基于ZIGBEE的无线通信技术RGV小车西门子PLC控制系统设计
摘要：本文介绍了基于ZIGBEE的无线通信技术，提出了一种西门子PLC控制系统，利用多个分站之间的相互协作运行和RGV小车的设计的想法;框架设计描述了系统的组成、过程和系统。同时利用RFID技术读取目的地的位置，条形码符号，并将此扫描代码识别出RGV产品需要装载的枪架，最后通过Win CC直观，实时显示RGV的运行状态。RGV技术广泛应用于自动化运输物流系统中，有很高的灵活性，具有快速的传输速度和动态传输能力，无需人工操作也可以工作，极大地减少了人力的投入，将生产效率向上提高了一大截，在先进的工业化存储物流自动化系统中有广泛的应用，通常与立体仓库配合使用，体现了现代化发展的需要，是时代快速发展的产物，解决了现代工业中的物料的存储和搬运，对于企业的现代化发展起了至关重要的作用。
关键词：PLC；RFID；RGV；
Design of Siemens PLC Control System for RGV Car
Abstract: This article describes the ZIGBEE based wireless communication technology, proposes a Siemens PLC control the use of mutual cooperation among multiple sub-station operation and RGV the car design; frame design described composition, the process and system of the system. While the use of RFID technology is positioned RGV pallet position, the bar code symbol, and this scan code identifying the gun carriage RGV products need to be loaded, Win CC intuitive Finally, real-time display of the operating state RGV .RGV technology is widely used in transportation logistics automation system, a high degree of flexibility, have fast transmission speed and the dynamic transmission capacity, without manual operation can also work, greatly reduce the human input, improving production efficiency up by a large margin, in advanced industrial storage logistics automation system have a wide range of applications, is usually used with stereoscopic warehouse, reflected the needs of the development of modernization, is the product of the era of rapid development, solve the material storage and handling of the modern industry, for the modernization development of the enterprise plays a vital role.
Keywords: PLC；RFID；RGV；
第1章 绪论
工业4.0已经表明了自动化的趋势，并将其称为“智能工厂”。同时，RGV（Track Shuttle）需要更高程度的自动化。本文采用单个PLC控制单台RGV车，放弃了传统RGV车的连接方式，即RGV车有一站停车，其他车站都是RGV停车模式）。同时，建议在自动化生产线上能够增加人工操作，工人可以通过RGV操作全系列产品，有些操作比较困难，工人可以更方便地完成操作，从而劳动生产率得到显著的提高。
在工业生产的过程中，许多顺序控制开关在逻辑顺序操作和逻辑控制保护链的条件下收集大量高容量数据。在传统意义上，这些功能已经被气动控制取代了。电气系统被应用于1968年，第二年美国的运通公司开发世界上第一个意义上的“可编程逻辑控制器”。随着科技的快速发展，可编程逻辑控制器的功能优势已得以体现，被定名为PLC。
