停下；M4正轉(zhuǎn)上升托動(dòng)碼料小車到達(dá)B2倉(cāng)位，等待2s（期間小車上的氣缸將貨物連同托盤推送至倉(cāng)位中），此時(shí)觸摸屏中對(duì)應(yīng)倉(cāng)位的重量顯示發(fā)生改變；貨物放下后，電機(jī)M4反轉(zhuǎn)，碼料小車下降至SQ12位置，之后M3向右運(yùn)行至SQ11，即碼料小車回到原點(diǎn)。至此一個(gè)完整的碼料過(guò)程完成，等待下一個(gè)貨物。⑥當(dāng)所有倉(cāng)位都滿倉(cāng)時(shí)，系統(tǒng)停止運(yùn)行，同時(shí)報(bào)警指示燈HL5常亮。（3）停止操作系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，按下停止按鈕SB2，系統(tǒng)完成當(dāng)前貨物的入庫(kù)后停止運(yùn)行。當(dāng)停止后再次啟動(dòng)運(yùn)行，系統(tǒng)保持上次運(yùn)行的紀(jì)錄。（4）送料過(guò)程的動(dòng)作要求連貫，執(zhí)行動(dòng)作要求順序執(zhí)行，運(yùn)行過(guò)程不允許出現(xiàn)沖突。（5）非正常情況處理當(dāng)電機(jī)M1開始運(yùn)行時(shí)，若托盤傳送帶上無(wú)托盤（SQ3無(wú)信號(hào)），則在觸摸屏中自動(dòng)彈出報(bào)警畫面“托盤用完、請(qǐng)放入托盤”，直至SQ3有信號(hào)M2電機(jī)啟動(dòng)，報(bào)警畫面自動(dòng)消除。2.2自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的結(jié)構(gòu)及工作流程圖1立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)俯視圖圖2立體倉(cāng)庫(kù)正視圖立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)共由稱重區(qū)、貨物傳送帶、托盤傳送帶、機(jī)器手裝置、碼料小車和一個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)組成，系統(tǒng)俯視圖如圖1所示。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程如下：貨物首先經(jīng)過(guò)稱重區(qū)稱重，然后經(jīng)過(guò)貨物傳送帶將貨物運(yùn)送至SQ2位置，然后由機(jī)械手將貨物取至SQ4處的托盤上，然后由碼料小車將貨物連同托盤運(yùn)送至倉(cāng)庫(kù)區(qū)，碼放至不同的存儲(chǔ)位置。其中倉(cāng)庫(kù)區(qū)的正視圖如圖2所示。由圖2可知，立體倉(cāng)庫(kù)共有9個(gè)存儲(chǔ)位置。已知每個(gè)存儲(chǔ)位置最多可承受100KG的重量，而貨物重量一般在0-100千克之間，經(jīng)稱重模塊稱重后，將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-10V電壓信號(hào)。在碼放貨物時(shí)，按照A1-A2-A3-B1-B2-B3-C1-C2-C3的規(guī)則進(jìn)行碼放。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)共有稱重區(qū)、貨物傳送帶、機(jī)械手裝置、碼料小車和一個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)組成。立體倉(cāng)庫(kù)劃分為A、B、C三個(gè)區(qū)域分別對(duì)應(yīng)碼料小車水平運(yùn)行軌道的限位開關(guān)SQ3、SQ2、SQ1，根據(jù)貨物重量將貨物運(yùn)送至倉(cāng)庫(kù)各個(gè)區(qū)域。貨物傳送帶含限位開關(guān)SQ4、SQ5,以通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)或根據(jù)貨物重量切換電機(jī)M1低速、中速、高速三種狀態(tài)。系統(tǒng)初始狀態(tài):碼料小車處于一層C區(qū)（SQ1檢測(cè)有信號(hào)），小車無(wú)貨物。