plc的自主引导车控制系统设计
【】自主引导车也称AGV，目前广泛应用于各种工业现场，实现工作站点间的无人货物运输。AGV小车是现代工业下机电一体化的产物，系统设计包含了诸多现代化控制技术，研究其控制系统具有极强的现实意义和科研意义。本设计基于PLC设计一种结构相对简单、容易实现的AGV控制系统，选用西门子S7-200系列PLC，加以必要的模拟量模块组成其主控单元。小车引导方式采用传统的光学引导，用光电传感器来获取地面信息，来进行小车的纠偏和转向控制。设计选用两个直流无刷电机配以直流电机调速器，作为驱动单元，对两个驱动轮进行差速控制，实现小车运行过程中的行走动作。车身前部安装光电传感器来检测障碍物，用来对小车进行避障控制。设计的主要内容分为系统方案的论证，系统硬件的设计及选型，系统软件的设计和MCGS组态的仿真及调试。本设计基本实现了设计要求，小车的直行、转向、纠偏、避障等功能均能良好实现，路径识别基本准确，系统运行平稳，控制精度在误差允许范围之内。系统整体基本达到预先的设计要求和运行效果。
目录
引言 4
一、自主引导车国内外研究情况 5
（一）国外研究情况 5
（二）国内研究情况 5
（三）课题主要工作 5
二、系统总体方案设计 5
（一）AGV系统总体方案设计 5
（二）AGV系统引导方式选择 6
（三）AGV小车驱动方案选择 6
三、系统硬件设计 7
（一）I/O表 7
（二）PLC接线图 8
（三）传感器选型 8
（四）AGV小车的导航模块 9
（五）AGV小车的避障单元 10
（六）AGV无线通信单元 10
四、系统软件设计 11
（一）PLC程序框图 11
（二）系统纠偏程序设计 13
（三）系统转向程序设计 14
（三）系统避障程序设计 15
五、系统调试 16
总结 19
参考文献 20
致谢 21
引言??
自主引导车也简称AGV(Automated Guided Vehicles)。AGV小车 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
具有自主导航系统，能够沿着预设轨道自主行驶。AGV小车实现的功能一般是把货物从一个工作站点运送到另一个工作站点，实现了现代仓储系统中无人搬运功能。AGV系统具有自动化程度高和智能化水平高等特点，小车运行轨道可根据实际工作要求来灵活改变。AGV小车可与工作站点上的其他物流设备对接，进而实现货物的装卸与运输的自动化。而且，AGV小车采用电力驱动，工作过程中噪声小、污染小、能源利用率高，利于保持工作场所的环境清洁。随着各种AGV产品的开发与发展，AGV广泛用于仓储业、制造业、物流业、高危场所及特种行业等工作场所。
一、自主引导车国内外研究情况
（一）国外研究情况
AGV应用于物料运输的历史已经快70年了。世界上第一辆AGV诞生于1953年，它是由美国BARRETT公司开发研制的，它由一辆牵引式拖拉机改造而成，小车沿着布置在空中的钢导线运输货物。纵观欧美AGV的发展历程，欧美的AGV发展走的是追求自动化和智能化道路，强调提高AGV小车的综合性能和去人工化程度，使其能够在更为复杂多变的工作环境中能够稳定工作。与欧美不同的是，日本AGV走的是简易化的道路，其并不过分追求系统的自动化和智能化，而是更注重于产品的实用性。日本AGV多用的是电磁导航，追求系统的低投入、高效率，因此生产的AGV小车结构简单，易于维护，更注重小车的无人货物运输功能。
（二）国内研究情况
中国在AGV小车领域的研究起步较晚，中国第一台AGV小车于1976年由北京起重机械研究所研制成功，采用的是当时流行的电磁引导方式。20世纪80年代起，国内许多研究所和大学开始AGV技术的研究。
目前，我国的AGV技术在引导方式，车架等都已成熟，需待改进的方面主要为AGV的控制算法。国内AGV系统的应用已经由先前的烟草、金融、邮政行业渐渐涵盖到汽车、军工、电子、自动化仓库等领域，其技术水平也高速发展，发展前景也更加宽广。
（三）课题主要工作
本课题主要要研究AGV小车控制系统的设计，能够使小车具有自主引导、避障等功能。主要解决的问题包括自主引导单元的设计，驱动单元的设计，安全避障单元的设计等几个方面。
二、系统总体方案设计
本设计研究一种小型AGV小车控制系统，小车属于背负式AGV小车，货物直接放在顶部托盘，能够完成在不同地点间的货物运输工作。
（一）AGV系统总体方案设计
基于PLC的自主引导车控制系统主要由AGV路径导航单元、避障单元、电机调速单元、无线通讯组成。设计方案的基本思路如图2.1所示。
图2.1 自主引导车控制系统综合方案
系统通过路径导航传感器检测地面路径信息，反馈到导航单元经PLC处理输出直行或转向指令，对电机进行差速控制完成小车导航的功能；通过避障传感器为主的避障单元，在小车前面有障碍物时，实现小车制动操作；通过无线通信单元可实现上位机与小车间信息传递，实现上位机对小车的监控功能；通过电机驱动器接受PLC相应控制信号，可对电机进行差速控制，实现小车的行走功能。
（二）AGV系统引导方式选择
方案一：磁带引导式。磁带引导将磁带直接粘贴在地面上，采用磁感应传感器识别路径信息。具有磁带铺设简单、路径易修改、磁条成本低等优势。但缺点是磁条易受损，传感器易受周围磁场干扰。
方案二：光学引导式。运行轨道是铺设在地面上的反光色带，地面和色带的反光率差异较大，小车通过光电传感器检测反射的光线强度的不同，来判断小车的行进路径。此方式具有高灵活性、光带铺设简单、不易受电磁干扰等优势。但缺点是对色带的污染敏感，精度较低
方案一和方案二都具有路径铺设简单，灵活度高的特点，对于自主性要求不高的系统，这两种引导方式性价比最高，技术也最成熟。但方案一采用的磁感应传感器易受周围磁场干扰，而由于小车整体空间设计，小车的驱动电机运行时产生的磁场很容易对磁感应传感器产生干扰。因此选用方案二作为引导方式。
（三）AGV小车驱动方案选择
目录
引言 4
一、自主引导车国内外研究情况 5
（一）国外研究情况 5
（二）国内研究情况 5
（三）课题主要工作 5
二、系统总体方案设计 5
（一）AGV系统总体方案设计 5
（二）AGV系统引导方式选择 6
（三）AGV小车驱动方案选择 6
三、系统硬件设计 7
（一）I/O表 7
（二）PLC接线图 8
（三）传感器选型 8
（四）AGV小车的导航模块 9
（五）AGV小车的避障单元 10
（六）AGV无线通信单元 10
四、系统软件设计 11
（一）PLC程序框图 11
（二）系统纠偏程序设计 13
（三）系统转向程序设计 14
（三）系统避障程序设计 15
五、系统调试 16
总结 19
参考文献 20
致谢 21
引言??
