(一)车载控制器
1.1 车载控制器的类型车载控制器是控制系统乃至整个 AGV的核心,那么应该选择哪种控制器呢?根据笔者的经验,从硬件角度看,AGV采用的车载控制器基本分为以下三种:
1. PLC:代表产品例如西门子公司的 S7-1200和1500系列,使用 AGV 厂家有佳顺、嘉腾。PLC以稳定性好、可靠性高著称,它的长项是逻辑控制,一般只能做简单的运动控制。西门子 PLC的价格大概在2000元~12000元左右。
2. 工控机:代表产品例如倍福公司的CX5130,使用厂家有昆船、罗伯特木牛流马。工控机其实就是一台电脑,只经过精心的设计使其具有很强的抗干扰能力,可以用于振动、电磁辐射等恶劣的工业环境。工控机结构紧凑、体积小巧,其可以运行通用的操作系统,比如Windows、Linux。以倍福为例,安装它的 TwinCAT 控制软件后,会在 Windows操作系统中插入实时内核,将电脑变成适合工业场合的实时控制系统。倍福工控机的售价大概在5000到30000元左右。
3. 单片机:代表产品例如STM32,使用厂家有海通、机科。相比前两者,单片机的价格低廉,加上外围器件成本Zui多也千元左右。使用单片机的一个缺点是,如果要做成成熟的产品,你需要花费很多精力设计外部电路以及各种底层算法。软件开发环境可能会差一些。
上面的分类并不意味着三者是泾渭分明的,例如 PLC 的核心芯片可能就是一个单片机;而工控机的编程语言很可能就采用了 PLC领域使用的梯形图、ST等语言;单片机上面也可以装载操作系统,从而形成一个完整的控制器。它们各有自己适用的领域,相互之间也会取长补短,演变成你中有我我中有你的局面。
当然,现在市场上有专门的AGV控制器,例如美国NDC的CVC600,瑞士BlueBotics的ANT、浙江科聪智能的MRC5000,上海仙知机器人的SRC。与通用的工业运动控制器或PLC相比,这类控制器集成了成熟的导航和运动控制算法,为用户省去很多工作,其稳定性和防护等级更高,但其价格也较高(2万~6万元)。
有些设备能够访问其它的设备,比如读取内存中的数据、向内存写数据,这样的设备具有较高的权限和地位,被称为上位机。有些设备只能被其它设备访问,而没有访问其它设备的权力,这样的设备就称为下位机。在本文中,PLC就是下位机,而编程计算机就是它的上位机。
想对PLC进行设置或编程,需要使用网线将 S1200 与上位机连接,只需要将上位机的 IP 地址设置为与 PLC同一网段即可。S1200 一般出厂默认的 IP 地址是 192.168.0.1,可以将你的电脑的 IP 设置为192.168.0.2。对于 AGV 这种移动设备,通常会采用无线通讯,例如接收调度系统的控制指令。无线通信方式有WIFI、ZigBee等等。由于 WIFI 在实际中使用较多,我介绍一下它的配置方法。使用 WIFI 连接西门子 PLC非常方便,只需要用网线将 PLC 的以太网口连接到无线路由器的 LAN 口,用笔记本搜索到对应的 WIFI 后连接即可访问PLC。所用的无线路由器可以是任意品牌,甚至家用路由器都可以。