堆垛机提升系统控制策略--说明书

堆垛机提升系统控制策略

一、系统的硬件开发 (1)

1. 1堆垛机的控制系统 (1)

1. 2堆垛机的提升系统 (1)

二，变频器调速 (3)

2.1 变频器的构成 (3)

三、 PLC开发 (4)

一、系统的硬件开发

1. 1堆垛机的控制系统

现在各方面采用的堆垛机的控制方式，大致可以分为手动操作，半自动控制，全自动控制，远距离控制与计算机控制等数种。计算机控制的控制系统，考虑到备用情况，有三级组成。最低一级是利用堆垛机上的控制盘手动操作，其次是为了遥控利用安置在地上的控制盘的数字开关进行操作，最高一级采用计算机控制，三级可以转换运转。如图3．1所示：

图3.1：堆垛机控制系统

采用遥控时，也必需具有低级的手动操作功能，采用自动控制时使用机上控制盘，但控制方法，在本质上与遥控并无不同，因此以遥控为中心来叙述堆垛机的控制系统。

1. 2堆垛机的提升系统

1. 机架

机架由二根立柱和上、下横粱组成一个长方形的框架。这种结构强度和刚性都比较好，适用于起重量较大或起升高度比较高的场合。堆垛机的机架沿天轨运行，为防止倾倒，上梁上装有导向轮。

2．上位机和下位机升降载货台

上位机和下位机升降载货台用吊链悬挂到堆垛机竖架的上粱上。吊链为双排链，在链的端部有使载货台保持水平的调整装置和防止落下装景。吊链的另外一端吊挂了配重，使驱动链轮与吊链确实保持啮合，配重与绕到它上方的链一起装在竖架的立柱内。载货台上还装有用于存取货物的两副伸叉装置。载货台在辊轮的支撑下沿立柱上的导轨作垂直行走方向的运动，垂直于起重一行走平面的方向为伸叉的方向。堆垛机的操作平台设在底座上，工人在此处可进行手动或半自动操作。在载货台上还安装有检测装置和安全保护装置。

3．电气设备及步进电机拖动

主要包括电力拖动、控制、检测和安全保护。对堆跺机的控制采用可编程序控制器，堆跺机具有自动认址、货位虚实及货物外形尺寸等检测。在电力拖动方面，对走行电机和伸叉电机采用交流变频调速控制，升降电机采用交流变级调速控制。电力拖动系统同时满足快速、平稳和准确三个方面的要求。

4．升降检测器

升降控制用的计数法和行走控制的基本相同，但有一点不同的是，在货架的每层有．上位置和下位置两个停止点。在堆跺机的立柱上与货架各层相对地固定有检测用的认址片，由设置在升降台上的检测器检测。当货叉从货架或入库站台叉取货物时，货台停止在稍低于货架托盘支承梁面的下位置，再伸出货叉，货台上升至稍高于托盘支承梁面的上位置，使货物叉起，将货叉缩回到堆跺机里。当向货架或出库站台卸货时，使货台停止在上位置后，伸出载货的货叉，下降到下位置卸下货物，再缩回货叉。所以载货台上安装有三组凹型光电传感器用于检测载货台停止的上位置和下位置，同时兼有检测货叉操作的可能范围的作用。

5．安全保护装置

堆跺机的升降机构在又高又窄巷道内高速运转，为了保证人身及设备的安全，其配备有完善的硬件及软件的安全保护装置，并在电气控制上采取一系列联锁和保护措施。除了起重机常备的安全保护措施，如各机构的终端限位和缓冲、电机过热、过电流保护、控制电路的零位保护外，主要的安全保护装置还有：

(1)限位保护，在升降的终端设有限位保护。

(2)联锁保护，行走与升降时，货叉伸缩驱动电路切断；相反，货叉伸缩时，行走与升降电路切断。

(3)正位检测控制，只有当堆跺机在垂直和水平方向停准时，货叉才能伸缩。即货叉运动是条件控制，以认址装置检测到确已停准的信息为货叉运动的必要条件。

(4)载货台断链保护，当吊链断开时弹簧通过连杆机构凸轮卡在导轨上阻止载货台坠落，正常工作时提杆平衡载荷的重量，弹簧处于压缩状态，凸轮与导轨分离。

(5)断电保护，载货台升降过程中若断电，则采用机械式制动装置使载货台停止不致坠落。

二，变频器调速

变频器是对电机驱动的电源变换装置(电机电源从横压横频交换成变频变压输出)，其输入电源为工频电源，但电流波形不同于正弦波，而其输出波形也不同于输入波形。同时本章对鼠笼三相异步电动机的基本特性，以及变频器驱动时的电机特性进行了论述，并由此提出了关于电机容量的选择原则和基本操作方法。

2.1 变频器的构成

图2.1：变频器构成

变频器输入输出波形的这些特性是由其工作原理决定的，变频器的工作原理与电机的选择、周围设备的配置及其电流、电压的测量等有紧密的关系。因此，了解变频器电路每一部分的工作原理及其联系是非常重要的。图2．1所示为通用变频器的结构原理，通用变频器把工频电流(50HZ或60HZ)变换成各种频率的交流电流控制

电路构成，主电路包括憨流电路(工频电源的交流电变换成直流电且对宜流电进行平滑滤波)和逆变电路(直流电变换成各种频率的交流电)两部分。控制电路完成对主电路的控制，整流电路把交流电变换成直流电，逆变电路把直流电再变换成交流电。对于通用变频器单元，变频器一般是指包括整流电路和逆变电路部分的装置。如上所述，变以实现电机的变速运行。变频器由主电路和变频器组成，变频器的主电路是由两个电源变换器组成，两个变换器(整流电路和逆变电路)所使用的电器元件及其特性是有很大区别的。

三、PLC开发

3.1 PLC软件开发

(1)主导思想：根据堆垛机提升系统的工作特性，在充分理解升降机的要降高速，下降低速。我们的任务就是确保所设计的软件能够使堆垛机的升降机在工作中能可靠地运转。我们应用结构化程序设计，根据规范要求按功能块设计，整个程序结构分明，条理清晰，便于编写、检查、修改及维护。

(2)软件调试：这一过程分两个阶段进行，在程序编制完成后，首先进行模拟调试，通过PLC的输入输出点的控制来检查程序编制的正确与否，发现问题及时进行更改；然后进行现场调试，调试时充分考虑各种能动性，对系统的不同工作方式和各种限制条件逐一进行测试，发现问及时更改程序，直至所编制程序符合堆垛机提升系统的控制要求。