自动往返电动小车
小车自动往返控制PLC课程设计
小车自动往返控制PLC课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和结构，掌握其在小车自动往返控制系统中的应用。
2. 学生能掌握基本的逻辑控制语句和程序设计方法，实现对小车的自动往返控制。
3. 学生能了解传感器的工作原理，并将其应用于PLC控制系统中，实现小车行进中的障碍物检测和避让。
技能目标：1. 学生能运用PLC编程软件进行程序设计，实现小车自动往返控制的功能。
2. 学生能通过实际操作，调试和优化PLC控制程序，提高小车的运行效率和稳定性。
3. 学生能运用相关工具和仪器进行电路搭建和故障排查，培养实际操作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对自动化技术和PLC控制系统的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生在小组合作中，学会沟通与协作，培养团队精神和责任感。
3. 学生能够关注PLC技术在工业生产和日常生活中的应用，认识到科技对社会发展的推动作用，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际操作的结合，培养学生动手能力和创新能力。
学生特点：学生为高年级学生，具备一定的电子技术基础和编程能力，对新技术和新知识有较高的学习热情。
教学要求：教师需结合学生特点，采用任务驱动法、案例教学法和小组合作法等教学方法，引导学生主动探索，提高课程教学效果。
同时，注重过程评价，关注学生知识掌握和技能提升，培养其情感态度价值观。
通过分解课程目标为具体学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. PLC基础知识：包括PLC的组成、工作原理、编程语言及编程软件的使用，重点讲解与小车自动往返控制相关的基础知识。
- 教材章节：第一章 PLC概述，第二章 PLC组成与工作原理，第三章 编程语言与编程软件。
2. 逻辑控制语句：介绍PLC常用的逻辑控制语句，如与、或、非、定时器、计数器等，通过实例分析，让学生掌握逻辑控制语句的应用。
自动往返电动小汽车(毕业设计)
一. 毕业实践任务书无锡职业技术学院毕业实践任务书课题名称：自动往返电动小汽车指导教师：XXXXXXX 职称：讲师指导教师：职称：专业名称：XXXXXXXX 班组：XXXXXX学生姓名：XXXXXXX 学号：05一. 课题需要完成的任务：设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。
允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。
图1跑道顶视图跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。
在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1所示。
设计要求1、车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。
往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。
2. 达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。
D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。
二. 课题计划：2006.3.3~2006.3.6 熟悉课题，可行性方案分析及方案论述。
2006.3.7~2006.3.19 查阅资料，设计各部分硬件。
2006.3.19~2006.4.10 画原理图，印刷线路板。
2006.4.10~2006.4.20 编写程序验证部分硬件。
2006.4.21~2006.4.25 写出毕业论文。
计划答辩时间：4.21-4.28XXXXX 系（部、分院）2006年02年18日二.外文翻译VIDEOCASSETTEBefore the videocassette recorder there was the movie projector and screen. Perhaps you remember your fifth-grade teacher pulling down a screen—or Dad hanging a sheet on the wall, ready to show visiting friends the enthralling account of your summer vacation at the shore. Just as the film got started, the projector bulb often blew out.Those days did have one advantage, though: the screen was light, paper-thin and could be rolled into a portable tube. Compare that with bulky television and computer screens, and the projector screen invokes more than just nostalgia. Could yesterday's convenience be married to today's technology?The answer is yes, thanks to organic light-emitting materials that promise to make electronic viewing more convenient and ubiquitous. Used in displays, the organic materials are brighter, consume less energy and are easier to manufacture (thus potentially cheaper) than current options based on liquid crystals. Because organic light-emitting diodes (OLEDs) emit light, they consume significantly less power, especially in small sizes, than common liquid-crystal displays (LCDs), which require backlighting. OLEDs also offer several exciting advantages over common LEDs: the materials do not need to be crystalline (that is, composed of a precisely repeating pattern of planes of atoms), so they are easier to make; they are applied in thin layers for a slimmer profile; and different materials (for different colors) can be patterned on a given substrate to make high-resolution images. The substrates may be inexpensive glass or flexible plastic or even metal foil.In the coming years, large-screen televisions and computer monitors could roll up for storage. A soldier might