英威騰IVC2H在AGV遠(yuǎn)程調(diào)度維護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用
一、應(yīng)用簡介
1.應(yīng)用簡述:AGV是無人搬運(yùn)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(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車,AGV屬于輪式移動機(jī)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(jī)器人具有行動快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可控性強(qiáng)、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,最能充分地體現(xiàn)其自動性和柔性,實現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、靈活的無人化生產(chǎn)。廣泛應(yīng)用于汽車制造、機(jī)械、電子、鋼鐵、化工、醫(yī)藥、印刷、倉儲、運(yùn)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(jìn)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(jī));AGV運(yùn)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(jī)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.AGV遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)系統(tǒng),由于我司的AGV系統(tǒng)遠(yuǎn)銷國內(nèi)外,售后壓力是很大的。傳統(tǒng)的售后維護(hù)需要工程師到現(xiàn)場進(jìn)行維護(hù),所以消耗大量的時間和人力成本。本次建設(shè)的遠(yuǎn)程AGV監(jiān)控維護(hù)系統(tǒng)就是通過英威騰GPRS模塊,將AGV調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸給公司總部的售后維護(hù)中心,然后工程師再通過數(shù)據(jù)分析故障的原因和指導(dǎo)現(xiàn)場維護(hù)設(shè)備,從而節(jié)省了大量的時間以及人力成本費(fèi)用。該遠(yuǎn)程維護(hù)模式是設(shè)備制造商將來才用的一個雛形和趨勢。
4.為了實現(xiàn)AGV遠(yuǎn)程調(diào)度維護(hù)系統(tǒng)的目的,項目組采用今年11月在中華工控網(wǎng)體驗項目中申請的“英威騰IVC2H智能邏輯控制器”開展了該項目的研究開發(fā)工作。由于英威騰智能邏輯控制器的較強(qiáng)通信能力,以及GPRS遠(yuǎn)程通信能力,AGV遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)經(jīng)過1個月的開發(fā),改進(jìn),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,站點停靠,物料對接,多任務(wù)下發(fā),遠(yuǎn)程RPRS數(shù)據(jù)傳輸,遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。英威騰PLC的強(qiáng)大的遠(yuǎn)程RPRS數(shù)據(jù)傳輸能力,以及方便的順序控制功能,有利AGV系統(tǒng)功能的擴(kuò)展很更改,獲得了研發(fā)人員,以及用戶的一致好評。
5.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(jī)學(xué)會理事單位。公司以推廣先進(jìn)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(jī)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、應(yīng)用說明
AGV是無人搬運(yùn)車(Automated Guided Vehicle)的英文縮寫,AGV小車系統(tǒng)涉及機(jī)械、電子、光學(xué)、計算機(jī)等多個領(lǐng)域。AGV最大的特點是無人引導(dǎo)運(yùn)輸,就是自動在工廠中行走,多臺AGV在一起運(yùn)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,無線呼叫,以及配套伺服電機(jī),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(jī)。在本次項目中我們采用了英威騰PLC作為中央控制器,利用其自由通信。MODBUS通信,以及GPRS遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)仁侄危瑢⒖刂泼钔ㄟ^無線局域網(wǎng)及WiFi發(fā)送給AGV,實現(xiàn)現(xiàn)場AGV調(diào)度。然后將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通過GPRS傳輸?shù)轿宜镜倪h(yuǎn)程維護(hù)中心,工程師在維護(hù)中心就可以方便的進(jìn)行AGV的管理和維護(hù)。
1. AGV遠(yuǎn)程維維護(hù)系統(tǒng)
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(jī)交互系統(tǒng)包括,顯示器,工控機(jī),鍵鼠,交換機(jī)等。
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(qiáng)。英威騰IVC2H具有三個通信口,利用其較強(qiáng)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、應(yīng)用的設(shè)計與實現(xiàn)
1. 系統(tǒng)接線圖
本系統(tǒng)使用英威騰PLC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(jìn)目標(biāo)等。通過已經(jīng)建立好的無線局域網(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,然后通過通英威騰IVC2L-GPRS將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿宜镜男⌒虯GV監(jiān)控中心,然后時間遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)。
功能圖如下:
2. I/O分配表
3.英威騰IVC2H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(jī)連接的。IVC2L-GPRS和遠(yuǎn)程的工控機(jī)連接,將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程維護(hù)中心,同時將控制中心的指令傳輸至AGV中。
4 應(yīng)用設(shè)備圖片展示
現(xiàn)場機(jī)柜照片
AGV調(diào)度系統(tǒng)調(diào)試中。
系統(tǒng)靜態(tài)展示
遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)中心AGV地圖
四、總結(jié)
在本項目研究中,英威騰IVC2H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,程序員很容易上手,豐富的應(yīng)用指令,CPU集成3個通信口,以及緊湊的結(jié)構(gòu)都是令人喜愛的原因。
1.英威騰IVC2H在實際工控應(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(kuò)展模塊,節(jié)省了空間和費(fèi)用,同時由于其通信的擴(kuò)展能力較強(qiáng),也增加調(diào)度AGV小車的數(shù)量。英威騰IVC2H還具有非常好的可擴(kuò)展性,需要增添、修改功能時,能夠非常靈活地進(jìn)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.英威騰IVC2H PLC可以擴(kuò)展GPRS模塊,可以通過GPRS網(wǎng)絡(luò)回傳數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程的計算機(jī)上,這樣可以輕松實現(xiàn)本地和遠(yuǎn)地的網(wǎng)絡(luò)連接,為遠(yuǎn)程維護(hù)打下了堅實的硬件基礎(chǔ)。
3.這次研制中也發(fā)現(xiàn)了一些不足,PLC的高度很寬度都比較大,希望能小型化,PLC的端子COM端位置設(shè)計的不夠合理,以及斷電保持的鋰電池固定不夠緊,有可能在震動的過程中松脫等。
3.軟件編程方面也有一些不足,比如MODBUS通信完成標(biāo)志位只有一個,沒辦法直接反應(yīng)每一條MODBUS指令執(zhí)行情況,對于使用歐系PLC的編程者來說或許會增加編程難度,如果能吸取歐系PLC的一些指令塊和界面元素就更加完美了。
4.注釋不夠詳細(xì),界面不夠友好,希望以后能做到將光標(biāo)落到指令上,就自動彈出指令的說明,這樣更容上手,更快捷。
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