如何用西門(mén)子PLC搭建一個(gè)完整AGV控制系統(tǒng)？

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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)子 S7-1200 PLC

我選擇西門(mén)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(mén)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(mǎi)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)子卻要為此付出昂貴的代價(jià)，西門(mén)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(mén)子的產(chǎn)品。