unfurl a sheet of plastic showing a real-time situation map. Smaller displays could be wrapped around a person's forearm or incorporated into clothing. Used in lighting fixtures, the panels could curl around an architectural column or lie almost wallpaperlike against a wall or ceiling.LEDs currently have longer lifetimes than organic emitters, and itwill be tough to beat the widespread LED for use in indicator lamps. But OLEDs are already demonstrating their potential for displays. Their screens put out more than 100 candelas per square meter (about the luminance of a notebook screen) and last tens of thousands of hours (several years of regular use) before they dim to half their original radiance.Close to 100 companies are developing applications for the technology, focusing on small, low-power displays [see box on page 80]. Initial products include a nonflexible 2.2-inch (diagonal) display for digital cameras and cellular phones made jointly by Kodak and Sanyo, introduced in 2002, and a 15-inch prototype computer monitor produced by the same collaborative venture. The global market for organic display devices was about $219 million in 2003 and is projected to jump to $3.1 billion by 2009, according to Kimberly Allen of iSuppli/Stanford Resources, a market-research firm specializing in displays.一、What LED to OLEDCRYSTALLINE semiconductors—the forerunners of OLEDs—trace their roots back to the development of the transistor in 1947, and visible-light LEDs were invented in 1962 by Nick Holonyak, Jr. They were first used commercially as tiny sources of red light in calculators and watches and soon after also appeared as durable indicator lights of red, green or yellow. (When suitably constructed, LEDs form lasers, which have spawned the optical-fiber revolution, as well as optical data storage on compact discs and digital video discs.) Since the advent of the blue LED in the 1990s [see “Blue Chip,” by Glenn Zorpette; Scientific American, August 2000], full-color, large-screen television displays made from hundreds of thousands of LED chips have appeared in spectacular fashion on skyscrapers and in arenas [see “In Pursuit of the Ultimate Lamp,” by M. George Crawford, Nick Holonyak, Jr., and Frederick A. Kish, Jr.; Scientific American, February 2001]. Yet the smaller sizes used in devices such as PDAs (personal digital assistants) and laptops are not as practical.LEDs and OLEDs are made from layers of semiconductors—materials whose electrical performance is midway between an excellent conductorsuch as copper and an insulator such as rubber. Semiconducting materials, such as silicon, have a small energy gap between electrons that are bound and those that are free to move around and conduct electricity. Given sufficient energy in the form of an applied voltage, electrons can “jump” the gap a nd begin moving, constituting an electrical charge. A semiconductor can be made conductive by doping it; if the atoms added to a layer have a smaller number of electrons than the atoms they replace, electrons have effectively been removed, leaving positively charged “holes” and making the material “p-type.” Alternatively, a layer that is doped so that it has an excess of negatively charged electrons becomes “n-type” [see box on opposite page]. When an electron is added to a p-type material, it may encounter a hole and drop into the lower band, giving up an amount of energy (equal to the energy gap) as a photon of light. The wavelength depends on the energy gap of the