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自动化立体仓库开放式控制系统平台的设计与研究

作 者: 丁勇
导 师: 吴秀玲; 张吉堂
学 校: 中北大学
专 业: 模式识别与智能系统
关键词: 自动化立体仓库 模块划分 模块化平台 控制系统
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
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内容摘要


自动化立体仓库是采用立体式高层货架储存货物,堆垛机作为运输装置,计算机控制管理存储作业的一种储存装置。目前,自动化立体仓库控制系统主要有两种:PLC控制系统和现场总线控制系统。PLC控制系统一般是专用系统,很难对系统进行补充升级,开发周期也比较长。而现场总线控制系统主要是通过现场仪表及设备来实现的,而且现场总线技术还没有建立一个统一的标准。通过工程实践发现,自动化仓库的控制任务具有很强的相似性和通用性,在此基础上,本文建立了以PLC为核心的开放式控制系统平台,降低了自动化立体仓库的技术开发难度和缩短了开发周期。本文首先通过对现有的自动化立体仓库控制系统进行归纳总结,设计了自动化立体仓库开放式控制系统平台的整体框架,结合类模块的概念特性,提出了基于V(载体)-B(行为)-P(原理技术)-C(控制功能)的系统模块划分原则。通过该模块划分原则对自动化立体仓库控制系统进行模块划分,划分出载体模块和控制功能模块。以载体模块为基础搭建了开放式控制系统的硬件模块化子平台。同时结合COM组件思想和模块互操作性理论,研究和开发出开放式控制系统的软件模块化子平台,并介绍了软件模块化子平台的具体实现方法。最后选取了自动化立体仓库研发过程中遇到的几个典型控制方案作为开放式控制系统平台的补充。在通用软、硬件平台及一定的规范原则上,用户可以快速建立所需的自动化立体仓库控制系统。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 引言  9
  1.2 自动化立体仓库概述  9-11
    1.2.1 自动化立体仓库的概念  9-10
    1.2.2 自动化立体仓库的分类  10
    1.2.3 自动化立体仓库的发展趋势  10-11
  1.3 自动化立体仓库控制系统的发展现状  11
  1.4 开放式控制系统概述  11-13
    1.4.1 开放式系统的概念  11-12
    1.4.2 开放式控制系统的研究现状及发展动态  12-13
  1.5 课题研究目的及研究内容  13-15
    1.5.1 研究目的  13
    1.5.2 研究内容  13-15
2 自动化立体仓库控制系统的模块化设计理论  15-26
  2.1 模块的概念  15-16
    2.1.1 模块的基本特点  15
    2.1.2 模块的种类  15-16
  2.2 类模块概念与特性  16-17
    2.2.1 类模块的定义  16
    2.2.2 类模块的特性  16-17
  2.3 模块化设计的概念及特性  17-18
    2.3.1 模块化设计的概念  17
    2.3.2 模块化设计的特性  17
    2.3.3 模块化设计的划分方法  17-18
    2.3.4 模块化产品平台概念  18
  2.4 自动化立体仓库控制系统平台设计的研究  18-21
  2.5 基于 V(载体)-B(行为)-P(原理技术)-C(控制功能)的模块划分原则  21-25
    2.5.1 控制功能、原理(技术)、行为和载体定义综述  21-22
    2.5.2 控制功能、原理(技术)、行为之间的对应关系  22-23
    2.5.3 基于V(载体)-B(行为)-P(原理技术)-C(控制功能)的系统模块划分层次模型  23-25
  2.6 本章小结  25-26
3 自动化立体仓库开放式控制系统平台框架设计  26-33
  3.1 引言  26
  3.2 实现开放式控制系统平台所要满足的要求  26-27
  3.3 实现开放式控制系统平台涉及的关键技术  27-28
  3.4 自动化立体仓库开放式控制系统平台参考模型  28-29
  3.5 自动化立体仓库开放式控制系统平台框架建立  29-32
    3.5.1 自动化立体仓库开放式控制系统软件子平台  30-31
    3.5.2 自动化立体仓库开放式控制系统硬件子平台  31-32
  3.6 本章小结  32-33
4 自动化立体仓库控制系统模块划分研究  33-50
  4.1 自动化立体仓库控制系统模块划分总体规划  33-34
  4.2 基于 V(载体)-B(行为)-P(原理技术)-C(控制功能)的模块划分概述  34-49
    4.2.1 检测设备模块划分综述  35-38
    4.2.2 数据通讯模块划分综述  38-44
    4.2.3 装置设备模块划分综述  44-49
  4.3 自动化立体仓库控制系统模块划分综述  49
  4.4 本章小结  49-50
5 自动化立体仓库开放式控制系统平台的开发  50-62
  5.1 开放式控制系统平台开发环境  50
  5.2 基于 COM 技术思想的模块化交互理论的研究  50-54
    5.2.1 组件对象模型标准的应用分析  50
    5.2.2 模块的互操作性研究  50-51
    5.2.3 数据模型  51-53
    5.2.4 基于 COM 技术思想的模块化交互理论的具体实现  53-54
  5.3 自动化立体仓库开放式控制系统的硬件模块化子平台搭建  54-56
    5.3.1 开放式控制系统中硬件模块化子平台搭建的具体思路  54-55
    5.3.2 开放式控制系统硬件模块化子平台的具体实现  55-56
  5.4 自动化立体仓库开放式控制系统软件模块化子平台搭建  56-60
    5.4.1 开放式控制系统软件模块化子平台的设计思路  56-58
    5.4.2 开放式控制系统软件模块化子平台的具体实现  58-60
  5.5 软件平台操作介绍  60-61
  5.6 本章小结  61-62
6 自动化立体仓库的几个典型技术问题分析  62-75
  6.1 步进电机继电器切换控制方案设计  62-65
    6.1.1 步进电机继电器切换控制方案设计思路  62-64
    6.1.2 步进电机继电器切换控制方案具体控制方法  64-65
  6.2 基于 CAN 总线龙门同步正反转伺服电机控制方案  65-72
    6.2.1 基于 CAN 总线龙门同步正反转伺服电机控制方案具体思路  65-67
    6.2.2 伺服电机回零方案设计  67-68
    6.2.3 基于 CAN 总线龙门同步正反转伺服电机控制具体控制方法  68-72
  6.3 微型一体化步进电机脉冲控制方案  72-74
    6.3.1 微型一体化步进电机脉冲控制方案设计  72
    6.3.2 微型一体化步进电机脉冲控制方案的具体控制方法  72-74
  6.4 本章小结  74-75
7 总结与展望  75-77
  7.1 总结  75-76
  7.2 展望  76-77
参考文献  77-81
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果  81-82
致谢  82-83

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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