倉(cāng)儲(chǔ)物流定位半自動(dòng)物料搬運(yùn)起重機(jī)電氣方案
一，概述
近年來(lái)，隨著我國(guó)制造業(yè)的崛起，物流業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，**合理的倉(cāng)儲(chǔ)可以幫助廠商加快物資流動(dòng)的速度，降低成本，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源有效控制和管理。采用的立體倉(cāng)庫(kù)充分利用空間， 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代化倉(cāng)儲(chǔ)的一個(gè)重要組成部分，采用多層存放貨物的高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，高度可以達(dá)到30米以上，根據(jù)需要可以設(shè)置不同的高架類型：高層（大于12米）、中層（5-12米）、低層（5米以下）。這與平庫(kù)相比可以節(jié)約將近70%的占地面積。實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，從而提高倉(cāng)庫(kù)的管理水平 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)由起重機(jī)完成 卸車，整理入庫(kù)，出庫(kù)和發(fā)運(yùn)，裝車。
一臺(tái)**節(jié)能的搬運(yùn)設(shè)備顯得尤為重要。起重機(jī)械運(yùn)輸在物流和供應(yīng)鏈中扮演者重要角色。
二，使用條件：
1 起重機(jī)的電源為三相交流，三相五線制，頻率50Hz，電壓380V。
2 起重機(jī)安裝地點(diǎn)的海拔高度不超過(guò)2000m。
3 工作環(huán)境溫度－10～+50℃，平均相對(duì)濕度： ≥85%
4 電氣設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB3811-2008、GB/T14405-2011、GB/T4315、IEC
三，系統(tǒng)架構(gòu)示意：
四，控制原理：
1， 由操作員站給定PLC所工作信息執(zhí)行工作。
2， 平移機(jī)構(gòu)運(yùn)行定位，實(shí)時(shí)位置信息由讀碼器反饋給PLC做實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)算。
3， 起升機(jī)構(gòu)提升定位，實(shí)時(shí)位置信息由編碼器反饋給PLC做實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)算。
4， 判斷貨物前提起吊條件有超載傳感器輔助PLC系統(tǒng)運(yùn)算做實(shí)時(shí)信息反饋及運(yùn)算。
5， 夾具掛鉤信息由PLC在相應(yīng)時(shí)間輸出工作信號(hào)，再有夾具上面的傳感器反饋夾放到位信號(hào)給PLC。
6， 上料區(qū)由人工起吊到位進(jìn)入自動(dòng)區(qū)然后由系統(tǒng)執(zhí)行以下的存放工作。
7， 若起重機(jī)執(zhí)行完工作信息以后，沒(méi)有在接受到工作信息命令將自動(dòng)回到待命區(qū)等待操作員給出工作命令信息。
8， 起重機(jī)速度設(shè)置，可以由操作員在上位機(jī)上面更改設(shè)定，可以更好的滿足對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)。
9， 所有信息都實(shí)時(shí)在上位機(jī)上面直觀的顯示，操作員可以更好的了解觀察起重機(jī)的工作狀態(tài)。
10， 中控臺(tái)上面配有操作手柄，操作員也可以在手動(dòng)區(qū)在中控臺(tái)上面操作起重機(jī)。
五，起重機(jī)安全：
1， 各個(gè)機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)號(hào)，編碼器信號(hào)，讀碼器信號(hào)，吊具傳感器信號(hào)，安全限位信號(hào)，制動(dòng)器及風(fēng)機(jī)信號(hào)都反饋到PLC，若有哪個(gè)點(diǎn)反饋過(guò)來(lái)故障信號(hào)，PLC會(huì)在**時(shí)間執(zhí)行保護(hù)，同時(shí)輸出制動(dòng)器保護(hù)命令防止吊鉤溜鉤造成安全及財(cái)產(chǎn)損失事故。