emitting material.For the production of visible light, organic materials should have an energy gap between their lower and higher conduction bands in a relatively small range, about two to three electron volts. (One electron volt is defined as the kinetic energy gained by an electron when it is accelerated by a potential difference of one volt. A photon with one electron volt of energy corresponds to the infrared wavelength of 1,240 nanometers, and a photon of two electron volts has a wavelength half as much—620 nanometers—a reddish color.)二、A Surprising GlowORGANIC semiconductors are formed as aggregates of molecules that are, in the technologies being pursued, amorphous—a solid material, but one that is noncrystalline and without a definite order. There are two general types of organic light emitters, distinguished by “small” and “large” molecule sizes. The first practical p-n-type organic LED, based on small molecules, was invented in 1987 by Ching W. Tang and Steven A. Van Slyke of Eastman Kodak, after Tang noticed a surprising green glow coming from an organic solar cell he was working on. The duo recognized that by using two organic materials, one a good conductor of holes and the other a good conductor of electrons, they could ensure that photon emission would take place near the contact area, or junction, of the two materials, as in acrystalline LED. They also needed a material that held its electrons tightly, meaning that it would be easy to inject holes. For the light to escape, one of the contacts must be transparent, and the scientists benefited from the fortunate fact that the most widely used transparent conducting material, indium tin oxide, bound its electrons suitably for p-type contact material.The structure they came up with has not changed much over the years and is often called “Kodak-type,” because Kodak had the basic patent [see box on opposite page]. Beginning with a glass substrate, different materials are deposited layer by layer. This process is accomplished by evaporating the constituent materials and letting them condense on the substrate. The total thickness of the organic layers is only 100 to 150 nanometers, much thinner than that of a conventional LED (which is at least microns in thickness) and less than 1 percent of the thickness of a human hair. Because the molecules of the materials used are relatively lightweight—even lighter than a small protein—the Kodak-type OLEDs are referred to as “small molecule” OLEDs.After their initial insight, Tang and Van Slyke tinkered with the design to increase efficiency. They added a small amount of the fluorescent dye coumarin to the emitter material tris (8-hydroxy-quinoline) aluminum. The energy released by the recombination of holes and electrons was transferred to the dye, which emitted light with greatly increased efficiency. Deposition of additional thin layers of indium tin oxide and other compounds next to the electrodes altered the interaction of the thicker layers and also improved the efficiency of the injection of holes and electrons, thereby further upping the overall power efficiency of the fluorescent OLED.Organic LEDs of this small-molecule type are used to make red, green and blue light, with green light having the highest efficiency. Such green-emitting OLEDs can exhibit luminous efficiencies of 10 to 15 candelas per ampere—about as efficient as commercial LEDs today—and seven to 10 lumens per watt, values that are comparable to those for common incandescent lamps.录像机在卡匣式录像机出来之前，我们用的是电影放映机与屏幕。
