专业综合设计与实践

目录一、前言 .............................................................................................. - 1 -二、系统工作原理 ............................................................................. - 2 -2.1 JDP2000物流系统结构介绍 ............................... - 2 -2.2 JDP2000生产线的动作过程 ............................... - 2 -三、堆垛单元控制介绍 ....................................................................... - 3 -3.1堆垛控制动作介绍....................................... - 3 -3.3堆垛单元控制面板....................................... - 4 -四、硬件设计 ....................................................................................... - 5 -4.1元器件的选择........................................... - 5 -4.2输入/输出分配表....................................... - 10 -4.3主回路电路图........................................... - 9 -4.4 PLC外部接线图......................................... - 9 -五、软件设计 ..................................................................................... - 10 -5.1程序流程图............................................ - 11 -5.2程序解释.............................................. - 11 -六、小结.............................................................................................. - 12 -七、参考文献 ..................................................................................... - 12 -八、附录.............................................................................................. - 13 -8.1主电路图.............................................. - 13 -8.2 PLC外部接线图........................................ - 14 -8.3梯形图................................................ - 15 -现代物流模拟系统——堆垛单元一、前言科技部近日发布了《现代服务业科技发展“十二五”规划》，现代物流业作为六大行业之一列入规划中。

不过目前我国物流业尚未做大做强, 全社会物流运行效率偏低，制造业物流整合外包的比例偏低，综合交通运输体系尚未理顺，地方封锁和行业垄断仍然存在，技术和标准体系不健全，等等，这些突出问题一直制约着物流业及其信息化的提升。

只有解决好以上问题与瓶颈，我国物流信息化才能进一步做强，为国民经济建功立业，并带动国内软件产业进一步成长。

物流系统技术是先进制造技术中的重要组成部分，从其广义内涵分析可以看出它已经从以前简单的物流搬运发展到今天的集机械设计、计算机科学、管理学和自动化控制技术等于一身的综合技术。

可编程控制器PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。

专业综合设计与实践是电气工程及其自动化专业的一门重要的实践课。

实践中的主要目的是使我们学习、训练、提高电气测量与景致方面的设计、实践能力。

通过JDP2000现代物流模拟系统提供的综合应用设计的教学培训平台，主要训练和学习PLC技术、传感器检测技术、气动技术、电机驱动技、机械结构与系统安装调试技术、电器技术基本技能及故障检测技能及系统日常维护技术。

使学生在分析、测绘、设计、调试等方面得到进一步的提高。

二、系统工作原理2.1 JDP2000物流系统结构介绍本系统共有装配、缓冲、堆垛和仓储四个单元组成，各单元根据其动作要求完成相应的动作。

1）装配单元装配单元主要由可编程控制器、井式供料机、传送带、转盘输送带、气动机械手装配机、步进电机控制的机械手搬运机等组成。

2）缓冲单元缓冲单元主要由可编程控制单元、带式传送机、斗式缓冲库、气动装料、移货装置、货物检测传感器等组成。

3）堆垛单元堆垛单元主要由可编程控制单元、带式传送机、链式传送机等组成。

4）仓储单元仓储单元主要由可编程控制单元和单元货格式仓库组成。

单元货格式仓库由高层货架、具有位置控制系统的巷道起重机、接收货物载货台等组成。

巷道起重机由运行机构、起升机构、货物托盘机构组成。

2.2 JDP2000生产线的动作过程1）装配单元装配单元首先通过井式供料机进行方料的供给，由转盘输送带将未进行装配的方料输送至装配位置，当到达装配位置后由气动机械手装配机完成圆料的装配，装配完成后由传送带将装配完成的货物输送至搬运位置，最后由步进电机控制的机械手搬运机将货物搬运到缓冲单元。

图2.2.1 装配单元工作流程图2）缓冲单元装配单元首先由装配单元进行货物的供给，由带式传送机将货物输送到A/B 库进料处，再由气动装料装置将货物移进斗式缓冲库。

