自动运输车

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 一、选题简介、意义

制造业是现代文明的支柱之一，其占有基础地位，有处于前沿关键；它是工业发展的主体又是国民经济持续发展的基础。而在我国的乡镇企业，私营企业，由于受资金管理等方面的限制，一般生产出来的产品需要采用人工搬运，既缺乏安全保护装置，又会有事故发生。造成效率低，劳动强度大的缺点。

随着信息科技，市场经济的迅猛发展。国内国际市场的激烈竞争，产品的更新速度等因素。近年来，由于PLC控制技术，检测技术以及电力电子技术的发展，作为辅助装置自动搬运车机构的自动化水平也越来越高。提高自动化的水平，不仅可以提高工作效率，产品的质量同时也能保证员工的人身安全。传统的人工搬运已经不能满足要求，这时自动搬运车就应运而生。自动搬运车就是专门用于各种材料的自动化，精确化的运输机器。无论是轻工业还是重工业都是不可缺少的设备。

综上所述，在本着节约资金，降低成本，提高生产效率，保障员工人身安全的科学人性化管理的方针下对自动运输车机构进行自动化设计。此设计中以PLC为核心的自动控制技术来实现功能的，不仅可以大大提高工作效率，又能使整个过程又快又稳又节约资金。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

1.研究内容

 1） LPC工作原理，对其有相对的了解，并会使用编程语言对其进行编程；掌握对给个程序的编写，并使能够正常运行；

 2） 掌握组态软件的使用，将PLC控制与触摸屏相结合，实现良好的人机互交功能，触摸屏可以显示小车当前的工作状态，同时人也可以对小车的工作状态进行控制；

 3） 生产流水线运输小车的主要工作过程；

 4） 在充分分析自动运输车的工作过程，并能够把每一步都分解开一步一步的去编写程序。在编程过程中涉及到的一些相关技术和一些动作的语言要熟悉使用，程序编程时PLC编程的重要内容，也是一种提高程序设计质量的关键技术；

2.工作特点及其难点，拟采取的解决措施

 1） 工作特点：

自动运输车控制系统采用了PLC控制，此自动运输车电气控制系统设计具有手动和自动两种工作方式，在程序设计上采用了模块化的设计方法，这样就省去了工作方式程序之间的复杂的连锁关系，从而在设计和修改任何一种工作方式的程序时，不会对其他工作方式的程序造成任何影响，使得程序的设计，修改和故障查找工作大为简化。

2） 难点：

自动运输车自动与手动控制的PLC程序的编写；

          上位机触摸屏与小车工作状态的实时显示及控制；

          系统的总体调试。

3） 拟采取的解决措施：

分部编写并调试自动控制与手动控制程序，调试成功后再实现两者的合理融合；

实际设计过程中，注意各部分的衔接以及中间续电器合理使用，解决硬件设计；软件调试；系统调试等问题。

4） 预期成果

          自动运输车控制顺利运行，按指定方式进行送料工作。三、设计（论文）体系、结构（大纲）

 1．以PLC为控制核心，并与步进电机，直流电机及触摸屏相连，得到速度，位置和障碍物信息同时输入相应的控制命令知到直流电机，电磁制动器及步进电机。

2．触摸屏作为操作界面，给用户提供一个可视化的操作系统设计可划分为信号检测部分和控制部分。其中，信号检测部分包括轨道线检测设计，障碍物检测设计，速度检测设计；控制部分包括驱动控制设计，制动控制设计，转向控制设计。

3．在车底安装3只光电传感器，运输车载地板上按照引导线自动运行时不断的向地面发射红外光。由于光电管对不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点：当红外光遇到绿色引导线时发生漫反射，反射光被装在运输车上的接收管接收，输出为低电平；如果遇到其他颜色则红外光被吸收，输出高电平。可编程控制器便可根据3只光电传感器的状态编码为依据来确定引导线的位置和运输车的行走路线闭。

4．  转向及驱动控制电路设计：本设计运输车载重不超过70 kg，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，该电机自带一个小链轮，齿数z1为9，选取大链轮齿数z2为19。

5．光电检测电路设计：综合各种光电检测器件的性能及本设计的具体要求，采用RPR220型光电对管。其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度硅平面光电三极管。当发光二极管发出的光反射回来时，三极管导通输出低电平。此光电对管调理电路简单，工作性能稳定。 

6．速度控制电路设计：由传感器采集到的信号输入到PLC上，经PLC处理后传送到Y端，3个输出端Y11、Y12、Y13通过继电器J1、J2、J3分别连接不同的分压电路，电阻值的不同使得所分电压不同， 同时电机驱动器(CT一301A9)输出发生变化，从而控制电机转速，实现速度控制。

7．系统软件设计 ：将位置传感器采集来的道路信息、速度传感器采集来的速度信息和避障传感器检测到的障碍物信息经PLC处理，输出PwM信号到舵机和驱动电机。方向控制和速度控制系统分别构成两个闭环系统，两者可相互影响，比如根据路径识别的结果来控制速度，使得运输车在弯道上慢速，而在直道上快速。

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