2， 中控臺(tái)上位機(jī)機(jī)作為起重機(jī)與駕駛員人機(jī)交互接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，提供人機(jī)交互所需的數(shù)據(jù)信息。所有故障信息都會(huì)儲(chǔ)存到上位機(jī)里面，可以隨時(shí)查閱或者報(bào)表打印。
3， 故障自診斷：
系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)系統(tǒng)各組成模塊的狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)自診斷。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)激活故障蜂鳴器發(fā)出聲光報(bào)警，進(jìn)出卸料口蜂鳴器響一聲，作為料口信號(hào)提示。
1）故障報(bào)警：起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，變頻器自動(dòng)檢測(cè)制動(dòng)器是否打開(kāi)、過(guò)載、等故障出現(xiàn)時(shí)并報(bào)警停機(jī)。
2）故障復(fù)位：起升變頻器故障 、小車變頻器故障 、大車變頻器故障。按故障復(fù)位變頻器輕故障可進(jìn)行復(fù)位，硬件故障不可復(fù)位。
六，控制系統(tǒng)
1．控制系統(tǒng)產(chǎn)品S7-1500
控制系統(tǒng)使用S7-1500，自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。所具有的模板的擴(kuò)展和配置功能使其能夠按照每個(gè)不同的需求靈活組合。該系統(tǒng)完成后,可根據(jù)工藝要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、手動(dòng)控制等控制方式完全響應(yīng)工藝提出的各種需求。一個(gè)系統(tǒng)包括：
l 電源模板：將SIMATIC S7-1500連接到24V DC電源上。
l 中央處理單元（CPU）：一個(gè)中央控制器可包括多個(gè)CPU，以加強(qiáng)其性能。
l 各種信號(hào)模板（SM）：用于數(shù)字量輸入和輸出以及模擬量的輸入和輸出。
l 通訊模板（CP）:用于總線連接和點(diǎn)到點(diǎn)的連接。
2：S7-1500的CPU
l 功能強(qiáng)大的底板總線和通訊接口可以直接與CPU連接，允許大量通訊線路的高性能運(yùn)行。
l 直接整合到CPU中的接口允許配置功能強(qiáng)大的通訊環(huán)境。該通訊環(huán)境使用標(biāo)準(zhǔn)的總線技術(shù)， 以實(shí)現(xiàn)諸如HMI和編程功能。大量的HMI設(shè)備都具有充分的互連互通性。路由選擇功能能夠?qū)⒕幊淘O(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中的任何位置，并可訪問(wèn)所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
l CPU自帶以太網(wǎng)口，可用于鏈接HMI及I/O從站，或上位監(jiān)控畫(huà)面。內(nèi)置2口交換機(jī)功能。
l 為了實(shí)現(xiàn)更大的分布式結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)配置，SIMATIC S7-1500連接到開(kāi)放式的PROFIBUS DP現(xiàn)場(chǎng)總線中。
l 通訊接口模板可以選擇性的運(yùn)用于S7-1500 CPU中，以便后者能夠適應(yīng)各自應(yīng)用中的要求。
l 新的版本TIA V14允許將任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到CPU中，即如果用戶正在維護(hù)或升級(jí)系統(tǒng)，技術(shù)人員仍然能夠訪問(wèn)運(yùn)行的程序和整個(gè)項(xiàng)目，包括所有的注解和符號(hào)，如果用戶使用高級(jí)語(yǔ)言或圖形工程工具，則可以立刻得到原始形式或圖形格式的程序代碼。
3，S7-1500的數(shù)字輸入量模塊
l 規(guī)格型號(hào)：6ES7 5211-1BL00-0AB0
l 產(chǎn)品類型標(biāo)識(shí): DI 32x24 V DC HF
l 工程組態(tài)方式:STEP 7 (TIA Portal)