自动往返小车设计
题目自动往返小车设计目录自动往返小车设计一、方案的选择与论证根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如图 1所示。
图 1对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案:1. 电动机驱动调速模块方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。
但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。
更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大;分压不仅会降低效率，而且实现很困难。
方案二:采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。
这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。
方案三:采用由达林顿管组成的H型PWM电路。
用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。
这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高;H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM调速技术。
基于上述理论分析，拟选择方案三。
2. 路面黑线探测模块探测路面黑线的大致原理是:光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否到达黑线。
方案一:可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路。
这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判;虽然采取超高亮发光管可以降低一定的干扰，但这又将增加额外的功率损耗。
方案二:不调制的反射式红外发射-接收器。
由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰;但如果直接用直流电压对管子进行供电，限于管子的平均功率要求，工作电流只能在1OM左右，仍然容易受到干扰。
方案三:脉冲调制的反射式红外发射-接收器。
考虑到环境光干扰主要是直流分量，如果采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰;另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果使用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大(50-100mA)，这样也大大提高了信噪比。
自动往返运料小车控制系统设计
河南机电高等专科学校毕业设计（论文）自动往返运料小车控制系统设计系部：自动控制系专业: 电气自动化班级: 自 124姓名: 张晓需学号:指导老师: 赵新蕖二零一五年五月摘要运料小车在煤矿、仓库、港口车站、矿井等行业中被广泛应用，而其控制系统就是一种典型的PLC系统。
传统的运料小车大多是继电器控制，而继电器控制有着接线复杂、易出故障、维护维修不易等缺点。
为了降低运料小车的运行成本,实现自动化控制，应用可编程控制技术作为小车的控制系统。
本设计针对电气控制的运料小车系统，利用组态软件和西门子S7200 PLC实现对运料小车系统的监测和控制。
通过现场数据采集，进行集中的数据管理，从而实现对自动运料小车系统有效控制，系统状态实时监控，并由上位机生成可视化的动态监控界面。
方便管理人员对现场的管理，提高工作效率。
关键词：运料小车；组态软件；PLC；传感器；AbstractCarriage?is widely used in?coal mine,?warehouse,?station,?port?mine?and other industries,?and its control system?is?a?typical PLC system.?The transport cars?most of the traditional relay control,?relay control?with complex wiring,?easy?maintenance,?fault?repair?defect?is not easy.?In order to reduce the operation cost?of material transport trolley,?automatic control system,?the application of programmable?control?technology as the control?system?of car.The design for the?carriage?of electric control system,?realize the?monitoring and control of material transport trolley?system using configuration software and?S7200?PLC?Siemens.Through the field data acquisition,?data?management,?so as to realize the?automatic?control?of material transport trolley?system,?real-time monitoring system status,?and made the dynamic monitoring?interface PC?to generate visual.?Management?to facilitate the management of the site,?improve work efficiency.Keywords:?Material transport trolley;configuration software;?PLC;??sensor;?目录第1章绪论 01.1 本课题来源、目的和意义 01.1.1 本课题来源 01.1.2 本课题目的和意义 01.2 本课题内容及要求 (1)第2章控制方案的选择 (1)2.1自动往返运料小车设计思路 (1)2.2 可编程控制器（PLC）及运料小车的介绍 (1)2.2.1 可编程控制器（PLC）的分类 (1)2.2.2 PLC的工作原理 (3)2.3 自动运料小车控制系统 (3)2.4 系统硬件配置 (4)第3章控制系统的硬件选型 (5)3.1 系统硬件的选型 (5)3.2 PLC选型 (6)3.3 传感器的选型 (7)3.4 步进电机的选型 (8)第4章控制系统的软件实现 (9)4.1 PLC软件开发工具介绍 (9)4.1.1???硬件连接及软件的安装? (9)4.1.2???STEP7-Micro/WIN32软件的窗口组件 (10)4.2程序流程 (10)第5章组态设计 (12)5.1数据库设计 (12)5.2 MCGS与PLC的连接 (12)5.3 运料小车的组态设计 (13)5.4 运行调试动画界面 (13)第6章结论 (14)致谢 (15)参考文献 (15)第1章绪论1.1 课题来源、目的和意义1.1.1 课题来源随着科学技术的日新月异，对自动化程度要求越来越高，原有的生产线已不能满足要求。
送料小车自动往返的电气控制
FU2 FR SB1
KM1 合上电源开关QS
KM2 SB2 SQ1 FR U V M 3~ KM2 KM1 W SQ3 SQ4 KM1 KM2 SB3 SQ2
SQ3
SQ4
KM1 SQ1 SQ2
KM2
QS L1 L2 L3
FU1
FU2 FR SB1
KM1 按下SB2， KM1线圈得电 FR U V M 3~ W
SQ3
SQ4
KM1 SQ1 SQ2
KM2