PLC运动控制系统是数控工业生产的关键组成部分。 PLC控制运动系统的研究会精益求精，不断改进，以提高其在工业生产中的应用地位。作为一台简单的计算机，PLC的功能齐全，且灵活多变通用，控制系统容易理解，价格也十分低廉，在现场能够修改，体积小巧，硬件容易维修。它广泛应用于世界各地，带来了丰富的生产力和快捷的生活方式。因此，通过plc的控制，精准定位控制功能可以实现，同时降低成本还有助于维护。需要依靠传统电机驱动来控制和改进，随着技术的不断发展，PLC通过自身的访问和控制输出脉冲电机，从而方便对运动进行精确控制。
从1985年到1990年，这是PLC快速发展的一段时期，年增长率大概为30％。在此期间，PLC大大提高了各种功能：模拟处理能力，数字处理能力，人机界面功能以及网络功能。 并且，PLC已经逐渐的进入了运动控制这一领域，在某些特别的应用中，甚至取代了运输领域中着名的DCS系统，占据着更为领先重要的地位。精密定位功能广泛应用于很多行业.PLC还有很多优点，通用性强，编程便捷等。在未来可以预见的时光里，PLC在工业自动化的系统控制中的地位也将会变得更加的不可替代。
控制系统设计分为系统硬件设计和系统软件设计两部分。硬件设计的工作原理分析了RGV汽车，RGV汽车驱动设计和PLC ，PLC的工作原理和驱动作用，驱动伺服电机的运动原理设计，软件设计，包括主程序和其他辅助控制程序设计，以及最后一步电机旋转角度，旋转速度和转向控制。
第2章 RGV小车简介
2.1 有轨自动化小车
作为一个十分重要的交通运输设备仓库，自动化 - RGV轨台车（RGV）也被叫做穿梭巴士，具有很高的灵活性，在工厂自动化（FA）中Flexible Manufacture System系统（制造系统）被广泛的使用，所得到的关注也越来越多，不断提高改进铁路自动化车，自动化物流系统是在智能导轨处理设备中使用的电子控制系统在编码器的控制下,激光测距等接入方式在各自的输入输出站准确的识别,接收到物料后,它主要应用于自动化物流系统中，材料能够快速自动的送至目的地，自动化程度很高。与自动导航车辆无轨电车轨道自动化相比，它具有更快速的传输速度和动态传输能力。它可以更快地传输材料，可以安排不同的站，这是紧凑且简单的，从而提高了输送材料的效率。此外,自动轨道车无需人工操作且运行速度也很快。因此，仓库管理的工作的工作量大大减少，劳动生产率也得到极大程度的提升，先进的工业化国家的仓储物流自动化系统也都广泛的运用该方式。
2.2 RGV小车的优势
RGV汽车反对传统的固定输送很多优势,体现在以下几方面首先,自动铁路汽车智能,它可以选择物料搬运货物的每个阶段系统根据预设调度原则,根据客户的不同需求存储调度原则确定优先重点,优先级库或像根据时间表;其次,自动化轨道车操作更加用户友好,例如，用PDA手持终端扫描，工人按下按钮发货,如果找不到信息,也可以取消这批货物交付请求信息,有效地避免滥用工人造成的后果的铁路运输效率和自动化汽车和其他方面的固定输送机，这个优点是无与伦比的。
2.3 RGV小车的基本功能
(1)水平控制操作。
(2)位置控制操作在适当的速度，然后精确定位交货位置。
(3)与上位机通信和地面运输、仓储系统通信。
(4)提供各种机电保护。
(5)人机界面或触摸屏控制面板，监视运行状态或远程操作工作。
2.4 有轨自动化小车的结构
所述RGV体主要由系统，一个地址识别装置，导轨，电气控制系统，以及类似物。框架的主体主要由一种系统，一种行驶变速装置，升降装置和张紧装置的。该载体是从焊接钢板弯曲另一个框架构件的主体。行驶传动装置主要由传动轴，驱动轮和马达构成。驱动轮采用一种先进的新兴材料，聚氨酯材料，不仅提高了驱动轮的抗耐磨程度，而且极大程度的降低了摩擦力，很大限度的延长了驱动轮的使用时间。张紧方式主要由张紧辊支架、张紧辊等部件组成。升降装置主要由升降轮、升降电机等组成。认证设备定位信号设备RGV车的存储平台，考虑到RGV电车运行的平滑定位精度，激光识别网站的选择意味着引导导向和携带铁路自动小车行走，以方便铁路1 -2自动汽车货舱和货物最终将空间放置在合适的裸眼中。RGV电动汽车控制系统主要包括:一套主PLC，西门子S7-313C型，用来控制汽车RGV的整体运作和用作通讯方面;可充电电池，为RGV小车提供动力能源;使直流电机转动工作，RGV小车在轨道上正常前进;升降直流电机，用于控制货盘的上下垂直运动;无线通讯，用于控控RGV小车可以做出前进、后退、取货和送货等动作｡
2.5自动化小车的分类
一般情况下，沿着固定轨道行驶的轨道自动输送设备被称为RGV有轨轨道车（Rail Guided Vehicle）,没有固定轨道行驶的自动运输设备则被称为AGV自动导引车(Automated Guided Vehicle)。形式的跟踪、自动铁路电车可分为连续往复自动轨道车,单轨车环轨自动化和自动化过渡轨车,环轨车可以自动运行多个车辆在同一轨道的身体,可以大大提高处理能力,有一个趋势发展自动化轨道车。。电子控制系统由一个编码器,激光测距和其他访问模式识别准确地在各自的输入,输出站,主要用于自动化物流系统单元材料快速和高效自动运输机，有着极高的自动化程度和优秀的灵活性。单轨环梭系统是适应现代物流系统的快速发展和智能单轨导轨搬运设备的发展的产物。在电子控制系统中,由编码器或条码识别站点精确地控制在各自的输入和输出站,经环行输送后可接受物料。
