3.1.3 其他功能模块的配置
EM253位控模块是S7-200的特殊功能模块。能够产生移动控制所需的脉冲串，其组态信息存储在S7-200的V存储区，用于步进电机和伺服电机的速度和位置的开环控制。
位模块的特性如下：
（1）位控模块可提供单轴开环移动控制所需要的功能和性能； （2）提供高速控制从每秒12个脉冲到每秒200 000个脉冲； （3）支持急停S曲线或线性的加减速功能；
（4）提供可组态的测量系统，既可以使用工程单位如英寸或厘米，也可以使用脉冲数；
（5）支持手动的位控方式； （6）提供连续操作；
（7）提供四种不同的参考点寻找模式，每种模式都可对起始的寻找方向和最终的接近方向进行选择[9]。 3.1.4 PLC的I/O资源配置
由于需要采集外部检测信号（所经的列、行），控制电机的起停，选择自动或是手动控制状态，前后列向运动、升降行向运动、机械手的伸缩运动、货物的抓取、存放等。系统资源分配如表3-2所示。
表3-2 I/O分配 输入部分 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.7 I0.5 I0.6 I0.4 I1.0 启动 停止 取货按钮 存货按钮 自动/手动（1/0） 库位1传感器 库位2传感器 库位3传感器 库位4传感器 输出部分 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 X轴电机左行 X轴电机右行 Y轴电机上行 Y轴电机下行 Z轴电机伸叉 Z轴电机缩叉 取货指示灯 存货指示灯 库位1指示灯 13
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I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 选择库位1按钮 选择库位2按钮 选择库位3按钮 选择库位4按钮 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 库位2指示灯 库位3指示灯 库位4指示灯 自动运行指示灯 3.1.5 MCGS与PLC设备的通信
设备窗口是MCGS系统的重要组成部分，负责建立系统与外部硬件设备的连接，使
得MCGS能从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对工业过程的实时监控。
MCGS实现设备驱动的基本方法是：在设备窗口内配置不同类型的设备构件，并根据外部设备的类型和特征，设置相关的属性，将设备的操作方法，如硬件参数配置,数据转换,设备调试等都封装在构件之内，以对象得形式与外部设备建立数据的传输通道连接。系统运行过程中，设备构件由设备窗口统一调度管理，通过通道连接，向实时数据库提供从外部设备采集到的数据，从实时数据库查询控制参数，发送给系统其它部分，进行控制运算和流程调度，实现对设备工作状态的实时检测和过程的自动控制。
MCGS设备目录的分类方法，为了用户在众多的设备驱动中方便快速的找到需要的设备驱动，MCGS所有的设备驱动都是按合理分类方法排列的。
在本次设计中，要进行设备通信的歩骤是：打开“设备窗口”，选中设备工具箱，单击“设备管理”，选中本组态设计中需要的“通用串口父设备”,“西门子S7-200PPI”
双击“通用串口父设备”对其设备属性进行编辑，其中“最小采集周期”为200ms,“串口端口”为“0-COM1”，“数据校验方式”为“2-偶校验”如图3.1.5。再点击“确认”。
图3.1.5 通用串口父设备的设置
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双击“PLC 西门子
S7-200PPI”,对MCGS数据与PLC中的数据进行连接。如果输入
口，输出口较多，还可以增加输入输出口。具体歩骤为：在“PLC 西门子S7-200PPI”中选中“设置设备内部属性”，选择“增加通道”，根据设计的需求，增加合适的通道值，点击“确认”。
单击“通道连接”，将MCGS中的按钮输入,显示输出与PLC中的输入输出口相连接。 然后单击“设备调试”，就可以在线调试了。若“通信状态标志”为0，则表示通信正常，否则MCGS组态软件和西门子S7-200PLC设备通讯失败。
3.2 位置的定位方法
堆垛机的定位主要有认址装置组成，认址装置由认址片和认址器组成。认址器目前多为红外传感器或者光电开关，发射和接收红外光在同侧时用反射式认址片，否则用透射式的，认址原理如下图3-1所示。
1.认址片 2.光电接收管 3.认址器 4.光电发射管
图3-1认址原理图
光电开关是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。红外线光电开关是利用人眼不可见(波长为780nm--lmm)的近红外线和红外线来检测、判别物体。通过光电装置瞬间发射的微弱光束能被安全可靠的准确的发射和接收。光电开关的重要功能是能够处理光的强度变化:利用光学元件，在传播媒介中间使光束发生变化；利用光束来反射物体，使光束发射经过长距离后瞬间返回。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为:发送器，接收器和检测电路（如图3-2）。
图3-2 光电传感器原理
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发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)和激光二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器由光电二极管或光电三极管组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构牢固的反射装置，它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。
光导纤维(LWL)，它扩大了光电传感器的使用范围，形成了特殊的嵌装式收发装置。它可以在特殊的环境中使用，检测微小的物体[12]。
为了定位精确，水平和垂直方向均装有两台认址器（GD1和GD2与GD3和GD4)。水平方向的认址器安装在堆垛机底部的横梁上，认址片对应各列货格的地面位置，GD1和GD2随堆垛机一起前后运动，每经过一列货格，光电开关通过认址档板发出一脉冲信号写到PLC，内部计数器相应的计数，从而达到列认址目的。垂直方向的认址片安装在对应货格的堆垛机的立柱侧面。GD3和GD4随升降台一起上下运动，达到层认址的目的，光电开关的脉冲输入信写作为PLC内部计数器的计数信号。
3.3 电气接线图及元器件的选择
3.3.1 电气接线图
电气主接线图如图3-3所示。
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图3-3 电气主接线图
电机控制图其中主要的控制单元有S7-200 CPU224和特殊功能模块EM253组成。控
制单元通过控制继电器的得失电来控制电机的正反转，从而控制小车、升降台的运行方向。KM1线圈得电时常开触点闭合，电机1正转，带动小车向前运动；而当KM2得电时，常开也闭合，电机1反转，带动小车向后运动（KM3、KM4同理）；当KM5得电时，常闭触电断开，使得电机1停止转动，小车也就停止运动（KM6同理）。如图3-4所示。
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