l 電源電壓:直流額定電壓 24 V
l 直流電壓下限: 20.4 V
l 直流電壓上限: 28.8 V
l 反極性保護(hù): √
l 輸入電流:*大電流損耗 40 mA；24 V DC 電壓時(shí)，每組 20 mA
l 功能：用于連接標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)和2線制接近開(kāi)關(guān)（BERO）
l 背板總線上的功耗: 1.1 W
l 典型功耗: 4.2 W
4，S7-1500的數(shù)字輸出模塊
l 規(guī)格型號(hào)： 6ES7 5225-1BL00-0BA0
l 數(shù)據(jù)：32通道晶體管輸出，通道和背板總線之間光電偶合。負(fù)載電壓DC24V。
l 工程組態(tài)方式:TIA Portal
l 電源電壓
電源電壓類型 DC
直流額定電壓 24 V
直流電壓下限 20.4 V
直流電壓上限 28.8 V
l 輸入電流
*大電流損耗 60 mA
l 功率
背板總線上的功耗 1.1 W
l 功耗
典型功耗 3.5 W
5，S7-1500的模擬輸入模塊
l 規(guī)格型號(hào)：6ES7 531-7KF10-0AB0
l 工程組態(tài)方式
TIA Portal
電源電壓
電源電壓類型 DC
直流額定電壓 24 V
直流電壓下限 20.4 V
直流電壓上限 28.8 V
l 反極性保護(hù)
l 輸入電流
*大電流損耗 240 mA；（使用 24 V DC 電源時(shí)）
l 短路保護(hù) √
l *大輸出電流 53 mA
l 功率
背板總線上的功耗 0.7 W
l 功耗
典型功耗 2.7 W
l 模擬量輸入
模擬量輸入的數(shù)量 8
帶電流測(cè)量的模擬量輸入的數(shù)量 8
帶電壓測(cè)量的模擬量輸入的數(shù)量 8
l 電壓輸入所允許的*大輸入電壓（損壞極限）
28.8 V
l 電流輸入所允許的*大輸入電流（損壞極限）
40 mA
l 電壓輸入范圍（額定值）
1 V 到 5 V √
輸入電阻（1 V 到 5 V） 100 kΩ
-1 到 +1 V √
輸入電阻（-1 到 +1 V） 10 MΩ
-10 V 到 +10 V √
輸入電阻（-10 V 到 +10 V） 100 kΩ
-2.5 V 到 +2.5 V √
輸入電阻（-2.5 到 +2.5 V） 10 MΩ
-250 到 +250 mV √
輸入電阻（-250 到 +250 mV） 10 MΩ
-5 V 到 +5 V √
輸入電阻（-5 V 到 +5 V） 100 kΩ
-50 mV 到 +50 mV √
輸入電阻（-50 mV 到 +50 mV） 10 MΩ
-500 mV 到 +500 mV √
輸入電阻（-500 mV 到 +500 mV） 10 MΩ
-80 mV 到 +80 mV √
輸入電阻（-80 mV 到 +80 mV） 10 MΩ
l 電流輸入范圍（額定值）
0 mA 到 20 mA √
輸入電阻（0 mA 到 20 mA） 25 Ω；（外加 PTC 的過(guò)壓保護(hù)電阻，約
42 Ω）
-20 mA 到 +20 mA √
輸入電阻（-20 mA 到 +20 mA） 25 Ω；（外加 PTC 的過(guò)壓保護(hù)電阻，約
42 Ω）
4 mA 到 20 mA √
輸入電阻（4 mA 到 20 mA） 25 Ω；（外加 PTC 的過(guò)壓保護(hù)電阻，約
42 Ω）
6，S7-1500的模擬輸出模塊
l 規(guī)格型號(hào)：6ES7 532-5HF00-0AB0
l 數(shù)據(jù)：8通道模擬量輸出
l 常規(guī)信息
硬件版本 E01
固件版本 V2.0.0
l 工程組態(tài)方式
TIA Portal
l 電源電壓
電源電壓類型 直流
直流額定電壓 24 V
直流電壓下限 20.4 V
直流電壓上限 28.8 V
l 反極性保護(hù) √
輸入電流
*大電流損耗 260 mA；（使用 24 V DC 電源時(shí)）
l 功率
背板總線上的功耗 1.15 W
l 功耗
典型功耗 7 W
l 模擬量輸出
模擬量輸出的數(shù)量 8
電壓輸出，短路保護(hù) √
電壓輸出，短路電流*大值 45 mA
電流輸出，開(kāi)路電壓*大值 20 V
*短周期時(shí)間（所有通道） 125 μs；（與激活的通道數(shù)無(wú)關(guān)）
l 電壓輸出范圍
0 V 到 10 V √
1 V 到 5 V √
-10 V 到 +10 V √
l 電流輸出范圍
0 mA 到 20 mA √
-20 mA 到 +20 mA √
4 mA 到 20 mA √
l 執(zhí)行器的連接
電壓輸出，2 線制連接 √
電壓輸出，4 線制連接 √
電流輸出，2 線制連接 √
