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如何用西門子PLC搭建一個完整AGV控制系統(tǒng)?

來源:上海龍錫機(jī)電設(shè)備中心   2024年07月31日 16:43  

1. 車載控制器

1.1 車載控制器的類型

??車載控制器是控制系統(tǒng)乃至整個 AGV 的核心,那么應(yīng)該選擇哪種控制器呢?根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn),從硬件角度看,AGV采用的車載控制器基本分為以下三種:

1. PLC:代表產(chǎn)品例如西門子公司的 S7-1200和1500系列,使用 AGV 廠家有佳順、嘉騰。PLC 以穩(wěn)定性好、可靠性高著稱,但是它的長項(xiàng)是邏輯控制,一般只能做簡單的運(yùn)動控制。西門子 PLC 的價格大概在2000元~12000元左右。

2. 工控機(jī):代表產(chǎn)品例如倍福公司的 CX5130,使用廠家有昆船、羅伯特木牛流馬。工控機(jī)其實(shí)就是一臺電腦,只不過經(jīng)過精心的設(shè)計使其具有很強(qiáng)的抗干擾能力,可以用于振動、電磁輻射等惡劣的工業(yè)環(huán)境。工控機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧,其可以運(yùn)行通用的操作系統(tǒng),比如 Windows、Linux。以倍福為例,安裝它的 TwinCAT 控制軟件后,會在 Windows 操作系統(tǒng)中插入實(shí)時內(nèi)核,將電腦變成適合工業(yè)場合的實(shí)時控制系統(tǒng)。倍福工控機(jī)的售價大概在5000到30000元左右。

3. 單片機(jī):代表產(chǎn)品例如 STM32,使用廠家有海通、機(jī)科。相比前兩者,單片機(jī)的價格低廉,加上外圍器件成本最多也不過千元左右。使用單片機(jī)的一個缺點(diǎn)是,如果要做成成熟的產(chǎn)品,你需要花費(fèi)很多精力設(shè)計外部電路以及各種底層算法。軟件開發(fā)環(huán)境可能會差一些。

上面的分類并不意味著三者是涇渭分明的,例如 PLC 的核心芯片可能就是一個單片機(jī);而工控機(jī)的編程語言很可能就采用了 PLC 領(lǐng)域使用的梯形圖、ST等語言;單片機(jī)上面也可以裝載操作系統(tǒng),從而形成一個完整的控制器。所以,雖然它們各有自己適用的領(lǐng)域,但是相互之間也會取長補(bǔ)短,演變成你中有我我中有你的局面。

??當(dāng)然,現(xiàn)在市場上有專門的AGV控制器,例如美國NDC的CVC600,瑞士BlueBotics的ANT、浙江科聰智能的 MRC5000,上海仙知機(jī)器人的SRC。與通用的工業(yè)運(yùn)動控制器或PLC相比,這類控制器集成了成熟的導(dǎo)航和運(yùn)動控制算法,為用戶省去很多工作,而且其穩(wěn)定性和防護(hù)等級更高,但其價格也較高(2萬~6萬元)。

1.2 西門子 S7-1200 PLC

我選擇西門子的 S7-1215C 型 PLC 作為 AGV 的車載控制器(以后簡稱為S1200),如下圖所示。由于西門子的產(chǎn)品型號非常豐富,各個型號在接口種類、性能等方面有細(xì)微的差別,在購買時為了準(zhǔn)確描述具體是哪個型號,最好使用訂貨號。西門子每種產(chǎn)品都有一個的訂貨號,在采購時只需要提供這個編號即可。在西門子的編程軟件中也可根據(jù)訂貨號查找對應(yīng)的型號。當(dāng)然,使用西門子的產(chǎn)品也有一些缺點(diǎn),比如它的PLC是通用產(chǎn)品,并不是針對車輛控制而專門設(shè)計的。淘寶上一個100元的ARM開發(fā)板都具有RS485、CAN、以太網(wǎng)接口,而西門子卻要為此付出昂貴的代價,西門子的產(chǎn)品開放性非常差。所以,以后的AGV會逐步淘汰西門子的產(chǎn)品。


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