QS L1 L2 L3
FU1
FU2 FR SB1
KM1 松开SB2 电动机继 续正转 FR U V M 3~ W
KM2 SB2 SQ1 KM1 KM2 SB3 SQ2
SQ3
SQ4
KM2
SQ3 SQ4
KM1
KM1 SQ1 SQ2
KM2
QS L1 L2 L3
FU1
2．任务分析
（1）工作台怎么实现前进与后退功能？ （2）工作台前进到终端后自动后退，退到原位又自动 前进，通过什么电气元件实现该功能？ （3）电路中的短路、失压、过载和位置极限保护，分别 通过哪些电气器件来实现？
工作台自动往返示意图
2．任务分析 提问：能否在接触器联锁正反转控制线 路的基础上，作一些改进来实现这种自 动往返控制？
SQ3
SQ4
KM1 SQ1 SQ2
KM2
QS L1 L2 L3
FU1
FU2 FR SB1
KM1 按下SB1, 各开关复位 电机停转 FR U V M 3~ W
KM2 SB2 SQ1 KM1 KM2 SB3 SQ2
SQ3
SQ4
Байду номын сангаас
PLC控制技术项目一 改造自动往返小车控制电路
任务1 安装自动往返小车控制电路
CPU224XP AC/DC/RLY上下端子接线示意图
PLC
主 要 性 能
任务1 安装自动往返小车控制电路
【知识准备】
2.内部资源 PLC是以微处理器为核心的电子设备。PLC的指令是针对元器件而言的，使用时可以将它看成是由 继电器、定时器、计数器等元件的组合体。PLC的内部设计了供编程使用的各种元器件。 软元件的最大特点是:
根据上述改造方法，本项目将分为安装自动往返小车控制电路和调试自动往返 小车控制电路两个任务，介绍运用西门子S7-200 PLC对自动往返小车的继电器控制 电路进行改造。
【相关知识和技能】
1．了解PLC的基本组成与工作原理； 2．了解西门子S7-200系列PLC的构造、工作原理、功能特点和技术参数； 3．了解S7-200系列PLC软件、硬件的安装使用； 4．了解PLC编程语言的种类； 5．掌握电气控制线路图的读图、分析和绘图方法； 6．掌握PLC电气控制系统的设计过程及方法； 7．熟悉STEP 7–Micro/WIN32的基本操作界面及各项工具栏的功能； 8．熟悉小车自动往返控制电路的工作原理和运行过程； 9．掌握使用STEP7-Micro/WIN编程软件进行程序编写、下载、调试和监控
仪表使用不熟练扣3分
4
安全文明生产 1.遵守安全生产法规
2.遵守实训室使用规定
违反安全生产法规或实训室使用规 10
定每项扣3分
备注
合计
100
老师签字
年 月日
任务2 调试自动往返小车控制电路
【任务目标】 1．了解PLC编程语言的种类和编程软件的使用方法； 2．熟悉STEP7–Micro/WIN V4.0的基本操作界面及各项工具栏的功能； 3．熟悉小车自动往返控制电路的工作原理和运行过程； 4．掌握使用STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件进行程序编写、下载、调试和监控 【任务分析】 在完成自动往返小车控制电路接线和程序设计后，即可进行控制电路的调试，调 试过程主要分为控制程序的录入、编译、下载、模拟调试及控制系统整体调试。 要完成上述调试任务，需掌握STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件的基础知识，会使 用该软件进行程序输入、修改、编译、下载及监控调试的操作。
自动往返电动小车
设计自动往返电动小车的控制算法，包括路径规 划、速度控制、避障处理等。
3
程序编写与调试
按照算法设计，编写相应的程序并进行调试，确 保程序正确无误。
系统集成与测试方法
系统集成
将硬件电路、软件程序以及机 械结构等进行集成，搭建完整
的自动往返电动小车系统。
功能测试
对自动往返电动小车的各项功能进 行测试，包括前进、后退、左转、 右转等动作以及避障功能等。
能量回收技术
在小车制动或减速时，通过能量 回收系统将部分能量转化为电能 储存起来，提高能源利用效率。
节能控制技术
优化控制算法和硬件设计，降低 小车的能耗，提高小车的运行效
率和经济性。
04
设计与实现过程
总体设计方案制定
01
确定设计目标
明确自动往返电动小车的设计目标，如行驶速度、载重能力、续航里程
等。
01
02
稳定性
指自动往返电动小车在运动过程中保 持平稳、不倾覆的能力，以及在复杂 环境下的适应性。
03
精确性
指自动往返电动小车在导航、定位等 方面的精确度，包括位置误差、角度 误差等指标。
05
04
负载能力
指自动往返电动小车能够承载的最大 重量或体积限制，以及在不同负载下 的性能表现。
03
关键技术研究
自动往返电动小车
目录
• 引言 • 自动往返电动小车概述 • 关键技术研究 • 设计与实现过程 • 应用场景分析 • 挑战与未来发展方向
01
引言
背景与意义
自动化物流运输需求增长
降低人力成本
随着电子商务和智能制造的快速发展， 物流运输行业对自动化、智能化的需 求日益增长。
小车自动往返PPT课件
（a）位地址表示方式；（b）对应的位置
8
3.间接寻址 间接寻址是指使用地址指针来存取存储器 中的数据。使用前，首先将数据所在单元的 内存地址放入地址指针寄存器中，然后根据 此地址存取数据。S7-200CPU中允许使用 指针进行间接寻址的元器件有I，Q、V、M、 S、T、C。
9
4.1.3顺控指令
S7-200
S7-200 15
4.2任务分析
小车一个工作周期的动作要求如下： (I)按下启动按钮SB(I0.0)，小车电机正转(Q1.0)，小 车第一次前进，碰到限位开关SQ1(I0.1)后小车电机 反转(Q1.1)，小车后退。 (2)小车后退碰到限位开关SQ2(I0.2)后，小车电机M 停转。停5s后，第二次前进，碰到限位开关 SQ3(I0.3)，再次后退。 (3)第二次后退碰到限位开关SQ2(I0.2)时，小车停止。
情境4：运料小车的PLC控制
4.1任务资讯 4.2任务分析 4.3任务决策 4.4任务计划 4.5任务实施 4.6评价提高
S7-200
S7-200 1
情境4：运料小车的PLC控制
4.1任务资讯 4.2任务分析 4.3任务决策 4.4任务计划 4.5任务实施 4.6评价提高
S7-200
S7-200 2
22
23
4.4.2PLC资源分配
表5-8 运料小车的控制编程元件分配表
类别
地址 作用
I0.0 启动
输入器件
I0.1 中间限位开关 I0.2 左限位开关
I0.3 右限位开关
输出器件
Q1.0 Q1.1
电机正转 电机反转
M10.0 准备状态
M10.1 第一次前进状态
M10.2 第一次后退状态
自动往返小车电路图及汇编程序-论文
自动往返小车电路图及汇编程序-论文自动往返小车电路图及汇编程序目录前言自动往返行驶小汽车的设计 (摘要) (4)第一章系统方案选择和论证............................................................5 第二章系统的硬件设计与实现.........................................................10 第三章系统的软件设计..................................................................14 第四章系统的汇编程序..................................................................19 第五章系统调试...........................................................................30 第六章技术参数...........................................................................31 结束语................................................................................. 33 参考文献 (34)前言伴随着电子信息技术的飞速发展，单片机的应用越来越广泛，电子这个原本没有生命的东西越来越具有智慧了，而单片机在这当中充当着“大脑”的作用，指挥着系统完成其工作。
