基于西门子S7-1200 PLC车间自动送货小车的设计与制作
摘要：基于PLC的车间自动送货小车控制系统是一种用于实现车间自动化货物小车的设备。系统通过PLC作为控制核心，结合传感器、电机、电磁阀、执行器和触摸屏，实现对货物的车间自动送货、小车操作。系统通过触摸屏配合传感器实时监测货物的位置和状态，并将信号传输给PLC。PLC根据接收到的信号，通过控制执行器和驱动系统，实现货物的车间自动小车。通过触摸屏画面可以对系统进行参数设定、操作监控。程序系统具有高效精确可靠的优点，提高车间送货小车效率、降低人力成本，并提高运输的准确性和安全性。
关键词：车间自动送货；PLC；车间自动化
Based on PLC control of steamed bread steaming machine design
Abstract: PLC-based automatic feeding and loading control system is a kind of equipment used to realize automatic material loading. The system uses PLC as the control core, combined with sensors, motors, cylinders, actuators and touch screens, to realize the automatic feeding and loading operation of materials. The system monitors the position and status of the material in real time through the sensor, and transmits the signal to the PLC. According to the received signal, the PLC realizes the automatic loading of materials by controlling the actuator and the drive system. At the same time, the system can be set parameters and monitored through the touch screen. The program system has the characteristics of high efficiency, accuracy and reliability, which can improve the loading efficiency, reduce labor costs, and improve the accuracy and safety of transportation.
Keywords：Automatic feeding; PLC; Automation
目录
第一章 绪论 1
1.1车间自动送货小车的设计的研究背景 1
1.2车间自动送货小车的研究现状 1
1.3车间自动送货小车的研究意义 2
第二章 车间自动送货小车系统总体设计 4
2.1车间自动送货小车的设计内容 4
2.2车间自动送货小车系统的设计要求 5
2.3总方案设计 6
第三章 车间自动送货小车系统的硬件设计 8
3.1 PLC选型 8
3.2 西门子1214PLC 8
3.3机器视觉选型 9
3.4车间运行指示灯选型 10
3.5 传感器选型号 11
3.6 电磁阀选型 12
3.7气动三联件 13
3.8三项异步电机选型 14
3.9 PLC I/O分配表 15
3.10电气原理图设计 15
3.10.1 1214PLC外部接线图 16
3.10.2 输入电源接线图 17
3.10.3 控制回路接线图 17
3.10.4 电机主电路接线图 18
第四章 车间自动送货小车系统软件设计 20
4.1程序运行流程 20
4.1.1主程序流程设计 20
4.1.2手动程序流程设计 20
4.1.3 车间送货小车机器视觉设计 21
4.1.4 车间送货小车控制流程设计 21
4.1.5触摸屏动画流程设计 22
4.1.6西门子KTP700触摸屏 23
第五章 车间自动送货小车系统调试 24
5.1 程序运行框架图 24
5.1.1程序梯形图 24
5.2机器视觉程序 29
5.3系统仿真画面 30
5.4程序与触摸屏联合调试 33
总结 35
致谢 36
参考文献 37
第一章 绪论
1.1车间自动送货小车的设计的研究背景
车间自动送货小车的设计是基于现代工业生产中对物流自动化的需求而展开的研究。在传统的工业生产中，货物的运输通常需要人工搬运或者使用固定的输送设备，这种方式存在效率低下、成本高昂、灵活性差等问题。随着工业4.0等先进技术的发展，越来越多的企业开始关注物流自动化，希望通过引入自动化技术来提高生产效率、降低成本、提升生产灵活性。
小车配传感器、执行机构等装置，能够在工厂车间完成货物运输任务。相比传统的货物运输方式，自动送货小车能够根据生产计划自主行驶，不需要人工操作，有效提高物流运输效率。相比人工搬运或者固定输送设备，自动送货小车的运行成本相对较低，且具有更高的灵活性。自动送货小车可以根据生产需求进行灵活调度，适应生产线的变化，提升生产线的灵活性和适应性。配备有传感器和自动导航系统的自动送货小车能够自主识别环境并避障，降低了货物运输过程中的安全风险[1]。