系統(tǒng)模式可分為調(diào)試模式和運(yùn)行模式：當(dāng)選用調(diào)試模式，觸摸屏顯示手動(dòng)調(diào)試界面，通過(guò)選擇調(diào)試按鈕，分別可對(duì)貨物傳送帶、物料小車水平移動(dòng)電機(jī)（伺服電機(jī)）、物料小車垂直移動(dòng)電機(jī)（步進(jìn)電機(jī)）進(jìn)行調(diào)試，連續(xù)按下按鈕SB1可以切換貨物傳送帶的運(yùn)行速度，當(dāng)按下停止按鈕SB2,系統(tǒng)停止調(diào)試，指示燈熄滅。當(dāng)選用運(yùn)行模式，觸摸屏顯示自動(dòng)運(yùn)行界面，稱重過(guò)的貨物會(huì)被放至貨物傳送帶上，則SQ4被壓下，SQ4獲得信號(hào)后，電機(jī)M1正轉(zhuǎn)，M1的速度根據(jù)貨物重量自動(dòng)調(diào)整，即60kg-100kg的貨物，M1以低速速度運(yùn)行，20kg-60kg的貨物M1以中速速度運(yùn)行，20kg以下的貨物M1以高速速度運(yùn)行，貨物運(yùn)送至SQ5，M1停止，此時(shí)機(jī)械手啟動(dòng)將貨物轉(zhuǎn)移至碼料小車中開始入庫(kù)，碼料小車會(huì)根據(jù)貨物重量將貨物運(yùn)送至對(duì)應(yīng)倉(cāng)庫(kù)區(qū)域，運(yùn)料結(jié)束后返回一層C區(qū)。自動(dòng)運(yùn)行界面會(huì)顯示倉(cāng)庫(kù)各個(gè)區(qū)域的重量變化，當(dāng)倉(cāng)庫(kù)已滿時(shí)，滿庫(kù)顯示燈閃爍。當(dāng)出現(xiàn)碼料小車不在一層C區(qū)及小車內(nèi)部含有貨物等特殊情況，觸摸屏報(bào)警顯示燈會(huì)出現(xiàn)閃爍，系統(tǒng)不能運(yùn)行。3硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)本節(jié)將針對(duì)硬件主控模塊PLC的選型和IO口設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。3.1PLC選型在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，確定好控制方案后，需進(jìn)行PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此，結(jié)合本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的情況選擇西門子PLC，型號(hào)為S7-200CPU226。選擇此款PLC主要根據(jù)以下幾點(diǎn)：第一，具有可靠的性能及抵抗干擾的能力非常強(qiáng)。PLC最最重要的特質(zhì)是其強(qiáng)大的抗干擾能力讓其在各種惡劣的環(huán)境都能保持穩(wěn)定的性能。立體倉(cāng)庫(kù)的現(xiàn)場(chǎng)工況可能會(huì)比較惡劣，所以，此款PLC完美的適應(yīng)了工況。第二，程序編寫簡(jiǎn)單。西門子S7-200CPU226PLC編程可以使用梯形圖作為編程語(yǔ)言，邏輯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且與電氣圖相似，非常直觀。第三，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、維護(hù)成本低。PLC能代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器系統(tǒng)的各種電氣接線連接，控制柜簡(jiǎn)潔明了，節(jié)省了的大量的空間。由于PLC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自檢能力強(qiáng)，在PLC的維護(hù)方面得天獨(dú)厚，可以減少后期維修人員的維修難度。第四，在考慮I/O點(diǎn)的余量，結(jié)合立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)位和留下少量余量的原因是為了便于后續(xù)添加功能，或者可以通過(guò)軟件更改某些損壞點(diǎn)以進(jìn)行緊急修復(fù)。根計(jì)算加起來(lái)為所需點(diǎn)的120%來(lái)確定總體的輸入輸出。在根據(jù)機(jī)器的輸入輸出點(diǎn)，計(jì)算出存儲(chǔ)器的近似容量。其次結(jié)合控制需求，立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)需要控制兩組脈沖軸控制。