巷道堆垛机电气控制系统的分析与研究

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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。  
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