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基于PLC的小车控制系统设计

摘要：伴随着中国自动化产品的升级和产业结构调整，智能小车技术慢慢运用于各种各样的设备，智能化设备不但可以解决人力工作，自主进行每日任务，还能够高效率减少时间，减少人工成本，减少工作工作强度。现如今，道路清扫技术和家庭所用的智能小车在逐步地完善。本文选择实验室的无人驾驶小车课题项目，旨在利用PLC控制技术主要实现智能小车的运行，为小车搭建一套低成本、体积小、自动化系统。

本课题选用PLCS7-200SMART为主控制器，首先，要对系统需要实现的功能进行分析，利用Visio绘图软件绘制系统运行流程图、电气连接图和控制结构框图等等。比较并选择电子设备结构，分别对小车的主控制器模块、供电模块、传感器模块等进行基本的选型，并分别对其进行工作原理的分析和程序的设计。

其次，用McgsPro组态软件进行上位机系统控制界面的设计，也作为系统的仿真模拟运行，对整个画面运行流程进行脚本程序的编写和设计，并在线模拟运行和调试。利用STEP7-MicroWINSAMRT编程软件进行系统的程序设计，并利用S7-200仿真软件对程序进行运行仿真和调试，能够达到预期目的。

关键词：车；PLC；McgsPro；STEP7-MicroWINSAMRT

目录

TOC\o1-3\h\z\u154881绪论 1

281401.1课题背景及开展研究的意义 1

208761.2本课题国内外研究进展 2

202111.2.1国外研究进展 2

281881.2.2国内研究进展 3

230331.3研究内容与预期 3

194641.4章节安排 4

245362小车设备装置设计 5

14392.1设计原则与要求 5

212732.2设备选型 5

181582.2.1控制器 5

196002.2.2电机及驱动器 7

303262.2.3供电模块 9

281172.3设备装置的结构组成 10

307763小车设备的控制程序设计 10

226563.1PLC的I/O分配 11

16673.2小车电机设备的控制 12

267103.2.1电机转速和方向的控制 12

138123.2.2电机控制程序 13

40413.3传感器的控制 15

98413.4启停的控制 17

290404基于McgsPro组态软件的小车系统仿真 18

126044.1McgsPro组态软件概述及优势 18

262234.2连接变量和下载组态界面 19

92854.3建立连接变量和数据通道定义 19

248004.4组态界面下载 20

239114.5McgsPro组态软件与PLC的连接 20

211794.6本章小结 21

277025结论 22

17618致谢 1

22401参考文献： 1

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1绪论

随着时代的发展人类一直想拥有一种在自动驾驶，并且能够完成多项工作的智能小车。现在，许多发达国家与发展中国家都在对智能小车进行探索与研究。经过科技人员的努力与生产技术的不断提高，自动化技术越来越熟练，这项技术取得了重大突破，人类的梦想正在逐步实现[1]。

如今的智能小车一般可分为：家用扫地机器人、智能探测技术智能小车及智能化代步小车。其体积尺寸和工作场景各有不同，家用扫地机器人用于小尺度环境的家庭室内空间清扫。其搭载的清扫设备不断升级，内置的传感器不断改进，可以收集精确的环境数据，进行可靠的避障保护，实现更高效的清洁作业，技术发展最为成熟。智能探测小车主要工作于中等尺度环境的探测工作，通过人工推动或牵引的方式引导能够完成环境的探测以及识别功能，主要常见于商业广场、停车场、学校、机场、车站等场所。代步智能小车可以应对驾驶者的代步需求，会智能分析，通过驾驶者的动作感应，实现慢起步功能，刹车功能等。在生活中起到了至关重要的作用。国内外在人工智能小车方面不断地探索，所研究的智能小车产品也越发智能化、科技化、高效化，集于多技术、多功能于一体。

1.1课题背景及开展研究的意义

随着小车的智能化越来越高，已经具有对行驶路段周围环境的检测能力，规划行驶路线和躲避障碍的能力，能够在恶劣的环境中完成工作。现在的智能小车已然渗透到了各行各业[2]。

智能小车的发展进步有了百余年的历史。1972年NilsNi-ssen和Charlenrosen等人制造出了第一台智能小车。此后，日美、欧洲地区等西方国家积极地推进生产智能制造技术，大批量的生产智能小车。到20世纪80时期和90时代，伴随着电子计