綜合以上四點(diǎn)，選擇西門子PLC，型號(hào)為S7-200CPU226。如圖3所示實(shí)物圖。圖3S7-200CPU226實(shí)物圖3.2I/O口地址分配PLC型號(hào)為S7-200CPU226所以輸入點(diǎn)數(shù)為24點(diǎn)、輸出點(diǎn)數(shù)為16點(diǎn)。立體倉(cāng)庫(kù)IO表輸入輸出地址注釋地址注釋I0.0啟動(dòng)按鈕SB1Q0.0P0I0.1停止按鈕SB2Q0.1D0I0.2調(diào)試完進(jìn)入自動(dòng)按鈕SB3Q0.2P1I0.3貨物傳送帶起始傳感器SQ1Q0.3D1I0.4貨物傳送帶到位傳感器SQ2Q0.4M1調(diào)試指示燈HL1I0.5托盤傳送帶起始傳感器SQ3Q0.5M2調(diào)試指示燈HL2I0.6托盤傳送帶到位傳感器SQ4Q0.6M3調(diào)試指示燈HL3I0.7左右C倉(cāng)位到位傳感器SQ11Q0.7M4調(diào)試指示燈HL4I1.0左右B倉(cāng)位到位傳感器SQ12Q1.0報(bào)警指示燈HL5I1.1左右A倉(cāng)位到位傳感器SQ13Q1.1放料氣缸動(dòng)作I1.2Q1.2M1低速正轉(zhuǎn)I1.3Q1.3M1中速正轉(zhuǎn)I1.4Q1.4M1高速正轉(zhuǎn)I1.5Q1.5M2正轉(zhuǎn)I1.6Q1.6I1.7Q1.7I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.74基于PLC的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)論文以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)為目標(biāo)，本節(jié)將詳細(xì)闡述基于PLC的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)的梯形圖編程是運(yùn)用西門子公司的STEP7-MicroWin編程軟件完成的。國(guó)際電工委員會(huì)制定的工業(yè)控制編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)(1EC1131-3)，PLC有五種標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言:分別為梯形圖語(yǔ)言(LD)、指令表語(yǔ)言(IL)、功能模塊語(yǔ)言(FBD)、順序功能流程圖語(yǔ)言(SFC)和結(jié)構(gòu)文化本語(yǔ)言(ST)。根據(jù)梯形圖編程語(yǔ)言的程序編寫簡(jiǎn)單。西門子S7-200CPU226PLC編程可以使用梯形圖作為編程語(yǔ)言，邏輯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且與電氣圖相似，非常直觀，故本設(shè)計(jì)采用的是梯形圖語(yǔ)言。下面先簡(jiǎn)單介紹如何使用STEP7-MicroWin編程軟件完成程序編寫。（1）雙擊打開STEP7-MicroWin編程軟件，如下圖4所示。圖4STEP7-MicroWin編程軟件（2）新建一個(gè)工程，如下圖5所示。新建工程新建工程圖5新建工程（3）保存為“立體倉(cāng)庫(kù)”，如下圖6所示。圖6保存工程（4）依據(jù)立體倉(cāng)庫(kù)的I/O表建立一個(gè)符號(hào)表，如圖7所示。點(diǎn)擊進(jìn)入地址必須在英文輸入法下輸入點(diǎn)擊進(jìn)入地址必須在英文輸入法下輸入圖7符號(hào)表（5）編譯并調(diào)試程序，記得編寫完程序一定要編譯并保存，如下圖8所示。圖8編譯程序4.1主程序設(shè)計(jì)主程序主要分為以下幾個(gè)部分，見(jiàn)圖9圖9主程序組成主程序?yàn)镺B1，主要為執(zhí)行幾個(gè)子程序的循環(huán)，主要的程序架構(gòu)為主程序OB1下不斷循環(huán)自動(dòng)運(yùn)行子程序、手動(dòng)調(diào)試子程序、報(bào)警子程序、步進(jìn)電機(jī)子程序和伺服電機(jī)子程序，如下圖10、圖11所示。圖10主程序梯形圖圖11主程序梯形圖4.2自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì)由于立體倉(cāng)庫(kù)PLC控制系統(tǒng)的全部程序較為復(fù)雜，本節(jié)以手動(dòng)調(diào)試子程序、自動(dòng)調(diào)試子程序和報(bào)警子程序?yàn)槔?