当堆垛单元需要货物时，移货装置将货物移至出料传送带，并通过出料传送带将货物送到堆垛单元。

斗式缓冲库的A库和B库可以通过面板上的按钮进行预选。

图2.2.2 缓冲单元工作流程图3）堆垛单元堆垛单元主要完成货物的堆垛。

货物由带式传送机输送到堆垛位置，当堆垛位置的货物达到指定数量时进行货物的堆垛，再由链式传送机等装置将货物输送到仓储单元进行货物的仓储。

图2.2.3 堆垛单元工作流程图4）仓储单元仓储单元主要完成货物的自动仓储。

货物由堆垛单元输送到接收货物载货台后，巷道起重机起动，并将货物搬运、存储在高层货架上。

图2.2.4 仓储单元工作流程图三、堆垛单元控制介绍3.1堆垛控制动作介绍货物由带式传送机传送到堆垛单元，根据需要手动选择货物的排放方式：为0°或90°，同时托盘机构部分放下一托盘，当接近开关检测到托盘后由链式传送带传送到指定位置，当堆垛位置的货物达到指定数量后（由接近开关检测），带式传送带停止，货车运行；当货车运动到接受货物处，接近开关检测到货车后，堆垛处送货执行元件把货物推送到货车上，接近开关检测到货车上的货物排放到指定数量后，货车上升；接近开关检测到货车上升到指定位置后，货车前进；前进到指定位置，被接近开关检测到后，货车下降到托盘上；当接近开关检测到货车到位后，挡板翻转到与托盘垂直挡住货物以保持货物在托盘上；接近开关检测到挡板到指定位置后货车返回到原来位置；托盘由链式传送机等装置输送到接受货物载物台，堆垛过程结束。

图3.1.1 堆垛单元工作流程图3.2堆垛单元控制面板图3.2.1 控制面板图1）堆垛单元电源控制区域（POWER）OFF：急停按钮，可切断堆垛单元电源；ON：堆垛单元上电。

2）堆垛单元自动操作区域（AUTO）RESET：复位按钮；START：自动运行开始；HOLD：进给保持。

3）堆垛单元功能选择旋钮（MODE）功能选择旋钮可选择自动（AUTO）或手动（JOG）。

4）缓冲单元手动操作区域（JOG START）物料：将上单元的货物以0°或90°进行排放，并推进小车；物料翻转：货物0°或90°排放选择；托架：传送一栈板至堆垛位置；堆垛：将小车内货物，堆放在栈板上；出库：将货物输送至下单元的接受货物载货台。

图3.2.2 手动操作区域图四、硬件设计4.1元器件的选择1.可编程控制器：选择型号为FX2N-48MR/MT，由于本次设计中有17个输入，11个输出，所以选择有24个输入和24个输出的此型号的可编程控制器。

2.PLC的驱动装置：选择型号为FX2N-20GM，它能够控制两根轴，并可作为输出脉冲序列的专用单元，允许用户使用步进电机或伺服电机并通过驱动单元来控制定位。

3.直流电机：在系统的运行过程中，送货机构的前后运动，货车上升、下降、前进、后退以及挡板的翻转等都是由直流电机来控制的。

直流电动机是将直流电能和机械能相互转换的旋转电动机。

直流电动机的优点：1、优良的调速特性，调速平滑、方便、调速范围宽广。

2、过载能力大，能承受频繁的冲击负载。

3、可实现频繁的无级快速启动、制动和反转。

4、满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。

选择直流电机时，直流电机的参数要比计算出来的实际额定电流大一些，所以选择直流电机型号为36ZY02型直流电机额定电流为0.75A其主要参数为：额定电压：12V空载电流：0.28A额定电流：0.75A额定转矩：5.0kgcm额定转速：75~80rpmKA16KA17货车升货车降直流电机M5控制货车的上升和下降；当KA16线圈得电，使得KA16常开触点闭合，电机正转，则执行“货车升”动作；当KA17线圈得电，使得KA17常开触点闭合，电机反转，则执行“货车降”动作。

4.电路中的空气开关、断路器都是起到了保护电路的作用。