基于PLC自动寻迹运输车控制系统设计.pdf

《基于PLC自动寻迹运输车控制系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第40卷2009年9月工程机械DesignandCalculation设计·基于PLC的自动寻迹运输车控制系统设计*计算褚渊博，高文中，程林章，康志一（石家庄铁道学院）"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!摘要：对自动寻迹运输车的控制方式和运行轨迹进行分析研究，提出系统总体设计方案。采用三菱公司的!!FX-2N!可编程控制器为控制核心，以触摸屏为人机对话窗口，利用光电传感器检测行驶路线、运行速度和障碍物等!信息，通过!PLC编程控制，实现无人驾驶、自动寻迹、自动避障、自动变轨等功能。介绍系统硬件设计和软件设计。研!!!制样机经实验室模拟调试和运

2、行测试证明!，操作简便，运行平稳，性能可靠。可应用于大型生产线、现代化工厂车间!的物料运输!"。!!!!!!!!!!!!!!!!!"关键词：自动寻迹运输车；PLC；触摸屏；光电检测；避障提高现代化工厂部门之间物料搬运和内部运输在运输车底座下侧，驱动后轮前进，步进电机控制前的协调性，是实现生产全盘自动化的重要举措。传统轮转向，PLC作为控制系统中心，并与步进电机、直物料运输车具有设备复杂、功耗大、投资高、污染环流电机及触摸屏相连，得到速度、位置和障碍物信息境等缺点,其中有轨运输车需铺设专门轨道，若生产同时输出相应的控制命令到直流电机、电磁制动器程序改变，需重新铺设轨道，破坏路面，投资高；无轨及

3、步进电机。触摸屏作为操作界面，给用户提供一个运输车包括叉车及手推运料小车，均需专人驾驶，劳可视化的操作平台。[1]动强度大，运输效率低。系统设计可划分为信号检测部分和控制部分。本设计采用光电检测技术，以日本三菱公司生其中，信号检测部分包括轨道线检测设计、障碍物检产的FX-2N可编程控制器为控制核心，通过编程实测设计、速度检测设计，控制部分包括驱动控制设现智能控制。若生产工序改变，只需重新铺设光轨便计、制动控制设计、转向控制设计。系统总体设计流可以相应改变。是一种新型、高效、无污染的自动寻程图如图2所示。迹运输车，无人驾驶、安全可靠、操作方便。可降低生产成本，提高生产效率。1系统总体方案系统总

4、体设计框图如图1所示，直流电机固定图2系统总体设计流程图运输车循迹采取光电探测法的原理。在车体底部安装3只光电传感器，运输车在地板上按照引导线自动运行时不断地向地面发射红外光。由于光电图1系统总体设计框图管对不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特*基金项目：石家庄铁道学院研究生基金项目（Tyy2009-03）作者简介：褚渊博（1985—），男，陕西富平人，在读硕士，研究方向：机电一体化。—29—DesignandCalculation工程机械第40卷2009年9月点：当红外光遇到绿色引导线时发生漫反射，反射光设被装在运输车上的接收管接收，输出为低电平；如果计·遇到其他颜色则红外光被吸收，输

5、出为高电平。可编计程控制器便可根据3只光电传感器的状态编码为依算[2]据来确定引导线的位置和运输车的行走路线。运输车自动寻迹的位置状态编码如图3所示。图4驱动电机连接电路图与两相继电器J5相连，当Y2低电平时，J5活动触点KM与触点1连接，电机正转；反之Y2高电平时，J5活动触点KM与触点2连接，电机反转。电机驱动器（CT-301A9）通过J5连接电机，调整ADJ端子参数可以改变电机转速，检测到的路况输入信号，经过PLC控制单元进行计算并按结果的要求输出控制信号到Y2端，控制电机的正反转，从而实现运输车的前进、后退。如图5所示，PLC输出端Y0连接到步进电机驱动器的PU（步进脉冲信号）,Y1

6、连接到DR(方向控制)。PLC根据传感器检测到的信号，进行程序控制，当运输车偏离引导线时，Y0接通，步进电机开始工作（初始设置为右转），当判断需要左转时，Y1接通，图3运输车位置状态编码图控制步进电机反方向转动。2系统硬件设计2.1转向及驱动控制电路设计本设计运输车载重不超过70kg，对电机的负载能力有一定的要求，由于直流减速电机转动力矩大，可以产生较大转矩，因此选择XM4-10125A型直流减速电机作为该系统的驱动电机，该电机自带一个图5步进电机接线图小链轮，齿数z1为9，选取大链轮齿数z2为19，所以传动比i为：2.2光电检测电路设计z219综合各种光电检测器件的性能及本设计的具体i==

7、=2.11（1）z19要求，采用RPR220型光电对管。其发射器是一个砷正常运行时，运输车运行速度V为：化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度硅d1144平面光电三极管。当发光二极管发出的光反射回来V=2π·n·=2×π××0.01×=2i22.11时，三极管导通输出低电平。此光电对管调理电路简[3]0.834m/s=3.0km/h（2）单，工作性能稳定。式中：n为直流电机输出转速，4r/s；d为运输车驱