，說(shuō)明程序的設(shè)計(jì)思路。其余部分不作一一說(shuō)明，完整的PLC程序請(qǐng)?jiān)斠?jiàn)附錄。（1）手動(dòng)調(diào)試子程序手動(dòng)調(diào)試程序涉及M1調(diào)試，論文以調(diào)試M2為例。如下圖12所示，通過(guò)啟動(dòng)按鈕SB1觸發(fā)M2調(diào)試保持狀態(tài)自鎖，停止按鈕SB2結(jié)束M2調(diào)試保持狀態(tài)自鎖狀態(tài)。通過(guò)TON40與TON41組成的交替定時(shí)器來(lái)不停觸發(fā)M2正轉(zhuǎn)來(lái)打成控制要求。圖12M2調(diào)試梯形圖（2）自動(dòng)調(diào)試子程序由于該部分子程序較為繁多，無(wú)法一一表述，特舉部分典型案例分析來(lái)解釋該部分程序的設(shè)計(jì)思路。首先整個(gè)自動(dòng)程序是整個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)程序的核心，該部分主要采取的邏輯架構(gòu)為控制步序?qū)懛?，這樣的好處是可以使整個(gè)流程的邏輯清晰，不會(huì)混亂。如下圖13所示，通過(guò)判斷條件和進(jìn)入自動(dòng)按鈕SB3使M1.5自動(dòng)運(yùn)行中保持自鎖，同時(shí)觸發(fā)上升沿信號(hào)，使得自動(dòng)步序寄存器VB23的值為1，自動(dòng)步序寄存器VB23的值可以清晰的判斷當(dāng)前自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的執(zhí)行情況。圖13進(jìn)入自動(dòng)狀態(tài)梯形圖其次是自動(dòng)程序的核心部分，該部分程序主要是完成自動(dòng)運(yùn)行程序中對(duì)放料位置的判斷。立體倉(cāng)庫(kù)共有9個(gè)存儲(chǔ)位置。已知每個(gè)存儲(chǔ)位置最多可承受100KG的重量，而貨物重量一般在0-100千克之間，經(jīng)稱重模塊稱重后，將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-10V電壓信號(hào)。在碼放貨物時(shí)，按照A1-A2-A3-B1-B2-B3-C1-C2-C3的規(guī)則進(jìn)行碼放。這里將已經(jīng)放料的貨物重量記為累計(jì)貨物重量VW23，通過(guò)對(duì)VW23進(jìn)行DIV指令，將商寄存在VW36中，判斷商的值可以知道，此時(shí)當(dāng)前貨物應(yīng)當(dāng)放在哪個(gè)位置。將余數(shù)VW34寄存在HMI顯示地址VW40中，來(lái)展示當(dāng)前倉(cāng)位的貨物重量。圖14放料位置的判斷梯形圖A3倉(cāng)自動(dòng)放料程序按照碼料小車從C1位置向右行駛2cm，然后等待5s（期間碼料小車自動(dòng)完成取貨）；取貨完成后，碼料小車需要將貨物運(yùn)送至A3倉(cāng)位，則取貨完成后，電機(jī)M3、M4的動(dòng)作流程如下：M3向左行駛，直至SQ13處停下；M4正轉(zhuǎn)上升托動(dòng)碼料小車到達(dá)A3倉(cāng)位，等待2s（期間小車上的氣缸將貨物連同托盤推送至倉(cāng)位中），此時(shí)觸摸屏中對(duì)應(yīng)倉(cāng)位的重量顯示發(fā)生改變；貨物放下后，電機(jī)M4反轉(zhuǎn)，碼料小車下降至SQ13位置，之后M3向右運(yùn)行至SQ11，即碼料小車回到原點(diǎn)。至此一個(gè)完整的碼料過(guò)程完成，等待下一個(gè)貨物。梯形圖如下圖15所示這里只是舉了A3倉(cāng)的完整放料流程，其實(shí)其他倉(cāng)位的放料流程和A3倉(cāng)流程基本一致，唯一變換的就是電機(jī)運(yùn)行位置和放料倉(cāng)位的變化。比如如果是B2倉(cāng)，那么碼料小車取貨完成后，碼料小車需要將貨物運(yùn)送至B2倉(cāng)位，則取貨完成后，電機(jī)M3、M4的動(dòng)作流程如下：M3向左行駛，直至SQ12處停下；M4正轉(zhuǎn)上升托動(dòng)碼料小車到達(dá)B2倉(cāng)位，等待2s（期間小車上的氣缸將貨物連同托盤推送至倉(cāng)位中），此時(shí)觸摸屏中對(duì)應(yīng)倉(cāng)位的重量顯示發(fā)生改變；貨物放下后，電機(jī)M4反轉(zhuǎn)，碼料小車下降至SQ12位置，之后M3向右運(yùn)行至SQ11，即碼料小車回到原點(diǎn)。