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如何用西門子PLC搭建一個(gè)完整AGV控制系統(tǒng)?

更新時(shí)間:2024-07-31      瀏覽次數(shù):73

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(gè) 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(zhǎng)項(xiàng)是邏輯控制,一般只能做簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)控制。西門子 PLC 的價(jià)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(tái)電腦,只不過(guò)經(jīng)過(guò)精心的設(shè)計(jì)使其具有很強(qiáng)的抗干擾能力,可以用于振動(dòng)、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(huì)在 Windows 操作系統(tǒng)中插入實(shí)時(shí)內(nèi)核,將電腦變成適合工業(yè)場(chǎng)合的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。倍福工控機(jī)的售價(jià)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(jià)格低廉,加上外圍器件成本最多也不過(guò)千元左右。使用單片機(jī)的一個(gè)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(jì)外部電路以及各種底層算法。軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境可能會(huì)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(gè)單片機(jī);而工控機(jī)的編程語(yǔ)言很可能就采用了 PLC 領(lǐng)域使用的梯形圖、ST等語(yǔ)言;單片機(jī)上面也可以裝載操作系統(tǒng),從而形成一個(gè)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(huì)取長(zhǎng)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(chǎng)上有專門的AGV控制器,例如美國(guó)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(dòng)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(dòng)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(jí)更高,但其價(jià)格也較高(2萬(wàn)~6萬(wàn)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(jiǎn)稱為S1200),如下圖所示。由于西門子的產(chǎn)品型號(hào)非常豐富,各個(gè)型號(hào)在接口種類、性能等方面有細(xì)微的差別,在購(gòu)買時(shí)為了準(zhǔn)確描述具體是哪個(gè)型號(hào),最好使用訂貨號(hào)。西門子每種產(chǎn)品都有一個(gè)的訂貨號(hào),在采購(gòu)時(shí)只需要提供這個(gè)編號(hào)即可。在西門子的編程軟件中也可根據(jù)訂貨號(hào)查找對(duì)應(yīng)的型號(hào)。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(duì)車輛控制而專門設(shè)計(jì)的。淘寶上一個(gè)100元的ARM開(kāi)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(jià),西門子的產(chǎn)品開(kāi)放性非常差。所以,以后的AGV會(huì)逐步淘汰西門子的產(chǎn)品。


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