基于西门子S7-1200 PLC的AGV控制系统的设计与实现

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所属分类:AGV设计资料
摘要

以西门子公司S7-1200 PLC作为AGV运动控制器,利用磁导航传感器对地面铺设磁条路径寻迹,通过RFID对站点位置进行读取,同时以触摸屏作为人机交互界面,开发建立了AGV控制系统。实现了AGV的直行、转向、自动运行、调速及站点停车等功能。通过实验表明,使用该控制系统的AGV在运行过程中稳定可靠,操作便捷,很好地实现了功能需求。

0 前言

自 动 引 导 小 车 AGV ( Automated Guided Vehicles) ,是一种安装自动导引装置,能沿着指定导引路线行驶,并具有安全保护功能及各种移载功能的无人驾驶自动化搬运车辆,是集传感器技术、可编程控制技术及信息处理技术于一体的自动化设备,已成为自动化物料仓储中物料运输和柔性生产组织系统中的关键设备[1-3]。而 S7-1200 PLC 作为西门子公司新一代小型 PLC,它集成以太网接口和很强的工艺功能,结构紧凑,是一款节省空间的模块化控制器,适合要求简单或高级逻辑、HMI 和网络功能的小型自动化系统,使用灵活,功能强大,可用于控制各种各样的设备以满足自动化要求,其代表了下一代 PLC 发展方向[4]。因此在基于 S7-1200 PLC 的基础上开发 AGV控制系统,对于柔性制造系统的研究与发展具有重要意义。

1 AGV 总体控制方案设计

1. 1 AGV 基本结构组成

开发的 AGV 整体结构主要由万向轮、驱动轮、无刷电机、直流电机、电池等组成。如图 1 所示。AGV 采用 48 V 电池供电,行走部分有 4 个万向轮和 2 个驱动轮组成,2 个驱动轮独立,由无刷电机驱动,通过差速实现 AGV 转向,差速寻迹信号由磁导航传感器提供。通过直流电机 2 与外部顶升机构实现驱动轮的上升和下降,方便对 AGV 手动移动及电机驱动 运 行 方 式 转 换。RFID 可对站点地址标签读取[5],同时结合地标传感器用于实现 AGV 到达站点的减速与停止。旋转滚筒由直流电机 1 通过链条带动链轮驱动,用于完成指定站点上料和下料动作。在滚筒两边下方底板上各设置一个光电开关,用于检测判断物料是否已正确到达车体中间,光电开关被物料遮挡,说明物料偏移,小车禁止运行。AGV 车体前方装有非接触式障碍物传感器和接触式防碰撞传感器,起双重安全保护作用。在车体上方装有扬声器和报警灯,当小车发生故障时,扬声器发出报警音乐,报警灯闪烁。通过操纵板上的按钮和触摸屏可方便实现对AGV 操作和运行状态显示等。

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