基于S7—1200的單舵機(jī)AGV控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

董立國(guó)

摘 要：自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)輸車(chē)AGV憑借其安全、可靠、靈活和簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為目前自動(dòng)化物流發(fā)展的新型輸送方式。本文基于西門(mén)子S7-1200系列PLC、舵機(jī)及舉升機(jī)構(gòu)平臺(tái)設(shè)計(jì)了一種大型舉升式磁導(dǎo)引AGV。所設(shè)計(jì)的單舉升、單舵機(jī)AGV可用于對(duì)大型工件的加工和輸送，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用驗(yàn)證，AGV運(yùn)行情況及其性能良好，具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：AGV；PLC；舵機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）02-0017-02

Design and Implementation of AGV Control System for Single

Steering Gear Based on S7-1200

DONG Liguo

（Department of Electronics， South China Institute of Software Engineering.GU，Guangzhou Guangdong 510990）

Abstract： With the advantages of safety， reliability， flexibility and simplicity， the automatic navigation vehicle AGV has gradually become a new transportation mode for the development of automated logistics. Based on SIEMENS S7-1200 series PLC， steering gear and lifting mechanism platform， a large lifting magnetic guidance AGV was designed. The designed Danjusheng and single steering gear AGV can be used to process and transport large workpieces. After field application， the operation and performance of AGV are good， and it has broad application prospects.

Keywords： AGV；PLC；steering gear

隨著自動(dòng)化生產(chǎn)和智能制造理念日益受到制造企業(yè)的重視，物流自動(dòng)化技術(shù)也在向高速化、智能化、柔性化方向發(fā)展[1，2]。作為融合了控制、通信、顯示、搬運(yùn)等功能綜合體的自動(dòng)導(dǎo)航車(chē)（Automated Guided Vehicles，簡(jiǎn)稱(chēng)AGV），在現(xiàn)代制造和物流行業(yè)亟待降低成本、提高效率和柔性智能的背景下得到了飛速發(fā)展，并在汽車(chē)裝配、電子、郵局、碼頭、機(jī)場(chǎng)、餐廳等場(chǎng)合發(fā)揮著舉足輕重的作用[3]。本文根據(jù)山東某汽車(chē)制造公司存在的采用人工搬運(yùn)、舉升汽車(chē)電池效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大及安全性不高等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種用于托舉大型工件的單舉升AGV。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)線裝配要求，本文設(shè)計(jì)的單舉升AGV如圖1所示。

其中，PLC作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，其數(shù)據(jù)處理速

度、運(yùn)算能力、可擴(kuò)展接口能力將直接影響整個(gè)控制系統(tǒng)的控制效率和性能。西門(mén)子S7-1200系列PLC具有集成PROFINET接口、強(qiáng)大的集成工藝功能和靈活的可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，為各種工藝任務(wù)提供了簡(jiǎn)單的通信和控制方式，能充分滿(mǎn)足中小型自動(dòng)化的系統(tǒng)需求。在研發(fā)過(guò)程中，充分考慮了系統(tǒng)、控制器、人機(jī)界面和軟件的無(wú)縫整合及高效協(xié)調(diào)的需求。根據(jù)本次系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)要求，選擇S7-1215DC/DC/Rly型PLC作為本設(shè)計(jì)的控制核心[3]。

舵機(jī)作為AGV控制系統(tǒng)的主要機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)行走、轉(zhuǎn)向、負(fù)重功能，其性能直接影響AGV的行走和控制精度。從耐用性和綜合性能進(jìn)行對(duì)比，本設(shè)計(jì)選用德國(guó)SCHABMULLER電機(jī)。該舵機(jī)的轉(zhuǎn)向和行走電機(jī)接受模擬量信號(hào)調(diào)速，轉(zhuǎn)向電機(jī)帶電位器實(shí)現(xiàn)角度反饋，行走電機(jī)帶編碼器和測(cè)速發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。其中，行走電機(jī)最大轉(zhuǎn)速為1 820r/min，額定功率1kW，額定電流為27A；轉(zhuǎn)向電機(jī)最大轉(zhuǎn)速為32 000r/min，額定功率0.05kW，額定電流為2A。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本文設(shè)計(jì)的AGV采用西門(mén)子S7-1200系列PLC作為控制核心，通過(guò)其擴(kuò)展I/O模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)和控制，通過(guò)擴(kuò)展模擬量模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)舵機(jī)轉(zhuǎn)向角度，并實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向和行走電機(jī)速度的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；通過(guò)PLC上的PROFETNET接口與威綸觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)AGV的實(shí)時(shí)檢測(cè)、顯示、控制；通過(guò)PLC上的另一路PROFETNET接口連接無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)與線邊中控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，通過(guò)PLC上的擴(kuò)展SB板發(fā)送脈沖信號(hào)控制舉升電機(jī)的舉升高度和速度；磁循跡傳感器通過(guò)RS232模塊實(shí)時(shí)傳送檢測(cè)信號(hào)至PLC，PLC根據(jù)接收到的磁傳感器信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)舵機(jī)的轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)速。各設(shè)備和元件如表1所示。

3 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合企業(yè)實(shí)際需求，以西門(mén)子S7-1200系列PLC為控制核心，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，縮短了開(kāi)發(fā)周期，設(shè)計(jì)了一個(gè)快速、可靠、操作性良好的控制系統(tǒng)[4-6]。現(xiàn)場(chǎng)使用結(jié)果證明，本文設(shè)計(jì)的單舉升AGV具有良好的穩(wěn)定性，大大降低了企業(yè)的成本和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，具有廣泛的應(yīng)用前景。

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