一、應用簡介

1.應用簡述：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等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，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備相比，AGV的活動區(qū)域無需鋪設軌道、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、靈活的無人化生產(chǎn)。廣泛應用于汽車制造、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遠程監(jiān)控維護系統(tǒng)，由于我司的AGV系統(tǒng)遠銷國內(nèi)外，售后壓力是很大的。傳統(tǒng)的售后維護需要工程師到現(xiàn)場進行維護，所以消耗大量的時間和人力成本。本次建設的遠程AGV監(jiān)控維護系統(tǒng)就是通過英威騰GPRS模塊，將AGV調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)遠程傳輸給公司總部的售后維護中心，然后工程師再通過數(shù)據(jù)分析故障的原因和指導現(xiàn)場維護設備，從而節(jié)省了大量的時間以及人力成本費用。該遠程維護模式是設備制造商將來才用的一個雛形和趨勢。

4.為了實現(xiàn)AGV遠程調(diào)度維護系統(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通信能力，以及GPRS遠程通信能力，AGV遠程維護系統(tǒng)經(jīng)過1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，多任務下發(fā)，遠程RPRS數(shù)據(jù)傳輸，遠程維護等功能。英威騰PLC的強大的遠程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)，是天津市單片機學會理事單位。公司以推廣先進工業(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，公司致力于AGV及現(xiàn)代物流和工業(yè)機器人的開發(fā)與應用、非標自動系列設備設計，規(guī)劃，安裝，調(diào)試、并從遠程工業(yè)控制技術(shù)的開發(fā)和應用，真正幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化工廠。

二、應用說明

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、計算機等多個領(lǐng)域。AGV最大的特點是無人引導運輸，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，負責AGV路線規(guī)劃，任務下發(fā)，報警處理，無線呼叫，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遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)仁侄?，將控制命令通過無線局域網(wǎng)及WiFi發(fā)送給AGV，實現(xiàn)現(xiàn)場AGV調(diào)度。然后將遠程數(shù)據(jù)通過GPRS傳輸?shù)轿宜镜倪h程維護中心，工程師在維護中心就可以方便的進行AGV的管理和維護。

1. AGV遠程維維護系統(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。

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。英威騰IVC2H具有三個通信口，利用其較強的通信能力，和順序控制能力，展開了項目設計，實施，以及調(diào)試工作。

三、應用的設計與實現(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車將當前的狀態(tài)，比如位置，速度，目標地址，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)會指派相應的AGV去相應的位置，完成相應的動作及任務。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，然后時間遠程監(jiān)控維護。

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)和下位機連接的。IVC2L-GPRS和遠程的工控機連接，將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)上傳至遠程維護中心，同時將控制中心的指令傳輸至AGV中。

4 應用設備圖片展示

現(xiàn)場機柜照片

AGV調(diào)度系統(tǒng)調(diào)試中。

系統(tǒng)靜態(tài)展示

遠程監(jiān)控維護中心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，同時由于其通信的擴展能力較強，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.英威騰IVC2H PLC可以擴展GPRS模塊，可以通過GPRS網(wǎng)絡回傳數(shù)據(jù)到遠程的計算機上，這樣可以輕松實現(xiàn)本地和遠地的網(wǎng)絡連接，為遠程維護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通信完成標志位只有一個，沒辦法直接反應每一條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，界面不夠友好，希望以后能做到將光標落到指令上，就自動彈出指令的說明，這樣更容上手，更快捷。