巷道堆垛机电气控制系统的分析与研究

摘要

现代物流仓储系统中，自动化立体仓库的应用日益广泛，而堆垛机是自动化立体仓库中的关键设备。堆垛机运行性能的优劣直接关系到自动化立体仓库的安全性、可靠性以及工作效率。自动化立体仓库的发展也对堆垛机的速度控制、位置控制提出了更高的要求。
　　本论文以从意大利引进的巷道堆垛机为研究对象，对电气控制系统的结构、控制方案、设计方法进行深入的剖析研究，为国内堆垛机的研制提供技术参考，为堆垛机的研发提供一个新的思路。
　　本文采用电控功能模块化的分析方法，结合总体控制方案，将控制功能分解通讯功能模块、三维动作功能模块、位置控制功能模块、保护功能模块、人机交换功能模块，针对各个功能模块进行技术研究。由于堆垛机的速度控制、位置控制关系到系统的工作效率和定位精度，是整个控制的核心。因此，本文重点分析研究了PLC主控系统和运动控制系统。堆垛机的主控系统包括由西门子S7-400 PLC作为主站的地面控制系统和S7-300PLC作为从站的本机控制系统两级结构，通过现场PROFIBUS现场总线和红外通讯设备进行数据通讯。结合西门子STEP7软件的强大功能，分析了主控PLC系统的硬件组态、网络组态和结构化编程的具体方法，并结合控制方案分析了程序流程，得出系统具体控制的办法。
　　运动控制是堆垛机实现精确的位置控制、速度控制、加速度控制等的综合控制。对定位模块与高性能矢量交流变频控制理论的技术分析，和充分利用定位模块与工程型变频器的强大功能，有效实现了三维动作运动控制的梯形速度曲线，此曲线实现了堆垛机快速定位的目的，而国内大多数堆垛机采用的根据距离远近的分级速度控制曲线。数字化绝对值认址的应用，有效解决了堆垛机在巷道中寻址与定位的精度与可靠性问题。利用相关软件和矢量控制理论知识，给出了运动控制的策略，并分析了系统在不同控制条件下灵活运用该控制策略，保证堆垛机载货台悬停的措施，有效实现并提高系统工作效率和系统稳定性。
　　利用采集现场数据，通过软件对系统运动速度、运动轨迹曲线实测分析，为系统的调试和功能优化提供可靠的、可视的方法。

目录

巷道堆垛机电气控制系统的分析与研究

ANALYSE AND RESEARCH ON ELECTRICAL CONTROL SYSTEM IN THE STACKER CRANE

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.2 堆垛机的研究现状与发展趋势

1.3 课题背景及研究的目的和意义

1.4 本课题的主要研究内容

第2章 堆垛机控制系统方案总体设计分析

2.1 系统功能总体控制方案

2.2 堆垛机电气控制系统的方案分析

2.3 堆垛机运动定位控制方案的分析

2.4 本章小结

第3章 堆垛机电控系统的硬件设计

3.1 控制系统配置与结构分析

3.2 主控系统的设计分析

3.3 运动控制系统的设计分析

3.4 本章小结

第4章 堆垛机电控系统的软件设计

4.1 主控系统软件设计分析

4.2 运动控制系统的软件设计分析

4.3 人机界面的设计

4.4 本章小结

第5章 堆垛机运动控制效果与故障分析

5.1 运动控制的效果分析

5.2 电气控制系统的故障分析

5.3 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢

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