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1、西 南 交 通 大 学本科毕业设计（论文）巷道式立体仓库输送装置的控制电路设计 2013年 6 月 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第41页论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声
2、明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师签名： 日 期： 摘 要随着企业现代化生产规模的不断扩大，立体仓库己成为生产物流系统中的一个重要且不可缺少的环节,堆垛机是其关键设备。设计与开发自动化堆垛机控制系统成为当前立体仓库的发展趋势，因此开展与此有关的研究具有重要的理论和应用价值。在本设计中，介绍了自动化立体仓库的应用及其功能和作用，着重研究了自动化立体仓库堆垛机控制系统的电路设计。首先，根据总体方案，确定共有14个数字量输入信号以及14个数字量输出信号，因此选择了研华USB
3、-4750数据采集卡，确定了堆垛机控制系统的信号采集检测核心。其次，根据堆垛机的技术要求，本设计在确定堆垛机的参数之后，从堆垛机的位置控制、速度控制、信号检测等几个方面进行总体方案的确立。本设计中采用以光电开关和认址片为基础的相对定位认址方案；堆垛机的速度控制采用变频调速的方法，实现了对运行、起升、货叉三个电机精确的速度控制，其中水平运行设定四种速度，起升运行设定三种速度，货叉运行设定两种速度；此外，选择合适电器元器件，实现了堆垛机的原点检测、货叉到位检测和电动机运行状况检测。最后，本设计根据设计要求，完成了以工控计算机为上位机，数据采集卡为堆垛机运动控制器件的立体仓库堆垛机控制系统的电路设计
4、，具有一定的理论和应用价值。关键词：自动化立体仓库；堆垛机；电路设计；变频调速；数据采集卡AbstractAs the expanding of the modern enterprise industrial scale, warehouse has become the most important and indispensability tache of the logistics system, which key equipment is hay stacker system. Design and development of a higher degree of automat
5、ion stacker control system become warehouse trend of development, therefore related research has important theory and application value.This paper introduces application and performance of automated warehouse and puts emphasis on the researching of circuit design in automated warehouse stacker contr
6、ol system.Firstly, there are 14 digital inputs and 14 digital outputs according to the global project. So the Advantech data acquisition card USB-4750 was chosen, which is the kernel of data acquisition and detection.Then, according to the technical requirements of stacking machine, after the parame
7、ters of hay stacker was determined, the paper analyzes hay stacker of locating, speed and data detection, and determine the overall plan. This design adopted the project of relative localization, on the basis of photoelectric switch and localization card. As for speed control, frequency conversion c
8、ontrol was chosen to accomplish the control of operation, hoisting and fork electric machine, which set 4 kind of speed for operation,3 for hoisting and 2 for fork. Besides the system completed the function of origin detection, fork reached detection and the condition of electric machine.Finally, ac
9、cording to the requirements, this design accomplished circuit design of automated warehouse stacker control system, in which industrial computer served as host computer and data acquisition card served as controller, which has theory and application valueKey words: Automated Warehouse; Stacker; Circ
10、uit Design; Data Acquisition Card; Frequency Conversion Speed目 录第一章 绪论11.1 自动化立体仓库概述11.1.2 自动化立体仓库的构成11.1.3 巷道式立体仓库控制系统21.2 自动化立体仓库的发展现状和趋势21.3 主要研究内容及研究意义3第2章 巷道式立体仓库的总体方案52.1 巷道式立体仓库主要参数设计52.1.1 立体仓库货架参数52.1.2 堆垛机的构成及参数（400）62.2 位置控制方案82.2.1 认址方案的比较82.2.2 认址方案的确定92.3 速度控制方案112.3.1交流异步电机变频调速原理112.3
11、.2 堆垛机速度控制曲线设计122.4 信号检测方案15第3章 数据采集卡的选型163.1 数据采集卡简介163.2 数据采集卡的选择17第4章 信号检测电路的设计204.2位置检测电路204.1.1 光电开关的选型204.1.2 位置检测的电路设计224.2 货物检测电路234.3原点、货叉到位检测电路244.3.1 原点检测电路简介244.3.2 货叉到位检测电路简介254.3.3行程开关的选型254.3.4 原点、货叉到位检测电路设计254.4电机运行状况检测电路26第5章 执行部分电路的设计275.1电机型号选择275.1.1运行电机的选型275.1.2起升电机的选型305.1.3货叉
12、电机的选择305.2.1 变频器的控制方式315.2.2变频器的选型325.2.3 变频器制动电阻参数的计算335.3.3 变频器检测输出335.4其他各元器件选型335.4.1 断路器335.4.2 固态继电器345.4.3 接触器345.4.4 热继电器355.4.5 其他355.5执行部分电路接线图36结 论37致 谢39参考文献40第一章 绪论1.1 自动化立体仓库概述自动化立体仓库是一种新型的仓储技术，是现代物流系统中的一个重要组成部分，它又称为高层货架仓库、立库、自动存储/检索系统(Automated Storage/Retrieval System，即AS/RS)。它是物料搬运和
13、仓储科学中的一门综合科学技术工程。它以高层货架为主要标志，以成套先进搬运设备为基础，以先进的计算机控制技术为主要手段，由此组成高效率的物流、大容量的科学的存储，以适应现代化生产的需求。实践已充分证明，使用自动化立体仓库能够产生很大的社会效益和经济效益，效益主要来自以下几个方面：1. 高层货架存储。由于使用高层货架，充分利用了仓库地面和空间，存储区可以大幅度地向空间扩展，因此节省了库存占地面积，提高了空间利用率。2. 自动存取AS/RS。自动化立体仓库使用机械和自动化设备，运行和处理速度快，提高了作业效率，降低了操作人员的工作强度。3. 计算机控制与管理。计算机能够准确无误地对仓库的各种信息进行
14、存储和管理，降低了操作人员的劳动强度。4. 作业效率明显提高。能充分保证先进先出。（FIFO-First In and First Out）的合理作业原则，从时间控制上防止货物堆积而产生的变质、生锈或发霉的情况。5. 节约费用随着经济的高速发展，我国有关行业开始重视立体仓库的研究，对于促进传统观念的转变、提高现代化物流意识，形成新型的商品流通产业等方面均产生了强劲的推动作用。1.1.2 自动化立体仓库的构成自动化立体仓库是机械和电气、强电控制和弱电控制相结合的产品。它主要由货物储存系统、货物存取和传送系统、控制和管理等三大系统组成，还有与之配套的供电系统、空调系统、消防报警系统、称重计量系统、
15、信息通信系统等。1. 货物储存系统本系统由立体货架的货位(托盘或货箱)组成。货架按照排、列、层组合而成立体仓库储存系统。2. 货物存取和传送系统本系统承担货物存取、出入库的功能，它由有轨或无轨堆垛机、出入库输送机、装卸机械等组成。出入库输送机可根据货物的特点采用带输送机、机动辊道、链传动输送机等，主要将货物输送到堆垛机上下料位置和货物出入库位置。3. 控制和管理系统中央控制计算机是自动化立体仓库的控制中心，它沟通并协调管理计算机、堆垛机、出入库输送机等的联系；控制和监视整个自动化立体仓库的运行，并根据管理计算机或自动键盘的命令组织流程，以及监视现场设备运行情况和现场设备状态、监视货物流向及收发货显示，与管理计算机、堆垛机和现场设备通信联系，还具有对设备进行故障检测及查询显示等功能。1.1.3 巷道式立体仓库控制系统巷道堆垛机是立体仓库成套设备中的主机，是一种在轨道上运行的起重机械，它能在三维空间上（行走、升降、两侧向伸缩）按照