单片机通过用汇编语言或者C语言编程，可以实现不同情况下的，不同电路的自动控制，用它可以开发很多智能的玩具，如机器人、遥控飞机、智能车，实际生活中的很多电器，例如电冰箱、全自动洗衣机、空调等，还有就是很多测量仪器以及高科技的空间探测，孙宙探索等都用到单片机，可以说现在生活中大多数的智能物品都用到单片机，围绕单片机以及嵌入式系统形成的电子产业将会是一个持续发展，愈来愈具有竞争力，愈来愈具有生命力的产业，电子世界将会更具有魅力。
往返小车设计实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解往返小车的基本原理和设计方法。
2. 掌握电路设计、机械结构和编程技巧。
3. 通过实验，提高动手能力和创新意识。
二、实验原理往返小车是一种简单的自动化小车，它能够在特定轨道上自动往返运动。
实验中，小车通过传感器检测轨道上的黑线，根据黑线的位置控制电机的转动，实现往返运动。
三、实验器材1. 小车底盘1个2. 电机2个3. 电池盒1个4. 电池1套5. 传感器2个6. 线路板1块7. 绝缘胶带1卷8. 黑色线条纸1卷9. 编程器1个10. 编程软件1套四、实验步骤1. 准备工作（1）将电池盒与电池连接，确保电池充满电。
（2）将电机与电池盒连接，确保电机转动正常。
（3）将传感器固定在小车底盘上，确保传感器能够准确检测黑线。
2. 电路设计（1）将线路板放置在小车底盘上，确保线路板与传感器、电机连接良好。
（2）将传感器输出端连接到线路板，将电机输出端连接到线路板。
（3）将线路板与电池盒连接，确保电路连接无误。
3. 编程（1）打开编程软件，创建一个新的项目。
（2）在项目中添加电机控制模块，设置电机转动速度和方向。
（3）添加传感器检测模块，设置传感器检测黑线的阈值。
（4）编写程序，使小车在检测到黑线时停止，等待一段时间后反向行驶。
4. 调试与优化（1）将编写好的程序下载到小车中。
（2）观察小车运行情况，调整传感器位置和编程参数，确保小车能够准确往返运动。
（3）优化程序，提高小车运行稳定性和速度。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，成功设计了一台往返小车，小车能够在黑线上准确往返运动。
2. 实验分析（1）传感器检测黑线的准确性对小车往返运动至关重要。
在实验过程中，通过调整传感器位置和编程参数，提高了小车检测黑线的准确性。
（2）电机转动速度和方向对小车往返运动也有较大影响。
通过调整电机参数，使小车在往返过程中保持稳定运行。
（3）编程技巧对小车往返运动有重要意义。
通过优化程序，提高了小车运行稳定性和速度。
自动往返运料小车控制系统设计【范本模板】
河南机电高等专科学校毕业设计（论文）自动往返运料小车控制系统设计系部：自动控制系专业: 电气自动化班级：自 124姓名: 张晓需学号： 121415404指导老师：赵新蕖二零一五年五月摘要运料小车在煤矿、仓库、港口车站、矿井等行业中被广泛应用，而其控制系统就是一种典型的PLC系统。
传统的运料小车大多是继电器控制，而继电器控制有着接线复杂、易出故障、维护维修不易等缺点。
为了降低运料小车的运行成本,实现自动化控制，应用可编程控制技术作为小车的控制系统。
本设计针对电气控制的运料小车系统，利用组态软件和西门子S7200 PLC实现对运料小车系统的监测和控制。
通过现场数据采集,进行集中的数据管理,从而实现对自动运料小车系统有效控制，系统状态实时监控，并由上位机生成可视化的动态监控界面.方便管理人员对现场的管理，提高工作效率。
关键词：运料小车；组态软件；PLC；传感器；AbstractCarriage is widely used in coal mine， warehouse， station, port mine and other industries, and its control system is a typical PLC system. The transport cars most of the traditional relay control, relay control with complex wiring, easy maintenance, fault repair defect is not easy. In order to reduce the operation cost of material transport trolley, automatic control system， the application of programmable control technology as the control system of car。
自动往返电动小汽车的设计
［ 关键词 ］ 自动往返 电动 小汽车 单片机
ＡＴ ８ ９ Ｓ ５ １ 电机控制
１ 、 系统方案的选择与设计 １ ． １ 本设计要实现 的功能和特点 本 设计 所述 的 自动往返 电动 小汽车 可实 现 自动 绕 ８ 字 形路 线行 进， 行驶速度 可调 （ 通过改 变程序 ） ， 自 动转 向 ， 并设有转 向指示灯和蜂 鸣提示 。行进 圈数通过按键设 定（ 一圈或 多圈 ） ， 用数码管显 示剩余 圈 数 。它可以按 照预先设定 的模式在一个环境里 自动的运作。 １ ． ２ 总体硬件 电路 的实现方案 小车以单片机为控制核心 ， 输入单元 由键盘和其他功能模块 （ 例如 遥控 、 光 电传感器 ） 组成。输出单元 由电机驱动单元 、 Ｌ Ｅ Ｄ （ Ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｅ ｍ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ 发 光二极 管 ） 数 码管显示 单元 、 转 向灯 和蜂鸣器 等组成 。如 图 １
科 技 信息
自 动 往 返 电 动小 汔 车硇 设 计
辽 宁理 工职 业学 院汽 车 系 高 利 锦 州 气象局 宋 敏
［ 摘 要］ 本设计介 绍 了使 用ＡＴ ８ ９ Ｓ ５ １ 单片机控 制的 自动往返 电动小汽车的硬件 和软件 实现 。小车能 自动 绕８字型路线行进 ， 转 向时 用转 向灯和蜂鸣 器提示 ， 可以通过按 键设定 小车 的行进 圈数 。另外 ， 根据 需要 ， 可以通过修 改程序对 小车的行进路 线和行驶速度加 以控制 。根据 不同的需求还可以添加遥控 、 循 迹等功能模 块。此小车可广泛应用于工业生产线运送货物 ， 也可 以应用 于无人驾驶机 动车、 无人 工厂 、 服 务机 器人 等领域 ， 还 可以制成 智能玩具或 应用 于理 工类 高校 和工程技 术类职业 学校 单片机课 程学 习的实验平
小车自动往返控制线路的工作原理
小车自动往返控制线路的工作原理
小车自动往返控制线路通常是使用传感器和控制器来实现的。
以下是一种可能的工作原理：
1. 传感器：小车通常配备了多种传感器，如红外线传感器、超声波传感器或激光传感器。
这些传感器可以检测小车周围的环境和障碍物。
2. 控制器：小车的控制器是一个集成电路板（ICB），通常由微控制器或微处理器组成。
控制器负责接收传感器的信号，并根据这些信号做出决策。
3. 往返控制算法：控制器使用特定的往返控制算法来决定小车的移动方向和速度。
算法可以基于预先设定的路径或根据传感器的输入进行实时调整。
4. 开始往返：小车启动时，控制器会发送指令给电机或驱动器，控制其开始前进。
同时，传感器会不断监测小车周围的环境。
5. 遇到障碍物：当传感器检测到障碍物时，它会将信号传递给控制器。
控制器根据传感器信号的反馈作出决策，可能包括停止、转向或避开障碍物。
6. 调整路径：根据往返控制算法和传感器的反馈，控制器可以调整小车的移动路径，以避开障碍物并保持往返行动。
7. 完成往返：小车会持续根据控制器的指令移动，直到达到预定的终点位置或触发停止条件。
需要注意的是，具体的往返控制线路可能会因小车的设计和应用而有所不同。
上述工作原理提供了一个一般性的概述，实际应用中可能会有更多的复杂性和细节。