随着市场竞争的日益激烈，企业对于生产过程的实时监控和数据分析需求也日益增加。因此自动送货小车系统的研究背景还受到环保和安全方面的考虑。通过引入自动化技术，可以减少能源消耗、降低废品率，实现对环境的友好生产。同时，自动化系统的运行减少了人工干预，降低了操作人员受伤的风险，提高了工作场所的安全性[2]。
自动送货小车系统的研究是解决传统手动系统存在的问题，通过先进的控制技术提高生产效率、降低成本、实现实时监控，并在环保和安全方面取得显著进展。这一研究背景为工业自动化领域的发展提供了强有力的支持。
1.2车间自动送货小车的研究现状
车间自动送货小车系统的研究主要集中在工业领域。研究者们通过对系统的结构设计、控制算法的优化以及相关技术的应用等方面的探索，致力于提高系统的性能和稳定性。
在系统结构设计方面，研究者们主要关注传送带的设计和控制单元的选型。他们通过分析货物的特性、送货和小车的要求，设计出适合不同工业场景的传送带结构，同时选择合适的控制单元来实现对系统的控制。
在控制算法的优化方面，研究者们致力于提高系统的送货和小车效率。他们通过对程序的编写和优化，实现对货物的快速、准确的送货和小车。同时，他们还研究了货物分类和计数等功能的实现方法，提高了系统的智能化水平[3]。
在相关技术的应用方面，研究者们引入了多种先进的技术来提升系统的性能。例如，通过使用传感器和视觉系统来实现对货物的检测和识别，从而实现对货物车间自动分类和计数。他们还研究了与其他设备的联动控制，实现了整个生产线的智能化协同工作。
自动送货小车需要具备自主导航能力，在工厂内准确地移动到目标位置。为了确保车辆在运输过程中能够安全、可靠地穿行于工厂环境中，研究人员致力于开发环境感知和避障系统。这些系统可以通过传感器检测障碍物，并采取相应的措施避开障碍物，确保车辆运输的顺利进行。
在工厂内部存在着多个自动送货小车同时运行的情况，研究人员需要设计智能的调度算法和协同作业策略，以实现多车协同配送，提高物流效率。自动送货小车的安全性和可靠性是研究的重点之一。研究人员需要设计稳定可靠的控制系统，确保车辆在运输过程中不会发生意外事故，并能够及时应对异常情况[4]。
自动送货小车通常使用电池或者其他电源驱动，因此研究人员也需要考虑如何优化电源管理和能源利用效率，延长车辆的运行时间，减少充电频率，提高工作效率。
研究人员还需要将所设计的自动送货小车系统应用于实际工厂场景，并根据不同的工厂特点和需求进行适应性调整和优化。
1.3车间自动送货小车的研究意义
车间自动送货小车系统研究具有深远的意义，涉及到工业车间自动化、生产效率提升、成本降低、安全性提高等多个方面，对现代制造业的可持续发展和竞争力提升起到了关键作用。
车间自动送货小车系统的引入可以显著提高生产效率。通过PLC技术精确控制送货、小车等关键环节，系统能够实现高效的车间自动化运作，避免了人为操作中可能出现的误差和延误。这样的高效生产流程有助于提高产量、缩短生产周期，满足市场需求的快速变化[5]。
自动送货小车可以减少人工介入，实现自动化货物装载，从而提高物流操作的效率。自动化装载系统可以根据实时需求和生产计划，及时装载货物，减少等待时间，保证生产线的连续运转。
传统的货物装载往往需要大量人力投入，而自动送货小车可以减少对人力的依赖，降低人力成本。这对于企业来说意味着减少了雇佣和培训成本，并且可以将人力资源用于更高价值的工作。
自动送货小车系统配备有各种传感器和智能控制系统，能够准确感知环境并避开障碍物，从而降低了装载过程中的安全风险。此外，自动化系统可以提高装载的准确性，避免因人为操作而导致的错误和损失。自动送货小车系统能够根据生产需求进行灵活调度和配载，能够适应不同规格、不同类型的货物装载需求。这种灵活性可以帮助企业应对订单变化、生产线调整等情况，提高生产线的灵活性和适应性[6]。
自动送货小车是工业智能化的重要组成部分，其研究和应用促进了工业生产过程的智能化、自动化和数字化转型。通过引入自动化装载系统，企业可以更好地应用先进的信息技术和物联网技术，实现工厂内部物流管理的智能化和数据化。
推动了工业车间自动化的发展，又为企业提高生产效率、降低成本、提升安全性和环保性提供了有力的支持。这一研究将在未来的工业生产中发挥重要作用，促使企业更好地适应市场需求和提高全球竞争力[7]。
第二章 车间自动送货小车系统总体设计
2.1车间自动送货小车的设计内容
本文主要研究的内容是应用西门子1200PLC和机器视觉VisionPro以及西门子TP700触摸屏通信来完成车间自动送货小车系统的程序编写，扫描和触摸屏画面监控，可以通过触摸屏实时监控小车的运行位置，以及系统的状态指示。
系统是通过条码扫描器，传感器，继电器设备、电磁阀、电机来实现车间自动送货小车的硬件配置，通过程序实现车间自动送货小车的控制。
设计的送货小车在车间里的工作流程是在运行轨道上，通过传感器进行位置检测，小车是由三相异步电机进行驱动工作电压是220V，工作电流6A，货物的最大承载量是100KG运行时最高行驶速度是1500R/Min，有轨运行通过电机进行位置驱动，在轨道上运行通过小车前部安装传感器进行检测，当检测到信号后电机停止输送。电源由控制柜进行小车运行电机运行控制。当小车到达对应料区时，小车上视觉系统将进行条码扫描，对应料区系统匹配时将进行货物的装料。
参考文献
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