圖15A3倉(cāng)放料梯形圖（3）報(bào)警子程序非正常情況處理當(dāng)電機(jī)M1開始運(yùn)行時(shí)，若托盤傳送帶上無(wú)托盤（SQ3無(wú)信號(hào)），則在觸摸屏中自動(dòng)彈出報(bào)警畫面“托盤用完、請(qǐng)放入托盤”，直至SQ3有信號(hào)M2電機(jī)啟動(dòng)，報(bào)警畫面自動(dòng)消除。所以報(bào)警子程序分為兩步，第一步是報(bào)警燈的輸出，第二步是HMI上報(bào)警彈出界面的顯示。其梯形圖如下圖16所示。圖16報(bào)警子程序梯形圖5基于MCGS組態(tài)軟件的仿真驗(yàn)證本系統(tǒng)采用MCGSTPC7062Ti型觸摸屏，功能如下：TPC7062Ti是一款高性能嵌入式集成觸摸屏，采用先進(jìn)的Cortex-A8CPU作為核心（600MHz），該產(chǎn)品采用7英寸高亮度TFTLCD（分辨率800*480），四線電阻式觸摸屏（分辨率4096）*4096），還預(yù)裝了MCGS嵌入式配置軟件，具有強(qiáng)大的圖像處理功能和數(shù)據(jù)處理功能。其裝置如下圖17所示：圖17MCGSTPC7062Ti觸摸屏組態(tài)軟件通常是指一些做數(shù)據(jù)采集和過(guò)程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境上面進(jìn)行開發(fā)的，它解決了控制系統(tǒng)通用性問(wèn)題。本立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)選用了MCGS嵌入式軟件進(jìn)行仿真，驗(yàn)證其功能的正確性。MCGS嵌入式組態(tài)軟件通常有強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)功能。其運(yùn)行于Windows環(huán)境下，也可以運(yùn)用于其實(shí)物觸摸屏載體，擁有可視化的風(fēng)格界面、豐富的工具欄和豐富的圖形控件和圖庫(kù)，還有其豐富的動(dòng)畫連接方式，如隱含、閃爍、移動(dòng)等等，使仿真的界面更加生動(dòng)、直觀。MCGS嵌入式組態(tài)軟件還擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)?？梢源鎯?chǔ)各種類型的數(shù)據(jù)，比如模擬量、離散量、字符型等等，方便便捷的實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。本論文將使用MCGS軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的仿真，驗(yàn)證其功能的正確性。如下圖18所示，先雙擊打開MCGS嵌入式組態(tài)軟件圖18MCGS嵌入式軟件再新建工程文件，保存為“立體倉(cāng)庫(kù)”，如下圖19所示。新建工程新建工程圖19新建工程5.1MCGS與自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的連接點(diǎn)擊設(shè)備組態(tài)，如下圖20所示。點(diǎn)擊點(diǎn)擊圖20設(shè)備組態(tài)右擊設(shè)彈出設(shè)備工具箱，如下圖21所示，在左側(cè)設(shè)備管理中選擇西門子_S7200，也就是立體倉(cāng)庫(kù)編程控制的PLC。圖21設(shè)備組態(tài)5.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建MCGS嵌入式組態(tài)軟件還擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)?？梢源鎯?chǔ)各種類型的數(shù)據(jù)，比如模擬量、離散量、字符型等等，方便便捷的實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。如下圖22所示，建立立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)時(shí)需要用到的數(shù)據(jù)。批量新建數(shù)據(jù)新建數(shù)據(jù)批量新建數(shù)據(jù)新建數(shù)據(jù)圖22實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建如下圖23