【文献综述】基于单片机的自动往返小汽车的设计
文献综述电气工程及其自动化基于单片机的自动往返小汽车的设计一、前言智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。
它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用，对解决道路交通安全提供了一种新的途径。
随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究，许多国家已经把电子设计比赛作为创新教育的战略性手段。
电子设计涉及到多个学科，机械电子、传感器技术、自动控制技术、人工智能控制、计算机与通信技术等等，是众多领域的高科技。
电子设计技术，它是一个国家高科技实例的一个重要标准，可见其研究意义很大。
本次设计虽然只是一个模型，但是具有充分的科学性和实用性。
首先我们按照适当的比例制作出一个路况模型。
在行驶路段中，脉冲调制的红外线传感器将检测到的信号发送给单片机，单片机根据程序发出相应的控制信号控制小车进行动作。
二、主题部分科技的进步带动了产品的智能化，单片机的应用更是加快了发展的步伐，它的应用范围日益广泛，已经远远的超出了计算机科学领域。
小到玩具、信用卡，大到航天飞机、机器人，从实现数据采集、远程控制、模糊控制等智能系统带人类的日常生活，到处离不开单片机，此设计正是单片机的一个典型的应用。
此设计通过实现了小车的无人驾驶，通过对路面的检测，由单片机来判断控制其小车的反应情况，使其变得智能化，实现自动的前进，转弯，停止功能，此系统还不断的完善后可以应用到道路检测，安全巡逻中，能满足社会的需求。
智能小车是智能车辆研究的一个分支。
它以车轮作为移动机构、能够实现自主行驶，所以我们称之为智能小车。
智能小车具有机器人的基本特征——易于编程。
它与遥控小车的不同之处在于，后者需要操作员来控制其转向、启停和进退，比较先进的遥控车还能控制其速度(常见的模型小车都属于这类遥控车)；而智能小车则可以通过计算机编程来实现其对小车启停、行驶方向以及速度的控制，无需人工干预。
自动往返电动小汽车设计报告
中国海洋大学课程设计报告题目：自动往返电动小汽车组员：莫锦河、李鹏飞指导教师：谷健自动往返电动小汽车摘要本设计以一片单片机AT89C52作为核心来控制自动往返小车，加以控制芯片L298N和单片机联合控制小车的前进与后退。
路面的黑带检测使用光电传感器，通过AT89C52对输入的信号进行处理，通过PWM调制使电机转速能自动调节，从而实现电动小汽车的快慢速行驶，以及自动停车、往返的控制要求。
关键字：电动小车、AT89C52单片机、光电传感器、PWM调速一、系统方案论证1.1最小系统控制器的选择方案方案一：AVR ATMEGA16单片机。
AVR 系列单片机采用RISC结构，执行速度较快，并且内部资源丰富，可以方便的使用C语言编程，并且开发环境很方便，但是功耗较高，在超低功耗方面明显不能满足题目要求。
方案二：MSP430G2553 系列超低功率微控制器包含几个器件，这些器件特有针对多种应用的不同的外设集。
这种架构与 5 种低功耗模式相组合，专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而优化。
MSP430G2x13 和MSP430G2x53 系列是超低功耗混合信号微控制器，具有内置的16 位定时器、多达24 个支持触摸感测的I/O 引脚、一个通用型模拟比较器以及采用通用串行通信接口的内置通信能力。
此外，MSP430G2x53系列成员还具有一个10 位模数(A/D) 转换器。
方案三：典型的51系列单片机AT89C52。
51系列单片机操作较为简单，程序简单易学，开发非常方便。
综合比较，我们采用方案三，采用典型的51系列单片机AT89C52，方便实现。
1.2电动机模块方案一：选用步进电动机，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
小车自动往返PPT课件
28
4.5.2软件编程
方案1：针对第一次前进、第一次后退、第二次 前进、第二次后退列写启保停电路梯形图。为 此编写梯形图如5-16。图中PLC“记住”第 二次前进的“发生”，以M10.2作为第二次 前进继电器。图中将两次后退综合到一起了， 还增加了前进与后退继电器的互锁。选定时器 T37控制小车第一次后退在SQ2处停止的时间。
11
循环步进功能流 程图循环条件1步 1处理启动信号等 待启动2步2处理 步进条件13步3 处理步进条件2
12Biblioteka 2.顺序控制指令 顺序控制用3条指令描述程序的顺序控制步进状态，指
令格式见表。 (1)顺序步开始指令(LSCR) 顺序控制继电器位Sx.y=1时，该程序步执行。 (2)顺序步结束指令(SCRE) SCRE为顺序步结束指令，顺序步的处理程序在LSCR
梯形图程序的设计思想也和其他高级语言一样， 应该首先用程序流程图来描述程序的设计思想， 然后再用指令编写出符合程序设计思想的程序。 梯形图程序常用的一种程序流程图叫程序的功 能流图，使用功能流程图可以描述程序的顺序 执行、循环、条件分支，程序的合并等功能流 程概念。顺序控制指令可以将程序功能流程图 转换成梯形图程序，功能流程图是设计梯形图 程序的基础。
情境4：运料小车的PLC控制
4.1任务资讯 4.2任务分析 4.3任务决策 4.4任务计划 4.5任务实施 4.6评价提高
S7-200
S7-200 1
情境4：运料小车的PLC控制
4.1任务资讯 4.2任务分析 4.3任务决策 4.4任务计划 4.5任务实施 4.6评价提高
S7-200
S7-200 2
分别顺序接通的控制过程中，这样SQ1在两次 前进中，SQ2在两次后退过程中所起作用
基于PLC小车自动往返控制
项目课题：基于PLC小车自动往返控制2015年8月项目一：基于PLC 小车自动往返控制利用PLC 完成小车自动往返控制线路的安装与调试1、 按下正转启动按钮→正转接触器线圈得电吸合→电动机正向连续运转→小车右行；小车右行碰到SQ1→小车右行停止，延时1s 后小车左行。
2、 按下反转启动按钮→反转接触器线圈得电吸合→电动机反向连续运转→小车左行；小车左行碰到SQ2→小车左行停止，延时1s 后小车右行。
3、 按下停止按钮后，电动机停止运转。
4、 SQ3、SQ4为小车运行的左右行极限位开关。
5、 控制线路具有短路保护、过载保护等完善的保护措施。
6、 各小组发挥团队合作精神，共同设计出PLC 的I/O 分配表，电气原理图、正确选择安装所需要的电器元件、规完成线路的安装与配线、正确编制出PLC 程序，并下载到PLC ，完成任务运行调试（空载与带载实验）。
一、电动机继电器控制线路二、PLC基本知识一、根据控制要求，首先确定I/O的个数，进行I/O的分配。
本案例需要8个输入点，2个输出点，如表2-1所示。
表2-1 PLC的I/O配置二、根据控制要求分析，设计并绘制PLC系统接线原理图，如下图2-1所示。
1．设计电路原理图时，应具备完善的保护功能，PLC外部硬件也具备互锁电路。
2．PLC继电器输出所驱动的负载额定电压一般不超过220V，或设置外部中间继电器。
3．绘制原理图要完整规。
图2-1 plc系统接线原理图三、安装与接线1．材料准备：根据接线原理图，列出需要的所有材料清单，如表2-2所示。
（1）选择元件时，主要考虑元件的数量、型号及额定参数。
（2）检测元器件的质量好坏。
（3）PLC的选型要合理，在满足要求下尽量减少I/O的点数，以降低硬件的成本。
表2－2 材料清单序号分类名称型号规格数量备注1 工具电工工具1套2器材万用表DT9205A型1块3 可编程序控制器FX3U-32M 1台4 计算机自定1台5 编程软件GX Developer 8 1套6 配电盘500MM×700MM 1块7 导轨C45 0．5米8 自动断路器DZ47-63/3P C63 1只9 自动断路器DZ47S C20 1只10 熔断器RT18-32 5只11 接触器CJX1-9 2只12 三相异步电动机JW-6314 1台13 按钮LA4-3H 1只14 行程开关JLXK1-111 4只15 端子排D-20 1根（20节）重点提示16耗材铜塑线BVR/2.5 MM2 10米主电路17 铜塑线BVR/1 MM2 25米控制电路18 紧固件螺钉（型号自定）若干19 线槽25mm×35mm 若干20 管若干2．安装与接线将所有元件装在一块配电板上，做到布局合理、安装牢固、符合安装工艺。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2/23/2021
