基于S7—1200的單舵機AGV控制系統設計與實現

董立國

摘 要：自動導航運輸車AGV憑借其安全、可靠、靈活和簡潔等優點，逐漸成為目前自動化物流發展的新型輸送方式。本文基于西門子S7-1200系列PLC、舵機及舉升機構平臺設計了一種大型舉升式磁導引AGV。所設計的單舉升、單舵機AGV可用于對大型工件的加工和輸送，經現場使用驗證，AGV運行情況及其性能良好，具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：AGV；PLC；舵機

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：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

隨著自動化生產和智能制造理念日益受到制造企業的重視，物流自動化技術也在向高速化、智能化、柔性化方向發展[1，2]。作為融合了控制、通信、顯示、搬運等功能綜合體的自動導航車（Automated Guided Vehicles，簡稱AGV），在現代制造和物流行業亟待降低成本、提高效率和柔性智能的背景下得到了飛速發展，并在汽車裝配、電子、郵局、碼頭、機場、餐廳等場合發揮著舉足輕重的作用[3]。本文根據山東某汽車制造公司存在的采用人工搬運、舉升汽車電池效率低、勞動強度大及安全性不高等問題，設計了一種用于托舉大型工件的單舉升AGV。

1 系統設計方案

根據企業生產線裝配要求，本文設計的單舉升AGV如圖1所示。

其中，PLC作為整個系統的控制核心，其數據處理速

度、運算能力、可擴展接口能力將直接影響整個控制系統的控制效率和性能。西門子S7-1200系列PLC具有集成PROFINET接口、強大的集成工藝功能和靈活的可擴展性等特點，為各種工藝任務提供了簡單的通信和控制方式，能充分滿足中小型自動化的系統需求。在研發過程中，充分考慮了系統、控制器、人機界面和軟件的無縫整合及高效協調的需求。根據本次系統控制設計要求，選擇S7-1215DC/DC/Rly型PLC作為本設計的控制核心[3]。

舵機作為AGV控制系統的主要機構，負責行走、轉向、負重功能，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行對比，本設計選用德國SCHABMULLER電機。該舵機的轉向和行走電機接受模擬量信號調速，轉向電機帶電位器實現角度反饋，行走電機帶編碼器和測速發電機實現閉環控制。其中，行走電機最大轉速為1 820r/min，額定功率1kW，額定電流為27A；轉向電機最大轉速為32 000r/min，額定功率0.05kW，額定電流為2A。

2 系統實現

本文設計的AGV采用西門子S7-1200系列PLC作為控制核心，通過其擴展I/O模塊實現對外圍開關量的檢測和控制，通過擴展模擬量模塊實時檢測舵機轉向角度，并實現對轉向和行走電機速度的實時調節；通過PLC上的PROFETNET接口與威綸觸摸屏實現對AGV的實時檢測、顯示、控制；通過PLC上的另一路PROFETNET接口連接無線模塊實現與線邊中控系統的實時數據交互，通過PLC上的擴展SB板發送脈沖信號控制舉升電機的舉升高度和速度；磁循跡傳感器通過RS232模塊實時傳送檢測信號至PLC，PLC根據接收到的磁傳感器信號實時調節舵機的轉向電機轉速。各設備和元件如表1所示。

3 結語

本文結合企業實際需求，以西門子S7-1200系列PLC為控制核心，降低了系統的復雜度，縮短了開發周期，設計了一個快速、可靠、操作性良好的控制系統[4-6]。現場使用結果證明，本文設計的單舉升AGV具有良好的穩定性，大大降低了企業的成本和工人勞動強度，具有廣泛的應用前景。

參考文獻：

[1]江正川.自動導引運輸車控制系統設計實現[J].科技致富向導，2014（8）：166.

[2]譚濤.基于PLC的立體倉庫AGV控制系統設計和研究[D].漢中：陜西理工學院，2016.

[3]黃胄.基于PLC控制的AGV技術研究及其應用[D].上海：華東理工大學，2013.

[4]廖常初.S7-1200 PLC編程及應用[M].2版.北京：機械工業出版社，2010.

[5]西門子中國有限公司.深入淺出西門子S7-1200 PLC[M].北京：北京航空航天大學出版社，2009.

[6]陳紹磊.磁導航AGV系統關鍵技術研究[D].廣州：華南理工大學，2015.