自主引导车也简称AGV(Automated Guided Vehicles)。AGV小车 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
具有自主导航系统，能够沿着预设轨道自主行驶。AGV小车实现的功能一般是把货物从一个工作站点运送到另一个工作站点，实现了现代仓储系统中无人搬运功能。AGV系统具有自动化程度高和智能化水平高等特点，小车运行轨道可根据实际工作要求来灵活改变。AGV小车可与工作站点上的其他物流设备对接，进而实现货物的装卸与运输的自动化。而且，AGV小车采用电力驱动，工作过程中噪声小、污染小、能源利用率高，利于保持工作场所的环境清洁。随着各种AGV产品的开发与发展，AGV广泛用于仓储业、制造业、物流业、高危场所及特种行业等工作场所。
一、自主引导车国内外研究情况
（一）国外研究情况
AGV应用于物料运输的历史已经快70年了。世界上第一辆AGV诞生于1953年，它是由美国BARRETT公司开发研制的，它由一辆牵引式拖拉机改造而成，小车沿着布置在空中的钢导线运输货物。纵观欧美AGV的发展历程，欧美的AGV发展走的是追求自动化和智能化道路，强调提高AGV小车的综合性能和去人工化程度，使其能够在更为复杂多变的工作环境中能够稳定工作。与欧美不同的是，日本AGV走的是简易化的道路，其并不过分追求系统的自动化和智能化，而是更注重于产品的实用性。日本AGV多用的是电磁导航，追求系统的低投入、高效率，因此生产的AGV小车结构简单，易于维护，更注重小车的无人货物运输功能。
（二）国内研究情况
中国在AGV小车领域的研究起步较晚，中国第一台AGV小车于1976年由北京起重机械研究所研制成功，采用的是当时流行的电磁引导方式。20世纪80年代起，国内许多研究所和大学开始AGV技术的研究。
目前，我国的AGV技术在引导方式，车架等都已成熟，需待改进的方面主要为AGV的控制算法。国内AGV系统的应用已经由先前的烟草、金融、邮政行业渐渐涵盖到汽车、军工、电子、自动化仓库等领域，其技术水平也高速发展，发展前景也更加宽广。
（三）课题主要工作
本课题主要要研究AGV小车控制系统的设计，能够使小车具有自主引导、避障等功能。主要解决的问题包括自主引导单元的设计，驱动单元的设计，安全避障单元的设计等几个方面。
二、系统总体方案设计
本设计研究一种小型AGV小车控制系统，小车属于背负式AGV小车，货物直接放在顶部托盘，能够完成在不同地点间的货物运输工作。
（一）AGV系统总体方案设计
基于PLC的自主引导车控制系统主要由AGV路径导航单元、避障单元、电机调速单元、无线通讯组成。设计方案的基本思路如图2.1所示。
图2.1 自主引导车控制系统综合方案
系统通过路径导航传感器检测地面路径信息，反馈到导航单元经PLC处理输出直行或转向指令，对电机进行差速控制完成小车导航的功能；通过避障传感器为主的避障单元，在小车前面有障碍物时，实现小车制动操作；通过无线通信单元可实现上位机与小车间信息传递，实现上位机对小车的监控功能；通过电机驱动器接受PLC相应控制信号，可对电机进行差速控制，实现小车的行走功能。
（二）AGV系统引导方式选择
方案一：磁带引导式。磁带引导将磁带直接粘贴在地面上，采用磁感应传感器识别路径信息。具有磁带铺设简单、路径易修改、磁条成本低等优势。但缺点是磁条易受损，传感器易受周围磁场干扰。
方案二：光学引导式。运行轨道是铺设在地面上的反光色带，地面和色带的反光率差异较大，小车通过光电传感器检测反射的光线强度的不同，来判断小车的行进路径。此方式具有高灵活性、光带铺设简单、不易受电磁干扰等优势。但缺点是对色带的污染敏感，精度较低
方案一和方案二都具有路径铺设简单，灵活度高的特点，对于自主性要求不高的系统，这两种引导方式性价比最高，技术也最成熟。但方案一采用的磁感应传感器易受周围磁场干扰，而由于小车整体空间设计，小车的驱动电机运行时产生的磁场很容易对磁感应传感器产生干扰。因此选用方案二作为引导方式。
（三）AGV小车驱动方案选择
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/684.html
