雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)設(shè)計

吳艷爭

（杭州友佳精密機械有限公司，浙江 杭州 310000）

雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)設(shè)計

吳艷爭

（杭州友佳精密機械有限公司，浙江 杭州 310000）

提出了一種可編程多軸控制器（PMAC）硬件設(shè)計與面向?qū)ο蟮腃++程序語言軟件設(shè)計方式，并在結(jié)合其系統(tǒng)功能進行模塊結(jié)構(gòu)劃分設(shè)計的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)雙驅(qū)雙向的AGV控制系統(tǒng)設(shè)計，并對該系統(tǒng)在實際控制中的應(yīng)用作用效果進行驗證分析，以期為雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用提供相應(yīng)的依據(jù)支持。

雙驅(qū)雙向；AGV控制系統(tǒng)；硬件設(shè)計；軟件設(shè)計

雙驅(qū)雙向的AGV控制，目前在我國基于單片機的控制系統(tǒng)及其外圍擴展電路控制中，以及基于PLC、基于工業(yè)平板電腦的控制系統(tǒng)和有關(guān)外圍控制結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較為廣泛，它在實際控制應(yīng)用中，與一般的控制系統(tǒng)相比，具有更高的實時性及功能要求復(fù)雜性、控制高效性等特征要求[1]。

1 雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

根據(jù)雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)在實際控制應(yīng)用中對實時性及結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜性、控制高效性等要求，本文采用PMAC控制結(jié)構(gòu)作為模型，進行雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計，圖1所示為該系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖1 雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)原理示意圖

根據(jù)圖1可以看出，該系統(tǒng)硬件設(shè)計中主要以PMAC多軸運動控制器及工業(yè)平板電腦為結(jié)構(gòu)的核心部分，通過開放式運動控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)劃分，通過網(wǎng)口通訊形式進行連接控制。其中，在系統(tǒng)控制運行中，由PMAC多軸運動控制器進行外圍傳感信號搜集，并借助網(wǎng)口通訊傳遞到工業(yè)平板電腦，也就是PC端口，然后由控制系統(tǒng)的軟件部分完成數(shù)據(jù)處理，并將處理數(shù)據(jù)由PMAC進行系統(tǒng)電機驅(qū)動器及揚聲器、指示燈等外圍設(shè)備的工作運行控制，與此同時，由系統(tǒng)的PC端采用異步IO方式進行串口狀態(tài)實時監(jiān)測[2]，將監(jiān)測獲取的數(shù)據(jù)信息傳遞到軟件系統(tǒng)中，由軟件系統(tǒng)再次進行數(shù)據(jù)處理與傳輸發(fā)布。需要注意的是，在上述硬件結(jié)構(gòu)中，由于PMAC本身是一種較為靈活的控制器，能夠與工控機通過多種方式連接實現(xiàn)，并且在實時、多任務(wù)方向控制處理中效果相對突出，具有較為突出的硬件擴展性能，因此，本文將雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)硬件設(shè)計作為結(jié)構(gòu)模型。

2 雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

在進行雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)軟件設(shè)計中，考慮到軟件系統(tǒng)對整個控制系統(tǒng)控制功能實現(xiàn)的可行性影響，再加上雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)中導(dǎo)航算法對數(shù)據(jù)控制處理的實時性與穩(wěn)定性特征需求，將兼容性、安全性以及多任務(wù)控制中穩(wěn)定性效果均比較突出的XP系統(tǒng)作為本文設(shè)計系統(tǒng)的軟件操作系統(tǒng)，同時采用面向?qū)ο蟮腃++6.0程序設(shè)計語言進行該控制系統(tǒng)軟件設(shè)計應(yīng)用，以確保滿足其控制應(yīng)用的安全性與系統(tǒng)功能性等需求。

