基于PLC与视频监控的果蔬转运小车控制系统研究

摘要

随着我国国民经济的迅速发展，城乡一体化建设的不断推进，人们日常生活中对健康新鲜的农副产品的需求日益增长。但在农产品的实际供应中，往往出现供不应求的现象，这些一方面是因为农产品年生产量有限，另一方面是因为农产品在采摘和运输当中存在着大量损耗与浪费。因此，如何更快更好的转运农产品，是农产品加工运输中需要解决的问题。这不仅需要资金的投入，也需要将工业生产中成熟的技术合理的引入到农业科学生产中来。论文提出的观点是把视频监控技术引入小车的转运中，其研究的意义是为了解放劳动力，让农业生产高效、节能。小车在视频监控下，生产变得条理、安全。
　　可编程控制器(PLC)将传统的计算机技术和继电器控制技术、通讯技术融为一体，具有编程容易，强大的扩展能力、运行可靠性高等多种优点。适合长期连续工作，非常适合智能转运小车运用于转运农产品。本研究设计了一种基于PLC与视频监控的转运小车控制系统，通过闭环控制系统的阐述说明可编程控制器控制电机的原理与优点。实现了电机的调速控制，使小车停靠精准、行驶平稳。
　　本文的主要研究内容有:
　　(1)阐述国内外转运小车的研究现状，结合果蔬采摘转运的实际情况，提出采用PLC与视频监控相结合的技术，提出新的方案，完成了控制系统的设计。
　　(2)深入研究果蔬转运保鲜无伤的特点，结合小车工作环境，给出小车的模型，并针对小车工作中的要求，重点对其控制系统进行设计，设计出软硬件结合合理的转运小车。
　　(3)根据农用机械控制领域的特殊性，设计出以S7-200 CPU224 PLC为核心的运动控制系统，重点解决了速度闭环控制系统中变频调速的问题。
　　(4)为保证工作的安全高效，特别添加了视频监控报警的环节，并对小车的控制电路安装了断路保护电路。
　　(5)最后对转运小车控制系统进行了安装、调试，通过对对性能测试的结果进行分析，改进了许多不足，提出转运小车运用于农产品运输的优缺点。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 相关领域的国内外研究现状和发展趋势

1．2．1 转运小车国内外研究现状

1．2．2 PLC用于智能小车控制的研究现状

1．2．3 果蔬转运小车研究立题依据

1．3 论文的结构及主要内容

第二章 转运小车的机械系统构成

2．1 转运小车的工作任务及要求

2．2 系统构成和工作原理

2．3 小车组成与驱动组件

2．4 转运小车的安全保护

2．5 本章小结

第三章 控制系统硬件设计

3．1 可编程序控制器的硬件组成

3．1．1 硬件组成

3．1．2 中央处理器(CPU)与存贮器

3．1．3 输入／输出单元

3．2 PLC的工作原理

3．3 西门子S7-200PLC组件的选取

3．3．1 S7-200系列可编程控制器CPU的性能比较

3．3．2 模拟量输入／输出模块-EM235

3．3．3 闭环控制系统控制小车速度

3．4 控制系统硬件连接

3．5 小车控制系统与视频监控系统组件

3．5．1 通讯单元

3．5．2 传感器及执行机构

3．5．3 数据采集模块

3．5．4 RF无线模块

3．6 本章小结

第四章 控制系统软件设计

4．1 PLC程序设计的基本步骤

4．2 S7-200的程序设计方法

4．2．1 S7-200编程系统概述

4．2．2 建立S7-200CPU通信

4．3 转运小车控制程序的设计思路

4．3．1 主电路设计说明

4．3．2 I／O分配

4．4 控制程序的梯形图和注释

4．5 系统调试

4．5．1 软件的模拟调试

4．5．2 硬件与系统的调试

4．6 本章小结

第五章 视频监控系统设计

5．1 视频监控系统简介

5．2 视频监控系统的设计

5．3 PLC与视频监控的通讯

5．4 视频监控系统参数设置

5．4．1 S7-200的参数设置

5．4．2 视频监控软件通讯参数设置

5．5 红外报警系统安装

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

附录