摘要：本報告詳細介紹了AGV，以及AGV中央調度系統，西門子S7-200SMART在AGV以及AGV中央調度系統上的成功實際應用案例。在該報告中包含了系統現場的應用場景照片，控制柜實體照片，控制電路原理圖，上位機界面，和控制原理流程圖等，以全面客觀的角度解析該PLC在21世紀新興物流系統，AGV無人搬運系統中發揮重要的控制作用，成為高效物流調度系統不可缺少的一部分。

關鍵詞： 西門子S7-200SMART，AGV，AGV中央調度系統，無人搬運車，無線局域網，遠程控制系統，伺服控制技術，WIFI，磁導航。

一、項目介紹

1.應用簡述：AGV是無人搬運車（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫。是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，AGV屬于輪式移動機器人（WMR――Wheeled Mobile Robot）的范疇。AGV以輪式移動為特征，較之步行、爬行或其它非輪式的移動機器人具有行動快捷、工作效率高、結構簡單、可控性強、安全性好等優勢。與物料輸送中常用的其他設備相比，AGV的活動區域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制。因此，在自動化物流系統中，最能充分地體現其自動性和柔性，實現高效、經濟、靈活的無人化生產。廣泛應用于汽車制造、機械、電子、鋼鐵、化工、醫藥、印刷、倉儲、運輸業和商業上。

2.AGV中央調度系統，AGV控制系統包括車上控制器和中央調度控制系統，均采用智能數字控制器，通過無線通信進行聯系。AGV的控制指令由中央調度系統發出（PLC），存入車載控制器(單片機)；AGV運行時，車上控制器通過通信系統從地面站接受指令并報告自己的狀態。車上控制器可完成以下監控：手動控制、安全裝置啟動、蓄電池狀態、轉向極限、制動器解脫、行走燈光、驅動和轉向電機控制與充電接觸器的監控等。中央調度系統與AGV間可采用定點光導通訊和無線局域網通訊兩種通訊方式。采用無線通訊方式時，控制臺和AGV構成無線局域通訊網，控制臺和AGV在網絡協議支持下交換信息。無線通訊要完成AGV的調度和交通管理。

3.為了實現AGV中央調度的目的，項目組采用今年6月在中華工控網體驗項目中申請的“S7-200SMART智能邏輯控制器”開展了該項目的研究開發工作。由于西門子S7-200SMART輯控制器的較強通信能力，該控制系統經過2個月的開發，改進，已經實現了通過串口自由通信，以及MODBUS，無線局域網通信等手段控制多臺AGV的調度控制，實現AGV啟動，停止，路徑計算規劃，站點停靠，物料對接，多任務下發，遠程控制等功能。西門子S7-200SMART的強大通信功能，以及方便的順序控制功能，有利AGV系統功能的擴展很更改，獲得了研發人員，以及用戶的一致好評。

4.天津申能科技有限公司，是一家高科技企業，是天津市單片機學會理事單位。公司以推廣先進工業信息化、自動化技術為使命，以專業打造智能化、無人化工廠為目標，公司致力于AGV及現代物流和工業機器人的開發與應用、非標自動系列設備設計，規劃，安裝，調試、并從遠程工業控制技術的開發和應用，真正幫助企業實現數字化工廠。

二、工藝原理

1. 應用功能描述,

AGV是無人搬運車（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫，AGV小車系統涉及機械、電子、光學、計算機等多個領域。AGV最大的特點是無人引導運輸，就是自動在工廠中行走，多臺AGV在一起運行時，為了避免發生路線沖突，發生碰撞等事故，就需要一臺管控系統，我們稱之其為中央調度系統。中央調度系統的核心就是中央控制器，負責AGV路線規劃，任務下發，報警處理，無限呼叫，以及配套伺服電機，氣缸等控制。在中小型的AGV控制系統中一般采用PLC作為主機。在本次項目中我們采用了西門子S7-200SMART作為中央控制器，利用其自由通信。MODBUS通信兩種通信方式，將控制命令通過無線局域網及WiFi發送給AGV，實現了中央調度系統的功能。

2. 系統組成及工作流程：

AGV中央調度系統主要由中央控制系統，AGV，人際交互系統三大部分組成，其中中央控制系統包括PLC,電源模塊，保險裝置，無限網絡模塊，繼電器，等電器件。AGV包括，臺車(帶自動升降銷), AGV控制單元、蓄電池、電池推車及電池托架等組成，人機交互系統包括，顯示器，工控機，鍵鼠，交換機等。

工作流程是：以上路程圖就是系統的工作流程。

3.系統需要分析：該系統通過框架圖可以看出，由于整個控制過程主要是通信控制，所以PLC的通信能力需要很強。西門子S7-200SMART具有兩個通信口，還可以擴展一個RS232或者RS485接口，利用其較強的通信能力，和順序控制能力，展開了項目設計，實施，以及調試工作。

三、方案選型

1.本系統使用西門子S7-200SMART作為數據交換，控制的核心，通過WiFi和AGV車通信連接，AGV車將當前的狀態，比如位置，速度，目標地址，電量多少等數據通過自由通信的方式回傳給PLC，PLC根據回傳的數據加以判讀，然后管控AGV的路線，速度，啟停，以及行進目標等。通過已經建立好的無限局域網，以自由通信的方式下發給相應的AGV,AGV接收到這些指令之后開始執行。調度系統有時間會接受呼叫系統的命令，呼叫系統會傳送命令給調度系統，調度系統會指派相應的AGV去相應的位置，完成相應的動作及任務。這樣調度系統就完成了AGV基本的調度。

功能圖如下：

四，編程與調試

1. I/O分配表

2.西門子S7-200SMART控制程序說明

本項目針對的AGV調度控制，主要是MOUBUS通信，以及自由口通信。這些通信是連接AGV以及無線呼叫器的樞紐，沒有他們AGV將失控，無線呼叫器也無發送信號。在本項目組中，連接通信口的都是通過無限局域網和下位機連接的。

3 應用設備圖片展示

調度控制柜現場照片

調度系統，皮帶線，以及AGV路線圖展示

AGV靜態展示

調度人機界面展示

五、應用體會

在本項目研究中，西門子S7-200SMART作為AGV調度系統核心硬件之一，發揮出了它的極大優勢，在在中小型調度系統中其表現出了很多優勢，比如編程界面簡潔有條理，結構化編程，程序員很容易上手，豐富的應用指令，浮點數PID，CPU集成2個通信口，擴展一個通信口，以及緊湊的結構都是令人喜愛的原因。

1.西門子S7-200SMART實際工控應用中，與以往我們用的西門子S7200PLC相比，節省了一個通信擴展模塊，節省了空間和費用，同時增加以太網接口，也增加調度AGV小車的數量。西門子S7-200SMART還具有非常好的可擴展性，需要增添、修改功能時，能夠非常靈活地進行操作而幾乎不影響現有的控制方案，在中小規模的控制系統中表現出了極大的優勢。

2.這次研制中也發現了一些不足，硬件方面比如去掉了S7-200以往的狀態開關，在實際調試的過程中帶來了不方便，同時外形體積什么較以往加寬等。

3.軟件編程方面也有一些不足，比如I/O符號表必須要提前設定，不能在編輯時候在編輯處修改，軟件在實際使用的時候發現不夠穩定，希望能夠發布新版本。

4.對于一些位置控制較多，以及通信需求較多的應用場合，西門子S7-200SMART有極大的優勢。

5.本項目是試驗性項目，已經完成各項參數的測試，圓滿完成測試任務