渡轨道车是一种新型的自动物料搬运小车轨道,电子控制系统的控制下可以在t形截面的弯曲的路径完成或y形实现材料处理函数可以配置不同的材料在不同形式的交付设备,以满足交付要求。
该自动轨道小车在轨道数相同的情况下,物流系统控制自行车控制技术可分为双车控制和多车控制;轨道车本身不同的自动化机械结构,用货物也可以分为带货叉式和不带货叉式两种,叉式车厢控制单货位和双货位来控制小车等。
2.6 国内外的研究现状
目前国外的铁路自动化系统已经是相当的先进，也更加智能，可以满足客户在很多不同条件下的不同需求。美国Dimatic公司于2000年开发了自动轨道车，由于其模块化结构,有轨自动小车可根据各种订单和生产要求进行配置。驱动方式为轨道车的自动化的模块设计,也制造了相对比较少的部件。该小车噪音低,振动小,维修相对容易,定位准确,DCS小车由编码器控制。
2001年,瑞士模型集团（Swisso集团）在其位于Boxholm的瑞典工厂开发了一种新的轨道式自动驾驶汽车。履带式的自动车是专为Vectura一系列小型接入设备（SRM），可以处理高度最高达到了20米。变频器控制堆垛机,实现控制,对于最佳定位精度移动的最大速度。该系统具有非常短的处理周期，作为缓冲和出站/入站传输终端。Kunming Shipbuilding 2001年开发的两条设计自动化线性铁路车,前进速度，加速度和传送速度都很快，行程定位的精度又很小，仅仅为±5 mm.紧接着在2002年又设计了单轨的自动化环轨车,这是一种单轨汽车自动化站的单轨环形铝轨,在一定程度上提高了效率。根据需要，轨道线性双面自动轨车后来设计在2003年该车辆是由铁路车辆自动化，横向输送设备，垂直输送模式，旋转机构，提升机构和车辆驱动装置的。它的特征在于两个站可以在同一时间发送，提高运输效率，解决出现在直线复线输送装置设备的数量，与复杂的控制和故障率。大型投资和高成本和低效率的技术困难,Taiyuan物流工程有限公司有限公司于2004年自主研发设计自动化轨道车,在最初的线性铁路汽车自动化功能,增加了形状检测设备和托盘货物,同时也增加了拆迁的磁盘功能,分割设计光盘托盘和起重装置的提升机制。
2005年,韩国信亨机械公司生产的一种轨道自动小车具有优越的安全性能。如果在小车前面的一段距离有障碍物,则小车就会降低车速。如果该距离小于60mm，则小车会停止前进。如果小车的停车位置不正确，车将会被重新定位。若是电机过载，热继电器驱动，那么小车不能移动，且同时发出警报。昆明造船有限公司已经吸收了自动档车型的优势。据AGV（自动导向车辆）的操作特性，它具有独立开发了一种新型的自动跟踪变化的轨道自动小车。在计算机和电子控制系统的控制下,小车可以在直线或曲线行驶。过渡轨道，在路径自动完成。车辆的最大负载是300kg，速度很加速度也更加优秀，定位精度为5mm。
目前在我国，铁路发展也是极为迅速的，世界上最快的高铁就在我国，他有着很多意义，节能，安全，方便，是我们中国人扬眉吐气的一个项目。记得在国外，当地的人说自己国家的高铁200km时速沾沾自喜，在一旁的中国则是无话可说，中国的高铁更快更更稳。中国的城市轨道交通行业，发展也很好，国家扶持，例如山城重庆建在半山腰上的轻轨，因为亲身经历过，感受过它的壮观与奇特景色，记得前段时间，抖音上有一段特别火的视频就是一段山城轻轨的视频。同时，中国轨道交通上有很多之最，就拿地铁来说，亚洲出入口站最多是无锡三阳地铁站，有二十多个城市都有地铁，同时也有很多城市在建以及规划。我国的发展也越来越好。
目录
第1章 绪论 1
第2章 RGV小车简介 2
2.1 有轨自动化小车 2
2.2 RGV小车的优势 2
2.3 RGV小车的基本功能 2
2.4 有轨自动化小车的结构 2
2.5 自动化小车的分类 3
2.6 国内外的研究现状 4
第3章 PLC的基本概述 6
3.1 PLC的定义 6
3.2 PLC的基本组成 6
3.3 PLC的工作原理与扫描技术 7
3.4 PLC控制系统的设计基本原则 9
3.5 PLC软件系统及常用编程语言 9
3.6 PLC的特点 9
3.7 PLC的应用 10
3.8 西门子PLC 10
第4章 PLC系统控制RGV小车设计及流程 11
4.1系统方案设计及流程 11
4.2 RFID 技术 11
4.3无线通信设计 12
4.4 RGV 小车系统设计 13
4.4.1驱动单元 13
4.4.2传感器单元 14
4.4.3控制单元 15
4.4.4 RFID 单元 17
4.5 PLC 程序核心设计 18
第5章 结论 22
致谢 23
参考文献 24
参考文献
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