陕西科技大学毕业设计说明书 12 系列的PLC作为控制中心。
S7-200有很强大的指令系统，功能齐全的编程软件，同时有多种功能模块，便于组态网络，有良好的价值扩展性。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA。可用作负载电源。CPU 221-226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。2路高频率脉冲输出（最大20KHz），用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。用于长时间数据后备。用户数据（如标志位状态，数据块，定时器，计数器）可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。STEP 7-Micro/WIN32 编程软件可以对所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能进行编程。 3.4.1 CPU概述
西门子S7-200的CPU模块包括一个中央处理单元、电源以及数字I/O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序，以便对工业自动化控制任务或过程进行控制。
西门子第二代产品有四种不同结构配置的CPU单元。
（a）CPU 221具有6IN/4OUT，共计10个点的I/O，无扩展能力，有6KB程序和数据存储空间。还具有4个独立的30kHz高数计数器，2路独立的20kHz高数脉冲输出端，一个RS-485通讯/编程端口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由通讯方式。非常适合小点数的控制系统。
（b）CPU 222具有8IN/6OUT，共计14点I/O，可以扩展8路模拟量和最多64个I/O，因此使更广泛的全功能控制器。
（c）CPU 224在CPU 222的基础上使主机的I/O点数增为24点，最大可扩展为168点数字量或者35点模拟量的输入和输出；存储量也进一步增加，还增加了一些数字指令和高数计数器的数量，具有较强的控制能力。
（d）CPU 226在CPU 224的基础上功能又进一步增强，主机输入和输出点增加到40点，最大可扩展为248点数字量和35点模拟量；增加了通讯口的数量，通讯能力大大增强；它可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。
自动化立体仓库堆垛机控制系统的设计 13 3.4.2 CPU型号的选择
根据控制点数来计算，可以选用CPU226这个型号的CPU，CPU226有24IN/16OUT，最大可以扩展为248点数字量或35点模拟量。其特点如下：
（a）集成的24V电源：可直接连接到传感器和变送器、执行器，可用作负载电源。 （b）高速脉冲输出：具有2路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达20KHZ，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务。
（c）通信口：CPU226具有2个RS-485通信口，支持PPI、MPI协议，有自由口通信能力。
（d）模拟电位器：CPU226有两个模拟电位器，用来改变特殊寄存器中的数值，以改变程序运行的参数，如定时器、计数器的预设值，过程量的控制参数。
（e）中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿做出响应。
3.5 安全系统
（1）货架占有情况检测
自动化仓库需要知道货物是否存放在货架，或者货物在货架的位置信息。以免造成误动作，损伤机械。入库操作时，当堆垛机到达目标位置时，先检测货位是否有货物，若没有货物，则进行伸叉作业，否则发出信号使堆垛机动作停止；出库时，若检测出相应货位无货物，则发出信号致堆垛机动作停止。本文采用漫反射型的光电传感器可以感知货物在货架的存在或者位置。 （2）货物突出货架检测
货物存放在货架上，可能由于异常的情况导致货物突出货架的情况。这些突出的货物可能妨碍堆垛机垂直方向的运行，导致货架或堆垛机的损害。在堆垛机垂直轨道上顶端安装长距离光电传感器可以监视货物突出，一旦有突出，向上位机报警，控制系统发出信号致堆垛机停止运行。 （3）终端限位装置
堆垛机立柱导轨的极限位置设有限位开关，载货台到达各方向极限位置时相应电机紧急停转。水平、垂直以及伸缩方向两端各一个限位开关。
3.6 通信方式
为了控制无人运转堆垛机，必须向堆垛机发送运转和作业的信息。一个指令执行完了之后，必须从堆垛机向地面发送响应信号，即确认信号，之后才能执行下一个指令。堆垛机的信息传递顺序是：堆垛机首先接受的作业信息是从什么地方取货，之后把它存入什么货位。堆垛机控制盘在收到作业信息之后向地面控制盘发出响应信息。堆垛机根据作业信息进行作业。作业完了之后，向地面发出“作业结束”信息。这样把一系列作
陕西科技大学毕业设计说明书 14 业进行完了之后，成为等待下一个作业信息的待机状态。
串行通信中最常用的物理层协议为RS-232C和RS-485。本文采用RS-485标准。主要基于以下两点考虑：
（a）RS-232C接口标准只能用于点对点的通信，而RS-485能实现多点对多点的通 信。RS-485允许平衡电缆上连接32个发送器、接收器。立体仓库控制系统要求监控系统和4台堆垛机控制系统连接，要求物理层的协议必须支持一点对多点的通信。
（b） RS-485采用差动发送、接收，所以共模抑制比高，抗干扰能力强。立体仓库的工作环境较恶劣，热、电、磁等干扰信号较多，要求通信网络的抗干扰能力较强，才能保证数据的正确接收。RS-485标准除上述优点外，还具有传输速率高、传输距离远等优点。
由于PLC带有串行通信接口，只需用RS-485总线分别连接到计算机即可，可见系统的构建十分简单当需要增加新设备时，只需要将新设备也连接到计算机，系统的扩展也较容易。
自动化立体仓库堆垛机控制系统的设计 15 4 堆垛机控制程序设计
4.1编程软件及语言概述
（1）软件介绍
STEP 7编程软件用于西门子系列工控产品包括SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的WinCC的编程、监控和参数设置，是SIMATIC工业软件的重要组成部分。Step7 Micro版本适用于西门子S7-200的编程软件。
STEP7- Micro/Win32的基本功能是协助用广完成丌发应用软件的任务，例如创建用广程序、修改和编辑源有的用户程序，编辑过程中编辑器具有简单语法检查功能。同时还有一些工具性的功能，例如用户程序的文档管理和加密等。此外，还可直接用软件设置PLC的工作方式、参数和运行监控等。
程序编辑过程中的语法检查功能可以提前避免些语法和数据类型方面的错误。梯形图中的错误处的下方白动加红色曲线，语句表中错误行前有红色叉，且错误处的下方加红色曲线。软件功能的实现可以在联机工作方式（在线方式）下进行，部分功能的实现也可以在离线工作方式下进行。
联机方式：有编程软什的计算机与PLC连接，此时允许两者之间做直接通信。 离线方式：有编程软件的计算机与PLC连接，此时能完成大部分基本功能。如编程、编泽和调试程序系统组态等。 （2）编程语言
PLC的用户程序，是设计人员根据控制系统的工艺控制要求，通过PLC编程语言的编制规范，按照实际需要使用的功能来设计的。只要用户能够掌握某种标准编程语言，就能够使用PLC在控制系统中，实现各种自动化控制功能。根据国际电工委员会制定的工业控制编程语言标准（IEC1131-3），PLC有五种标准编程语言：梯形图语言（LD）、指令表语言（IL）、功能模块语言（FBD）、顺序功能流程图语言（SFC）、结构文化本语言（ST）。这五标准编程语言，十分简单易学。
（a）梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言。它是与继电器线路类似的一种编程语言。由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉，因此，梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。 梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器控制相一致，电气设计人员易于掌握。 梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，应用时，需要与原有继电器控制的概念区别对待。 （b）指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，和汇编语言一样由操作码和操作数组成。在无计算机的情况下，适合采用PLC手持编程器对用户程序
相关推荐：
loading