双驱双向AGV控制系统设计

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所属分类:AGV设计资料
摘要

提出了一种可编程多轴控制器(PMAC)硬件设计与面向对象的C++程序语言软件设计方式,并在结合其系统功能进行模块结构划分设计的基础上,实现双驱双向的AGV控制系统设计,并对该系统在实际控制中的应用作用效果进行验证分析,以期为双驱双向AGV控制系统设计应用提供相应的依据支持。

双驱双向的 AGV 控制,目前在我国基于单片机的控制系统及其外围扩展电路控制中,以及基于 PLC、基于工业平板电脑的控制系统和有关外围控制结构中应用较为广泛,它在实际控制应用中,与一般的控制系统相比,具有更高的时性及功能要求复杂性、控制高效性等特征要求[1]。

1 双驱双向 AGV 控制系统硬件设计

根据双驱双向 AGV 控制系统在实际控制应用中对实时性及结构功能复杂性、控制高效性等要求,本文采用 PMAC控制结构作为模型,进行双驱双向 AGV 控制系统硬件结构设计,图 1 所示为该系统的硬件电路结构原理示意图。

双驱双向AGV控制系统设计

图 1 双驱双向 AGV 控制系统硬件电路结构原理示意图

根据图 1 可以看出,该系统硬件设计中主要以 PMAC多轴运动控制器及工业平板电脑为结构的核心部分,通过开放式运动控制系统硬件结构划分,通过网口通讯形式进行连接控制。其中,在系统控制运行中,由 PMAC 多轴运动控制器进行外围传感信号搜集,并借助网口通讯传递到工业平板电脑,也就是 PC 端口,然后由控制系统的软件部分完成数据处理,并将处理数据由 PMAC 进行系统电机驱动器及扬声器、指示灯等外围设备的工作运行控制,与此同时,由系统的 PC 端采用异步 IO 方式进行串口状态实时监测[2],将监测获取的数据信息传递到软件系统中,由软件系统再次进行数据处理与传输发布。需要注意的是,在上述硬件结构中,由于 PMAC 本身是一种较为灵活的控制器,能够与工控机通过多种方式连接实现,并且在实时、多任务方向控制处理中效果相对突出,具有较为突出的硬件扩展性能,因此,本文将双驱双向 AGV 控制系统硬件设计作为结构模型。

2 双驱双向 AGV 控制系统的软件设计

在进行双驱双向 AGV 控制系统软件设计中,考虑到软件系统对整个控制系统控制功能实现的可行性影响,再加上双驱双向 AGV 控制系统中导航算法对数据控制处理的实时性与稳定性特征需求,将兼容性、安全性以及多任务控制中稳定性效果均比较突出的 XP 系统作为本文设计系统的软件操作系统,同时采用面向对象的 C++6.0 程序设计语言进行该控制系统软件设计应用,以确保满足其控制应用的安全性与系统功能性等需求。

2.1 双驱双向 AGV 控制系统的软件功能

结合双驱双向 AGV 控制系统的软件设计需求,将整个软件系统划分为硬件操作、功能控制和人机交互 3 个结构层面。其中,硬件操作层主要结合整个系统软件中上层操作与底层硬件的关系情况,通过设置划分相应的单元层结构,与地层硬件完成交互联系,以实现软件系统中上层操作与底层硬件的分离,它也是整个软件的基础库部分,其中包含与运动有关的所有底层函数库。结构控制层是建立在双驱双向AGV 控制系统软件功能需求及软件系统中硬件操作层有关功能要求的基础上,并通过人机交互界面的操作设置,实现双驱双向 AGV 运动控制。值得注意的是,在整个软件系统中,功能控制层结构单元的开放设计具有二次开发作用效果,在实现系统能更新设计方面,具有较为突出的作用优势。

2.2 AGV 控制系统软件整体结构设计

对于双驱双向 AGV 控制系统软件设计,采用模块化设计方式,在对整个软件系统的功能结构进行划分研究的基础上,完成其软件系统整体结构的设计。双驱双向 AGV 控制系统运行中,软件系统主要负责完成系统的初始化及导航信号监测、异常诊断、报警、信号传输、路径存储、速度设置等各项运动任务。在整个软件系统中,主进程控制部分在软件运行过程中,通过对控制按钮的信号及磁导航信号进行实时监测,在停电状态下结合各控制信号的优先设置,进行任务响应并完成任务。

2.3 AGV 控制系统的软件导航控制设计

双驱双向 AGV 控制系统控制运行中,对于 AGV 运行方向与路径跟踪控制,主要采用导航算法实现,因此,导航控制是整个系统软件设计中的重要部分。本文在双驱双向AGV 软件导航控制设计中,主要采用磁带导航控制技术,它是一种与电磁导航技术相接近的技术方式,通过在 AGV运动路面设置磁条,并对磁条相对磁导航传感器的相对位置变化实时监测,实现对 AGV 运动变化形态的调整控制,在运行控制操作的便利性及资金成本方面作用优势相对突出。

3 双驱双向 AGV 控制系统可行性验证

为确保上述设计思路下双驱双向 AGV 控制系统在实际应用中的可行性,通过建立仿真实验,形成封闭轨道,并通过上述方式设计相应的监测控制系统,在设置超出 AGV 测量精度的条件下,对其控制运行的误差进行实验分析。结果显示,能够满足 AGV 运动控制的有关精度要求,该控制系统在实际控制设计与应用中具有较为突出的可行性。

4 结束语

总之,进行双驱双向 AGV 控制系统设计分析,有利于促进其在实际生产应用中的设计实现,对于推进工业生产的自动化与智能化发展,促进工业生产发展和进步等,都有着积极作用和价值意义。

参考文献:
[1]袁召云,方泳,崔维.AGV 系统调度策略在 AutoMod仿真模型中的实现[J].物流技术与应用,2010,15(08):98-101.
[2]白帅福,唐敦兵,顾文斌,等.基于混合区域控制模型的多 AGV 系统调度研究与实现[J].机械与电子,2012(03):8-12

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