自动往返电动小车
1
任务
➢ 设计任务：设计制作一个自动往返于起跑线与终 点之间的电动小车
➢ 实际目的：1.测试学生在单片机应用方面 的水平；2测试学生在电子电路设计与制作方面的 应用能力；3测试学生的实际动手能力等。
2/23/2021
自动往返电动小车
2
设计的要求
基本要求：
方案二:不调制的反射式红外发射-接收器。由于采用红外管代替普通可见 光管，可以降低环境光源干扰;但如果直接用直流电压对管子进行供电，限于
2/23/2021
自动往返电动小车
5
管子的平均功率要求，工作电流只能在1OM左右，仍然容易受到干扰。 方案三:脉冲调制的反射式红外发射-接收器。考虑到环境光干扰主要是直
方案三:采用由达林顿管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林顿管使 之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。这种电路由于工作 在管子的饱和截止模式下，效 率非常高;H型电路保证了可以简单地实现转速 和方向的控制;电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM 调速技术。
基于上述理论分析，拟选择方案三。 2. 路面黑线探测模块
全隔离，利用光电藕合器传输信号。这样做虽然不如单电源方便灵活，但可 以将电动机驱动所造成的干扰彻底消除，提高了系统稳定性。
我们认为本设计的稳定可靠性更为重要，故拟采用方案二。
5. 小结
经过一番仔细的论证与比较，我们决定了系统各个主要模块的最终方案 如下:
电动机驱动与调速模块:采用达林顿管的H型PWM电动机驱动电路。 车轮检速模块: 采用光电断续开关构成的光电感应系统。 路面黑线检测模块:采用调制的反射式发射-接收器。
2/23/2021
自动往返电动小车
8
二、系统的具体设计与实现
1.系统的硬件设计
(1) 电动机PWM驱动模块的电路设计与实现 具体电路见图3。本电 路采用的是基于PWM原理的H型驱动电路。该电路采用11P132 大功率达林顿管，以保证电动机启动瞬间的8A电流要求。
2/23/2021
自动往返电动小车
图3
探测路面黑线的大致原理是:光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的 反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否到达黑线。
方案一:可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路。这种方案 的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光 亮条件改变，很可能造成误判和漏判;虽然采取超高亮发光管可以降低一定的 干扰，但这又将增加额外的功率损耗。
目的。 但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更主 要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大;分压不仅会降低效率，而 且实现很困难。
方案二:采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车 的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时 间慢、机械结构易损坏、寿命较 短、可靠性不高。
电源:双电源供电(6节M电池+1节9V方型电池)
电动小汽车车体结构数据
名称
单位（cm）
车身长度
车身宽度
车头到路段检测传感器位置
24cm 14.cm 14.5cm
2/23/2021
自动往返电动小车
7
整形电路
路面检测
STC
整形电路 LED数码管
转速检测
PWM电动机驱动
前进/后退指示
图2 系统组成及原理框图如图2 所示。以下分为硬件和软件两个方面进行具体分析。
1.
2. 3. 4. 5.
车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点先后停留 10s，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最 短（从合上电源开关开始计时）。 到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以 车辆中心点与终点线或起跑线中心之间距离作为偏差的测量值）。 D-E之间为限速去，车辆往返均要求以低俗通过，通过时间不得少于8s， 但不允许在限速区内停车。 自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。 自动记录、先是行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。
2/23/2021
自动往返电动小车
3
一、电动小车系统设计方案
自动往返电动小车系统方框图如图1所示。采用单片机 作为自动往返电动小车的检测和控制核心。根据题目要求， 系统可以划分为几个基本模块，如图 1所示。
图1
对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案:
2/23/2021
自动往返块 方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的
方案一:所有器件采用单一电源(6节M电池)。这样供电比较简单;但是由于 电动机启动瞬间电流很大，而且PWM驱动的电动机电流波动较大，会造成电 压
2/23/2021
自动往返电动小车
6
不稳、有毛刺等干扰,严重时可能造成单片机系统掉电，缺点十分明显。 方案二:双电源供电。将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路电源完
流分量，如果采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰;另外， 红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果使用占空比小的调制信号， 在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大(50-100mA)，这样也大大提高 了信噪比。
基于上述考虑，拟采用方案三。 3. 车轮检速及路程计算模块
方案一:采用霍尔集成片。该器件内部由三片霍尔金属板组成，当磁铁正 对金属板时，由于霍尔效应，金属板发生横向导通，因此可以在车轮上安装 磁片，而将霍尔集成片安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。
9
当Ug1为高电平 ,Ug2为低电平时，Q3、Q6 管导通，Q4、Q5管截止，电动机正转。 当Ug1为低电平，Ug2为高电平时，Q3、Q6管截止，Q4、 Q5 管导通，电动机反转。 另外四个二极管可以在Ug1由高变低时，通过D2、D4 两个二管形成电动机电圈感应电 压的回路，起到了保护电动机的作用。
方案二:受鼠标的工作原理启发，采用断续式光电开关。由于该开关是沟 槽结构，可以将其置于固定轴上，再在车轮上均匀地固定多个遮光条，让其 恰好通过沟槽，产生一个个脉冲。通过脉冲的计数，对速度进行测量。
以上两种都是比较可行的转速测量方案。尤其是霍尔元件，在工业土得 到广泛采用。但是在本题中，小车的车轮较小，方案一的磁片密集安装十分 困难，容易产生相互干扰。相反，方案二适用于精度较高的场合，可以车轮 上加较多的遮光条来满足脉冲计数的精度要求，因此拟采用方案二。 4. 电源选择