化工儀器網(wǎng)
詳細(xì)介紹
西門子CPU標(biāo)準(zhǔn)型6ES7315-2AH14-0AB0應(yīng)用簡述：AGV是無人搬運車（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫。是指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置,，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛,，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，AGV屬于輪式移動機器人（WMR――Wheeled Mobile Robot）的范疇,。AGV以輪式移動為特征,，較之步行、爬行或其它非輪式的移動機器人具有行動快捷,、工作效率高,、結(jié)構(gòu)簡單、可控性強,、安全性好等優(yōu)勢,。與物料輸送中常用的其他設(shè)備相比，AGV的活動區(qū)域無需鋪設(shè)軌道,、支座架等固定裝置,，不受場地、道路和空間的限制,。因此,，在自動化物流系統(tǒng)中,，能充分地體現(xiàn)其自動性和柔性，實現(xiàn)高效,、經(jīng)濟,、靈活的無人化生產(chǎn)。廣泛應(yīng)用于汽車制造,、機械,、電子、鋼鐵,、化工,、醫(yī)藥、印刷,、倉儲,、運輸業(yè)和商業(yè)上。
2.AGV中央調(diào)度系統(tǒng),，AGV控制系統(tǒng)包括車上控制器和中央調(diào)度控制系統(tǒng),，均采用智能數(shù)字控制器，通過無線通信進行聯(lián)系,。AGV的控制指令由中央調(diào)度系統(tǒng)發(fā)出（PLC）,，存入車載控制器(單片機)；AGV運行時,，車上控制器通過通信系統(tǒng)從地面站接受指令并報告自己的狀態(tài),。車上控制器可完成以下監(jiān)控：手動控制、安全裝置啟動,、蓄電池狀態(tài),、轉(zhuǎn)向極限、制動器解脫,、行走燈光,、驅(qū)動和轉(zhuǎn)向電機控制與充電接觸器的監(jiān)控等。中央調(diào)度系統(tǒng)與AGV間可采用定點光導(dǎo)通訊和無線局域網(wǎng)通訊兩種通訊方式,。采用無線通訊方式時,，控制臺和AGV構(gòu)成無線局域通訊網(wǎng)，控制臺和AGV在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持下交換信息,。無線通訊要完成AGV的調(diào)度和交通管理,。
3.為了實現(xiàn)AGV中央調(diào)度的目的，項目組采用今年6月在中華工控網(wǎng)體驗項目中申請的“S7-200SMART智能邏輯控制器”開展了該項目的研究開發(fā)工作,。由于西門子S7-200SMART輯控制器的較強通信能力,，該控制系統(tǒng)經(jīng)過2個月的開發(fā)，改進,，已經(jīng)實現(xiàn)了通過串口自由通信,，以及MODBUS,，無線局域網(wǎng)通信等手段控制多臺AGV的調(diào)度控制，實現(xiàn)AGV啟動,，停止,，路徑計算規(guī)劃，站點?？?，物料對接，多任務(wù)下發(fā),，遠(yuǎn)程控制等功能,。西門子S7-200SMART的強大通信功能，以及方便的順序控制功能,，有利AGV系統(tǒng)功能的擴展很更改,，獲得了研發(fā)人員，以及用戶的*好評,。
4.天津申能科技有限公司,，是一家高科技企業(yè),，是天津市單片機學(xué)會理事單位,。公司以推廣*工業(yè)信息化、自動化技術(shù)為使命,，以專業(yè)打造智能化,、無人化工廠為目標(biāo)，公司致力于AGV及現(xiàn)代物流和工業(yè)機器人的開發(fā)與應(yīng)用,、非標(biāo)自動系列設(shè)備設(shè)計,，規(guī)劃，安裝,，調(diào)試,、并從遠(yuǎn)程工業(yè)控制技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，真正幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化工廠,。
二,、工藝原理
1. 應(yīng)用功能描述：
AGV是無人搬運車（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫，AGV小車系統(tǒng)涉及機械,、電子,、光學(xué)、計算機等多個領(lǐng)域,。AGV大的特點是無人引導(dǎo)運輸,，就是自動在工廠中行走，多臺AGV在一起運行時,，為了避免發(fā)生路線沖突,，發(fā)生碰撞等事故,，就需要一臺管控系統(tǒng)，我們稱之其為中央調(diào)度系統(tǒng),。中央調(diào)度系統(tǒng)的核心就是中央控制器,，負(fù)責(zé)AGV路線規(guī)劃，任務(wù)下發(fā),，報警處理,，無限呼叫，以及配套伺服電機,，氣缸等控制,。在中小型的AGV控制系統(tǒng)中一般采用PLC作為主機。在本次項目中我們采用了西門子S7-200SMART作為中央控制器,，利用其自由通信,。MODBUS通信兩種通信方式，將控制命令通過無線局域網(wǎng)及WiFi發(fā)送給AGV,，實現(xiàn)了中央調(diào)度系統(tǒng)的功能,。