2.1 雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)的軟件功能

結(jié)合雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計需求，將整個軟件系統(tǒng)劃分為硬件操作、功能控制和人機交互3個結(jié)構(gòu)層面。其中，硬件操作層主要結(jié)合整個系統(tǒng)軟件中上層操作與底層硬件的關(guān)系情況，通過設(shè)置劃分相應(yīng)的單元層結(jié)構(gòu)，與地層硬件完成交互聯(lián)系，以實現(xiàn)軟件系統(tǒng)中上層操作與底層硬件的分離，它也是整個軟件的基礎(chǔ)庫部分，其中包含與運動有關(guān)的所有底層函數(shù)庫。結(jié)構(gòu)控制層是建立在雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)軟件功能需求及軟件系統(tǒng)中硬件操作層有關(guān)功能要求的基礎(chǔ)上，并通過人機交互界面的操作設(shè)置，實現(xiàn)雙驅(qū)雙向AGV運動控制。值得注意的是，在整個軟件系統(tǒng)中，功能控制層結(jié)構(gòu)單元的開放設(shè)計具有二次開發(fā)作用效果，在實現(xiàn)系統(tǒng)功能更新設(shè)計方面，具有較為突出的作用優(yōu)勢。

2.2 AGV控制系統(tǒng)軟件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)軟件設(shè)計，采用模塊化設(shè)計方式，在對整個軟件系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)進行劃分研究的基礎(chǔ)上，完成其軟件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)運行中，軟件系統(tǒng)主要負責(zé)完成系統(tǒng)的初始化及導(dǎo)航信號監(jiān)測、異常診斷、報警、信號傳輸、路徑存儲、速度設(shè)置等各項運動任務(wù)。在整個軟件系統(tǒng)中，主進程控制部分在軟件運行過程中，通過對控制按鈕的信號及磁導(dǎo)航信號進行實時監(jiān)測，在停電狀態(tài)下結(jié)合各控制信號的優(yōu)先設(shè)置，進行任務(wù)響應(yīng)并完成任務(wù)。

2.3 AGV控制系統(tǒng)的軟件導(dǎo)航控制設(shè)計

雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)控制運行中，對于AGV運行方向與路徑跟蹤控制，主要采用導(dǎo)航算法實現(xiàn)，因此，導(dǎo)航控制是整個系統(tǒng)軟件設(shè)計中的重要部分。本文在雙驅(qū)雙向AGV軟件導(dǎo)航控制設(shè)計中，主要采用磁帶導(dǎo)航控制技術(shù)，它是一種與電磁導(dǎo)航技術(shù)相接近的技術(shù)方式，通過在AGV運動路面設(shè)置磁條，并對磁條相對磁導(dǎo)航傳感器的相對位置變化實時監(jiān)測，實現(xiàn)對AGV運動變化形態(tài)的調(diào)整控制，在運行控制操作的便利性及資金成本方面作用優(yōu)勢相對突出。

3 雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)可行性驗證

為確保上述設(shè)計思路下雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)在實際應(yīng)用中的可行性，通過建立仿真實驗，形成封閉軌道，并通過上述方式設(shè)計相應(yīng)的監(jiān)測控制系統(tǒng)，在設(shè)置超出AGV測量精度的條件下，對其控制運行的誤差進行實驗分析。結(jié)果顯示，能夠滿足AGV運動控制的有關(guān)精度要求，該控制系統(tǒng)在實際控制設(shè)計與應(yīng)用中具有較為突出的可行性。

4 結(jié)束語

總之，進行雙驅(qū)雙向AGV控制系統(tǒng)設(shè)計分析，有利于促進其在實際生產(chǎn)應(yīng)用中的設(shè)計實現(xiàn)，對于推進工業(yè)生產(chǎn)的自動化與智能化發(fā)展，促進工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和進步等，都有著積極作用和價值意義。

［1］袁召云，方泳，崔維.AGV系統(tǒng)調(diào)度策略在AutoMod仿真模型中的實現(xiàn)［J］.物流技術(shù)與應(yīng)用，2010，15（08）：98-101.

［2］白帥福，唐敦兵，顧文斌，等.基于混合區(qū)域控制模型的多AGV系統(tǒng)調(diào)度研究與實現(xiàn)［J］.機械與電子，2012（03）：8-12.

〔編輯：劉曉芳〕

TP23

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.23.111

2095－6835（2017）23－0111－02