基于PLC的四轮控制转向策略在电动搬运车中的运用研究

摘要：伴随科技发展，企业实现了全面自动化，电动搬运车被广泛地运用在狭窄空间中搬运货物。本文首先给出基于PLC的电动搬运车四轮控制转向体系整体设计，包括马达和转向轮的啮合，转向轮的转动调整，四轮控制转向体系各部分设计，电液比例阀体系设计，然后给出电动搬运车具体四轮控制方式，分析了输入数据信号监测处理和PLC指令发送模式。

关键词：电动搬运车；啮合；转向轮；四轮控制；转向；PLC

一、引言

搬运车在集装箱货物的装卸过程中具有重要的意义，传统的搬运车由于没有发动机引擎需要依靠人力完成推动，消耗了大量人力物力并且效率较低。伴随大型电动搬运车的出现，大大降低了人工成本和工人劳动强度。但电动搬运车的四轮需要灵活的控制转向策略，本文基于PLC研究的四轮控制转向策略在电动搬运车中的运用中具有重要的意义。

二、基于PLC的电动搬运车四轮控制转向体系整体设计

（一）马达和转向轮的啮合设计

电动搬运车四轮控制转向体系主要以PLC为控制中心，采用柔性控制方法调节电液比例阀的开口状态以及油泵电机的转向速率大小，通过改变液压油流量实现转向马达转动速率的调整，实现了与马达相啮合的转向齿轮的转角速率，进而实现了马达调控车轮转向的控制要求。

（二）转向轮的转动调整

采用无线遥控装置或者手柄输入转向控制指令，控制四组转向轮的同时调整，通过转向轮的转动传感装置反馈实际的转动角度给PLC，构成完整的四轮转向闭环调控模型。并配合电动搬运车的其他部分，联合驱动行驶模块、安全防护模块和故障处理模块共同构建PLC智能调控体系。

（三）基于PLC的指令传送模型

整个电动搬运车体系包含四组转向轮，将其对称地装设在底盘的四个边角之上，转动角则采用车轮同轴装设的数字电位检测机制完成监测；将一组驱动轮装设在底盘的核心部分，将驱动轮和减速电机装置衔接，进而通过皮带轮调节驱动电机。PLC用作调控核心，集中调整整个系统运作。

（四）本章小结

本章主要给出基于PLC的电动搬运车四轮控制转向体系整体设计，首先完成了马达和转向轮的啮合设计，电动搬运车四轮控制转向体系主要通过PLC为控制中心，采用控制方法调节完成转向轮的转动调整，并基于PLC将指令传送到整个系统中，集中调整整个系统运作。

三、基于PLC的电动搬运车四轮控制转向体系各部分设计

（一）基于PLC的电液比例阀体系设计

本文通过PLC控制电液比例阀，并将其作为转向控制的核心部分，通过PLC输出指令调节电液比例阀的开口调节功能能够完成无极调整车轮的转向，并将车轮的转向传感装置用作实时反馈数据构成闭环控制模型。并将系统中的各个单元采用数学模型构建传递函数，并调整工件的疲劳实验装置的电液比例。

（二）基于PLC模糊控制四轮转向模型设计

由于实现控制四轮转向的控制复杂性，需要通过人为经验不断调整，本文结合模糊自适应PID控制策略完成PLC四轮转向控制设计，能够在电动搬运车运动过程中根据运行轨迹智能化调整方向。电动搬运车在运动的过程中往往包含水平偏移与转动，即车辆前后向，左右角度，上下角度完成移动或者轻微转动。而依据电动搬运车的转动速率则可将其简化为左右方向或前后方向的数学模型进行分析。

（三）电动搬运车具体四轮控制方式

电动搬运车的前进，后退或转向均通过PLC转换为模拟量输入，而其他操作如升举操作则可转换为模拟量或数字量。模拟量的输入首先需要调节霍尔传感器件和磁钢的方位关系，并将控制指令通过AD转换完成差分或者线性化处理。并设置Byte1为前进信号，Byte2为后退信号，Byte3为左移信号，Byte4为右移信号，Bit1则通过PLC接入霍尔线性开关数据，并依据门限值完成开关变换。

（四）输入数据信号监测处理

考量到机械装备在运转过程中产生的偏差，为使得霍尔元件的机械零点和电气零点相互重合。在程序设计的过程中，每一次上电的过程中均需要完成零点检索，并依据零点完成死区限定，获取零点周围的波动。此外，在模拟数据输入之前通常需要完成线性输出，并依据实际效果和需要装载的物体质量判别给出相关指令。

（五）PLC指令发送模式

PLC四轮转向指令的发送主要通过设定寄存器完成，将指令装载到寄存器中，进而通过调控传送动作传输数据，发送指令成功之后则清除标志位。并将指令发送板块增加到定时中断部分，完成电动搬运车四轮转向的控制。

（六）本章小结

本章给出基于PLC的电动搬運车四轮控制转向体系各部分设计，完成了电液比例阀体系设计，并通过PLC控制电液比例阀，并将其作为转向控制的核心部分

，给出基于PLC的模糊控制四轮转向模型使之能够在电动搬运车运动过程中根据运行轨迹智能化调整方向。并研究了电动搬运车具体四轮控制方式，将前进，后退或转向均通过PLC转换为模拟量输入，而其他操作则转换为模拟量或数字量。

在程序设计的过程中，每一次上电的过程中均需要完成零点检索，并依据零点完成死区限定，获取零点周围的波动。

四、本文总结

伴随大空间物流需求量的增加，通过单纯采用人工方式需要大量人力和物力而且易出现物料划伤等状况，当前采用电动搬运车代替人工，但电动搬运车在小空间或复杂路段行走时，转向不够灵活。

本文首先研究了四轮控制转向策略在电动搬运车的运用意义，进而给出基于PLC的电动搬运车四轮控制转向体系整体设计，给出马达和转向轮的啮合设计，采用控制方法调节完成转向轮的转动调整，并基于PLC将指令传送到整个系统中，集中调整整个系统运作。

最后完成基于PLC的电动搬运车四轮控制转向体系各部分设计，给出电液比例阀体系设计。并研究了电动搬运车具体四轮控制方式，将前进，后退或转向均通过PLC转换为模拟量输入，而其他操作则转换为模拟量或数字量。研究了输入数据信号监测处理和PLC指令发送模式。

参考文献

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作者简介：贾延勇，男，1985.11，山东济南，本科，电动搬运设备的设计开发，现为初级工程师，工作单位：山东重联电动车辆制造有限公司.endprint