2. 系統(tǒng)組成及工作流程：
AGV中央調(diào)度系統(tǒng)主要由中央控制系統(tǒng)，AGV,，人際交互系統(tǒng)三大部分組成,，其中中央控制系統(tǒng)包括PLC,電源模塊，保險裝置,，無限網(wǎng)絡(luò)模塊,，繼電器，等電器件,。AGV包括,，臺車(帶自動升降銷), AGV控制單元、蓄電池,、電池推車及電池托架等組成,，人機交互系統(tǒng)包括，顯示器,，工控機,，鍵鼠，交換機等,。
西門子CPU標(biāo)準(zhǔn)型6ES7315-2AH14-0AB0
工作流程是：以上路程圖就是系統(tǒng)的工作流程,。
3.系統(tǒng)需要分析：
該系統(tǒng)通過框架圖可以看出，由于整個控制過程主要是通信控制,，所以PLC的通信能力需要很強,。西門子S7-200SMART具有兩個通信口，還可以擴展一個RS232或者RS485接口,，利用其較強的通信能力,，和順序控制能力,，展開了項目設(shè)計，實施,，以及調(diào)試工作,。
三、方案選型
本系統(tǒng)使用西門子S7-200SMART作為數(shù)據(jù)交換,，控制的核心,，通過WiFi和AGV車通信連接，AGV車將當(dāng)前的狀態(tài),，比如位置,，速度，目標(biāo)地址,，電量多少等數(shù)據(jù)通過自由通信的方式回傳給PLC,，PLC根據(jù)回傳的數(shù)據(jù)加以判讀，然后管控AGV的路線,，速度,，啟停，以及行進目標(biāo)等,。通過已經(jīng)建立好的無限局域網(wǎng),，以自由通信的方式下發(fā)給相應(yīng)的AGV,AGV接收到這些指令之后開始執(zhí)行。調(diào)度系統(tǒng)有時間會接受呼叫系統(tǒng)的命令,，呼叫系統(tǒng)會傳送命令給調(diào)度系統(tǒng),，調(diào)度系統(tǒng)會指派相應(yīng)的AGV去相應(yīng)的位置,，完成相應(yīng)的動作及任務(wù),。這樣調(diào)度系統(tǒng)就完成了AGV基本的調(diào)度。
功能圖如下：
四,，編程與調(diào)試
1. I/O分配表
2.西門子S7-200SMART控制程序說明
本項目針對的AGV調(diào)度控制,，主要是MOUBUS通信，以及自由口通信,。這些通信是連接AGV以及無線呼叫器的樞紐,，沒有他們AGV將失控，無線呼叫器也無發(fā)送信號,。在本項目組中,，連接通信口的都是通過無限局域網(wǎng)和下位機連接的。
3 應(yīng)用設(shè)備圖片展示
調(diào)度控制柜現(xiàn)場照片
調(diào)度系統(tǒng),，皮帶線,，以及AGV路線圖展示
AGV靜態(tài)展示
調(diào)度人機界面展示
五、應(yīng)用體會
在本項目研究中,，西門子S7-200SMART作為AGV調(diào)度系統(tǒng)核心硬件之一,，發(fā)揮出了它的極大優(yōu)勢,，在在中小型調(diào)度系統(tǒng)中其表現(xiàn)出了很多優(yōu)勢，比如編程界面簡潔有條理,，結(jié)構(gòu)化編程,，程序員很容易上手，豐富的應(yīng)用指令,，浮點數(shù)PID,，CPU集成2個通信口，擴展一個通信口,，以及緊湊的結(jié)構(gòu)都是令人喜愛的原因,。
1.西門子S7-200SMART實際工控應(yīng)用中，與以往我們用的西門子S7200PLC相比,，節(jié)省了一個通信擴展模塊,，節(jié)省了空間和費用，同時增加以太網(wǎng)接口,，也增加調(diào)度AGV小車的數(shù)量,。西門子S7-200SMART還具有非常好的可擴展性，需要增添,、修改功能時,，能夠非常靈活地進行操作而幾乎不影響現(xiàn)有的控制方案，在中小規(guī)模的控制系統(tǒng)中表現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢,。
2.這次研制中也發(fā)現(xiàn)了一些不足,，硬件方面比如去掉了S7-200以往的狀態(tài)開關(guān)，在實際調(diào)試的過程中帶來了不方便,，同時外形體積什么較以往加寬等,。
3.軟件編程方面也有一些不足，比如I/O符號表必須要提前設(shè)定,，不能在編輯時候在編輯處修改,，軟件在實際使用的時候發(fā)現(xiàn)不夠穩(wěn)定，希望能夠發(fā)布新版本,。
4.對于一些位置控制較多,，以及通信需求較多的應(yīng)用場合，西門子S7-200SMART有極大的優(yōu)勢,。
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