基于西门子控制平台的智能配送小车的设计探究

基于西门子控制平台的智能配送小车的设计探究

曾洋

三峡大学 电气与新能源学院

研究背景：以疫情期间对物品安全传送等问题引发的思考，提出基于西门子PLC的控制小车的方案，用以解决这些货物流通消毒以及自动控制等问题。方案以西门子PLC（CPU1214C DC/DC/DC）为控制核心,通过识别特定编程实现对小车的实时控制。该方案能实现小车的前进，后退等功能；该方案可规划路径，具有使用便捷，更友好的人机交互功能；可应用于医院、学校、工厂等流水线、超市、仓库等场所货物搬运的需求，以提高货物搬运的效率并降低劳动力成本。具有人力成本和时间成本低的特点，使得本方案具有良好的市场前景。这种经济优势是传统的货物配送方式所无法比拟的。本方案采用最简配置（可扩展功能：触屏系统、语言控系统、遥控系统、智能循迹系统等）。产品设计方案（本方案为最简配置）

设计方案

一 基本架构：

1. 自动定位示意图

2. 功能描述：当小车所停位置限位开关SQ的编号大于呼叫位置按钮SB的编号时，小车向左运行到呼叫位置时停止；当小车所停位置限位开关SQ的编号小于呼叫位置按钮SB的编号时，小车向右运行到呼叫位置时停止；当小车所停位置限位开关SQ的编号等于呼叫位置按钮SB的编号时，小车不动作。

3. 基本构成：1.核心元器件：SIMATIC S7-1200(CPU1214C DC/DC/DC)

2.小车 SB1-SB4 SQ1-SQ4

3.紫外线灯一套

4. PLC外部接线参考图

5. PLC的I/O分配表

6. 工作流程图及操作指令执行过程

二 系统安装调试

第一次使用本方案需要对主机系统、通信网络和小车进行安装调试。本过程需要专业技术人员对应用现场进行考察，以确定符合实际现场的控制要求的解决方案。本阶段工作任务主要有：

1）对小车进行安装调试

2）对整个系统的运行进行调试

3）对企业相关人员进行操作培训和系统介绍

三 产品优势

这种全新的小车相较于市场常见的配送工具有以下优势：

1、人力成本低：人员只需要人机界面操作，不需要直接参与配送工作，这种间接的配送方式，大大降低配送工作对配送人员的身体素质要求，实现了对社会人力成本的节约和优化配置。

2、时间成本低：配送人员利用小车的高效执行能力，满足不同重量货物的配送要求且不需要休息，实现了对于货物配送工作效率的大大提升，从而节省了配送工作的时间成本。

3、适应能力强：由于超市或仓库等场所的的配送工作环境复杂，人工智能等算法无法可靠实现配送工作。而本产品由人机界面提前编写路径去操纵小车进行配送动作，并非由编程实现完全自动化的控制，故能够应对各种情况下的配送任务。因此具有配送适应能力强的特点。

4、提升企业形象：机器人的使用在提高效率降低成本方面的同时，能够有效改变人们对于传统配送工作的认识，在客观上能够为提升企业形象带来推动作用。

5、顺应时代潮流：由于我国人力成本不断攀升，而各种行业配送工作依旧是劳动力密集型行业。恰恰本产品能够有效降低人力成本并提高配送效率，能够顺应当前以机器人替代人实现的人机协作的时代潮流，也积极响应了国家供给侧改革的大方向。

指导教师：卢云、谭超、曾红龙