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无人搬运车系统

项目简介

已问世数十年的无人搬运车(Automated Guided Vehicle,AGV)因为具有较佳的实时性与灵活性,目前不但被广泛运用在汽车、半导体、电子、钢铁、食品加工、医疗服务、物流仓储等产业,更是现代自动化工厂中必不可少的重要载具。随着电子组件、传感器、无线网络、自动控制等技术之进步与成熟,AGV系统的导引方式与外观尺寸也不断地推陈出新,譬如:精巧型无轨式AGV因为不用改变地面设施建置导引轨道,所以不会有轨道被压坏的问题,同时又能依据生产线的需要而弹性修改动作路径,还能以精简的车体穿梭于工厂各个角落,因而成为近来备受市场瞩目的新应用。

但AGV的优劣,除了取决于系统整合厂商本身的研发设计能力之外,其内部所采用的控制器、I/O模块、网络交换器等硬件,还有操作系统、驱动程序等软件都将影响系统的表现。可为AGV系统整合厂商提供完整解决方案的研华,不仅拥有多样化的产品可一次性的满足客户的各种硬件需求,在系统整合方面亦能以丰富的专业经验迅速搭配出客户所需的AGV控制平台,同时还有优秀的技术工程师能够提供客制化的软件设计服务,藉此 让AGV系统整合厂商不用花时间与心力自行组合相关产品就能以具成本效益的方案尽早完成项目开发。

专案导入

Product Description
APAX-5580 内建Intel® Core™i7/i3/Celeron处理器、可DIN导轨安装的PC-based控制平台
APAX-5040 24通道数字输入模块
APAX-5046 24通道数字输出模块
APAX-5490 4端口RS-232/422/485通讯模块
EKI-5525 5端口Fast Ethernet可视化非网管型交换机器
EKI-7710E 8FE+2G端口Gigabit网管型冗余交换机器
EKI-6331AN IEEE 802.11a/n Wi-Fi无线网络AP/CPE
IDS-3110 工业级10.4吋超薄触控屏幕

系统需求

美国一家专精于AGV开发的系统集成商正启动一项产品更新项目以便为汽车组装厂的物料搬运作业提供无磁条式激光导引AGV(Laser Guided Vehicle, 又可简称为LGV),由于该公司原有的旧型AGV是以PLC所组合而成的控制系统,价格昂贵、功能无法满足新的控制需求,致使集成商决定新的AGV要改用PC-based的PAC控制系统,一方面能以较少的硬件占用空间整并入精巧型的AGV车体内,另一方面因为只需一套软件(取代原本两套软件的运作模式),因此也能更容易地与上层的管理系统进行整合。

此外,信号传递的实时性与准确性也是AGV在升级时要改善的重点,为了解决终端客户在使用AGV 时常出现通讯中断的故障网络覆盖更宽、输出功率更高、信号传输更好的工业等级无线网络设备成为优选。以确保生产在线所需的物料能维持正常运送。在软件方面,因为旧的PLC控制平台所使用的操作系统容易有稳定性不佳、经常性当机等问题,导致AGV偏离行进路线或物料运送不精确,严重时甚至会让生产线停工,所以新的AGV解决方案必须要能支持该系统集成商所指定的特殊版本之Linux操作系统(Debian Wheezy X64),方便其进行运动控制算法系统开发与整合。

系统架构图


系统概述

研华以PAC控制平台为核心组合出了一套可提供数字输入输出、串行通讯、工业级无线网络、触控式人机界面这四大功能的解决方案。当监控室的管理系统透过无线网络发送坐标位置信息给无磁条式AGV时,车上的PAC控制系统即能对电机、激光传感器、安全开关/灯号、车载电池等外围装置进行驱动与管控。而这套完善的解决方案中主要的核心装置即是结合PLC与PC特性的PAC控制器─APAX-5580,它是一款能提供工业计算机高速运算性能并可整合各种I/O模块的PC-based开放式控制平台;其无风扇、低功耗、精巧紧凑、无线缆连接等特色特别适合AGV这种空间受限但稳定性要求极高的自动化控制应用;内嵌的工业级固态硬盘mSATA则具有良好的耐撞与防震效果可妥善保护系统与数据;而且该控制平台还透过SD卡提供了操作系统单键复原的功能,可在AGV售出后若面临系统误删或中毒等状况时,客户就能自行透过SD卡来快速恢复成原厂设定,同时也可在AGV整合时以既省时又省力的方式对AGV设备进行控制系统的大量复制。

在工业级通讯网络设备方面,研华提供了三款EKI系列产品,包括联机状态可以被看到的EKI-5525五端口 Ethernet可视化非网管型交换机,用来衔接AGV前后激光传感器与PAC控制平台、以以太网络供电(PoE)并具有高传输速率的无线接入点(AP)EKI-6331AN来传送AGV的数据、还有可方便快速布建的网管型交换机EKI-7710负责串联现场AGV与监控室系统,以此配置出高速又稳定传输的网络架构,从而满足客户维持产线可靠运行的需求。其中,EKI-7710是一款一体化且能方便用户灵活配置的网管型冗余交换机,此款产品不仅能为用户的工厂建置出冗余模式的网络架构,同时还提供了较高的输出功率。

结论

相较于PLC-based的控制系统,PC-based的PAC控制系统可说是前者的升级版解决方案。研华的PAC开放式控制平台不仅提供了诸多的高级功能让系统集成商更容易整合出所需的应用系统,一站式的硬件供应与专业级的软件设计则能降低其自行组合软硬件所带来的开发风险并省去繁琐的系统兼容性测试,而且只花了两周时间就规划出客户所需的解决方案并提供样品供其测试,更令系统集成商对研华的服务感到满意,也让其顺利且迅速地为汽车组装厂之物料搬运作业设计出了高度稳定又可靠的无磁条式AGV系统。