主控單元
傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)已有幾十年的歷史了，它在工業(yè)自動化控制中起過重要的作用。但是，隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，這種傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)不能適應高度自動化的需要，正在逐步被新型的微型計算機技術(shù)所取代。繼電器控制系統(tǒng)，生產(chǎn)實踐證明，繼電接觸控制系統(tǒng)不適應高度自動化、動作頻率高、生產(chǎn)能力大的碼垛機控制系統(tǒng)的需要。由于碼垛機動作頻率高，繼電器為有觸點元件，壽命有限，所以故障率高，抗干擾能力差，經(jīng)常需要維修，更換備件，造成停車時間多，影響生產(chǎn)，而且每年都要很多外匯購買備件。如何解決這一問題，本課題提出了應用可編程序控制器(簡稱PLC)自行設(shè)計程序軟件，改造原控制系統(tǒng)的方案。我們通過考察和研究大量的資料認為，應用PLC重新設(shè)計碼垛機控制系統(tǒng)，不但完全能夠?qū)崿F(xiàn)原有功能，而且可以根據(jù)用戶需要拓展功能，還可提高系統(tǒng)可靠性和設(shè)備使用壽命。降低故障率，減少了維修量和維修經(jīng)費，減少了停車時間，減輕了工人的勞動強度。
執(zhí)行單元
碼垛機的執(zhí)行單元主要有：斜坡輸送及緩停壓平機、轉(zhuǎn)位編組機、推袋壓袋機、側(cè)邊整形機、分層機和升降機、垛臺升降機構(gòu)等33個輸出點。 輥道電機保持原系統(tǒng)不變，轉(zhuǎn)位夾板、推袋推板、側(cè)邊整形機構(gòu)采用電磁控制。 原碼垛機平車行走依靠接觸器控制起停和正反轉(zhuǎn)，控制比較簡單，但接觸器長期頻繁通斷，容易產(chǎn)生拉弧，觸頭粘連，而且有觸點元件本身故障率就高，經(jīng)常需要停機維修，更換備件，影響生產(chǎn)。最主要缺點是它不能調(diào)速，因此控制不了碼垛機的定位精度，不能實現(xiàn)軌跡運動的控制。 在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中，傳動部分對精度要求不高的采用不調(diào)速的交流傳動。對定位精度和響應速度要求高的設(shè)備則采用直流調(diào)速傳動。由于電子功率器件技術(shù)的飛速發(fā)展，我國的變頻調(diào)速器的品種越來越多，性能越來越高，發(fā)展更新的速度也越來越快，為碼垛機的發(fā)展、更新?lián)Q代提供了新的思路和方法。
位置檢測
位置檢測單元一般由位置傳感器和檢測接口組成。位置傳感器的選擇是一個重要的環(huán)節(jié)。
位置檢測方法 在轉(zhuǎn)位、壓平升降機構(gòu)中，其位置檢測和限位保護需采用光電開關(guān)。 由于碼垛機平車行走機構(gòu)是以碼垛區(qū)(即收集槽)為目標進行作業(yè)，因此就必須檢測行走方向各個槽位。根據(jù)這種位置的檢測方法，有三種方案進行選擇。 (1)絕對地址式定位控制中位置檢測一般采用增量式光電編碼器。由PLC對行走的各個位置進行地址編碼。位置分辨率由編碼器反饋脈沖數(shù)和～轉(zhuǎn)所對應的機械位移共同決定。 (2)光電計數(shù)式這個方法是碼垛機每通過一個位置PLC就記錄一個數(shù)，一直移動到和預定位置號一致時停止移動的方法。 (3)計數(shù)和校驗這個方法是先用計數(shù)，到位后可用1～4個光電開關(guān)組成奇偶校驗或簡單的數(shù)字校驗。即相對計數(shù)加奇偶校驗的方法，采用PLC對多計數(shù)和少計數(shù)的錯誤能進行自動診斷。在超過允許誤差范圍時，由PLC控制回位，三次校正仍不能停準則報警。
位置定位方法 (1)用一對光電開關(guān)(或接近開關(guān))來定位該方法是在碼垛機上安裝兩個光電開關(guān)，在每個槽位安裝擋光板。擋光板越窄，定位精度就越高。 (2)采用N對光電開關(guān)(或接近開關(guān))來定位此種方法比第1種方法略復雜一點。該方法在碼垛機上安裝擋光板，在每個槽位安裝兩個光電開關(guān)，光電開關(guān)按運行方向前后成一直線安置，每個槽位前面的光電開關(guān)用做到位預減速，一般的情況下碼垛機是快速運行，當運行到第一個光電管被擋光時，再由快速均勻減速到慢速，再以慢速向前繼續(xù)運行，當后面的光電開關(guān)被擋光后剎車定位。 (3)激光測距傳感器”，這種方法通過在碼垛機上安裝一傳感器，通過對一固定目標的距離變化來定位，也是有效可行的方法，但抗干擾性稍差。 綜合分析，根據(jù)碼垛機的工作需要和應用特點，我們決定采用光電開關(guān)和接近開關(guān)做位置傳感器，它穩(wěn)定性及重復性好，安裝方便并且價格便宜。選型上需要選擇精度高、可靠性好的元件。
氣動系統(tǒng)
氣動系統(tǒng)包括氣源、管路、電磁閥、氣缸、執(zhí)行機構(gòu)等部分組成。通過電磁閥驅(qū)動氣缸，作為動力源來驅(qū)動轉(zhuǎn)位夾板、推袋推板，側(cè)邊整形的執(zhí)行機構(gòu)。
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