6ES7215-1BG40-0XB0西门子紧凑型CPU
各个阶段的控制实现
3．3．1 设备运行阶段
根据系统控制要求及设备状态，设备运行阶段要完成：1)出入库判断及仓库状态的扫描，确定相应的库位及X轴、y轴坐标；2)根据坐标，各轴电机经加减速**定位；3)根据时序关系，确定状态，完成货物出入库。系统主要I／0地址分配见表1。
表1 立体仓库系统主耍l／o地址
仓位状态的确定。为了节省I／O输入点数，采用矩阵扫描的方式。将仓位状态开关一端接在矩阵的行线上，另一端接在矩阵的列线上，每个行线分别接PLC输出端，列线分别接PLC输入端，通过定时扫描，确定仓位的状态。
**定位。在立体仓库中提升机X轴和y轴直流无刷电机通过EM235输出的o～5V电压值控制电机的速度。通过目标位置的坐标转换成的脉冲值与各轴丝杠上的编码器值比较，确定速度的加减及运动的方向，以梯形速度曲线，保证**定位。编码器采用增量式编码器，对编码器的高速脉冲采用HSCl和HSC2高速计数器，用模式9，A／B相正交计数器模式完成编码器脉冲的计数。
编码器设置程序如下：
直流无刷电机的控制程序流程图如图5所示。
图5 直流无刷电机控制流程图
步进电机的定位，采用目标坐标转换成脉冲数控制。当步进电机连接丝杠时，PLC发出N个脉冲，工作台面移动的距离为
式中：d为步进电机驱动器的脉冲细分数；0为步进电机的步距角；行为丝杠的螺纹距。
PLC脉冲输出使用脉冲串(PTO)功能在输出端Q0.0或Q0.1输出周期和脉冲数可变的脉冲串，控制步进电机速度与距离。在立体仓库提升机的步进电机控制中，使用图6程序流程图完成步进电机的定位。步进电机定位中加减速控制功能块如图7所示。
图6 步进电机定位控制流程图
图7 步进电机速度控制图
1 引言
工业控制中，许多场合要应用顺序控制的方式进行控制，即时序逻辑的控制方式。但对于控制对象较多，工艺复杂的生产过程，编制PLC程序时，编程人员需要针对生产进程，分析各个对象的状态，用各种逻辑互锁完成编程。当采用设备阶段控制方式编程时，将使编程变得十分简洁。直接面对设备的状态进程去完成控制。将传统的互锁逻辑关系，演化成设备状态的关系，对设备的待机、运行、保持、重启、中止、放弃、停止、完成、复位等状态进程进行管理，这对于整个生产过程中设备运行状态决定动作程序，且设备的动作相对独立的需求是极为方便的，也成为当前推广的编程方式。
2 设备阶段控制方式的实现
在进行设备阶段控制编程时，首先根据生产工艺和动作顺序，将整个生产过程分成正常工作阶段和非正常工作阶段。正常工作阶段由待机、运行、完成、复位组成，非正常工作阶段由暂停、重启、停止和放弃阶段组成，如图1所示。设备的阶段控制由主程序来控制，每一个时刻设备只能处于一个状态。对每一个状态，根据控制要求编制相应的程序模块。在程序编制中，采用结构化的编程方法，以面向对象的方式，编制相应的功能块，完成控制要求。
图1 设备阶段控制组成图
3 设备阶段控制在仓库控制的应用
3．1 生产线立体仓库系统组成
生产线立体仓库由原料库和成品库、提升机和控制系统组成。通过生产线上工装板的装载情况完成出库和入库操作，系统构成如图2所示，系统的控制如图3所示。
图2 生产线立体仓库结构图
图3生产线立体仓厍控制系统图
立体仓储库，每个仓储位都装有检测传感器，实时监控货物的有无，此立体仓储库包含原材料区、成品区，具体位号由程序设定。提升机X／y轴无刷电机实现货物的定位。Z轴和R轴步进电机及气缸实现货物的自动存取。控制程序要完成货物出库、入库判断，仓库货位号判断。**定位、货物的存放和限位保护等功能。如果按照常规的顺序功能图来编程，在每一个状态都要考虑各个设备在正常和异常时控制，将十分复杂。如使用设备阶段控制编程方法，将使编程变得十分简洁。
3．2 立体仓库的设备阶段控制
按照设备阶段控制的方法，根据立体仓库控制要求，将立体仓库控制分为设备待机、运行、异常故障、停止、复位等阶段。
设备待机阶段是指提升机各轴处于零点位置，且X轴和y轴旋转编码器置零时状态。
设备运行阶段是指根据库位和生产线的来料状态，完成出入库过程，当出现异常时转入异常处理状态。
设备异常阶段指生产过程中出现异常时，按下“停止”按键或“急停”，用手动方式，排除故障。按下“复位”键，转入复位进入设备待机状态。设备复位阶段指巷道提升机完成零点归位及编码器清零的过程。设备停止阶段指将运动的电机停止，等待指令过程。立体仓库的阶段控制在主程序中通过“按键”或状态量实现，其阶段控制流程图见图4。
图4 立体仓厍的设备阶段控制图