重慶索利亞電氣設備有限公司

西門子PLC模塊6ES7231-5PD32-0XB0

西門子PLC模塊6ES7231-5PD32-0XB0

在工控領域，公司以精益求精的經營理念，從產品、方案到服務，致力于塑造一個“行業專家”品牌，以實現可持續的發展。

西門子485模塊的接頭采用了標準9 針D型插孔式連接器。為了將驅動器和PLC連接起來，我們要購買DB9接頭，并用信號線將兩個頭連接起來。這里我們只利用兩個信號線即可。值得注意的是，西門子的485接口定義和常規的485不一樣，常規485的信號收發是1、2頭，而西門子的485則是3、8頭（參考手冊的第1769頁）。所以在連線時，要按照 3-2、8-1的對應順序焊接，如下圖所示。

3. 移動機構

  AGV要想實現搬運、移載就要有移動機構，通常采用的移動機構有舵輪、差速輪和麥克納姆輪。它們各自有什么特點呢？什么場合又該使用哪種輪子呢？

　　麥克納姆輪的優點是運動精度高，但是結構復雜，磨損嚴重，對地面挑剔，雖然麥克納姆輪問世超過30年了，但是實際應用并不多，這也說明它不是一個實用的產品。下面我們主要講解舵輪。

　　舵輪是個高度集成的移動機構，由車輪、回轉支撐、齒輪箱、驅動電機、轉向電機、編碼器、限位開關、制動器等部件組成，它既能提供牽引力，也可以主動轉向，因此一個舵輪有兩個自由度。AGV 使用一個或以上的舵輪就可以實現全向移動：原地旋轉、斜行、橫移等等。舵輪一般用于室內環境，所以輪面的材料多為聚氨酯。根據電機的安裝位置可以將舵輪分為兩種：臥式和立式，分別如下兩圖所示。臥式舵輪的驅動電機橫向安裝，因此整體高度很低，有些AGV對高度有要求（例如潛入式的AGV要很矮才能鉆到貨物底下），這時就適合使用臥式舵輪；立式舵輪的驅動電機豎著安裝，其整體高度偏高，它的優點是方便將電機隔離起來，在有些場合（例如危險品工廠），要求舵輪電機與外部環境隔離，這時就適合使用立式舵輪。國外主要的舵輪生產廠家有：意大利的 CFR 和德國的 schabmuller（夏伯穆勒），后來從CFR中又獨立出來了一個廠家——馬路達。這些舵輪生產廠家一般只賣舵輪，不提供驅動器，驅動器則由代理商提供。一臺AGV上貴的部件就是舵輪，以一臺成本10萬元左右的AGV為例，如果配備兩個舵輪，就需要4~5萬元，占整車成本將近一半。不過好消息是，國內的舵輪廠家開始參與競爭，這將降低AGV的成本。

4. 磁導航

4.1 磁條

　　AGV被稱為自動導引車，因此自動沿導引路徑運動是其基本的功能。目前，磁條導航是 AGV 使用多的導引方式之一，其采用磁條作為導引路徑。只需要預先在地面鋪設好磁條，AGV 就會沿著磁條形成的路徑運動。磁條一般寬3~5cm，它像膠帶一樣，一面光滑、一面帶有粘性，將粘性的一面粘貼在地面即可完成鋪設。磁條具有極性，在購買時注意是N極還是S極，磁條的極性對應磁導航傳感器的極性，但有些傳感器兩種都兼容。磁條質地較軟、不抗壓，所以如果被輪子反復碾壓可能會壓扁或擠脫落。多數 AGV 為了避免壓壞磁條會將驅動輪布置在車體的兩側（差速形式）或者斜對稱的位置上。

名稱 型號 價格

磁條 任意 3~5元/米

4.2 磁導航傳感器

　　磁導航傳感器也叫磁循跡傳感器，它用來幫助AGV巡線行走。磁導航傳感器一般安裝在AGV車體或者驅動輪組上，在AGV運動時始終保持在磁條上方一定高度內。磁導航傳感器相對于車體的安裝位置一般在對稱中軸線上，通常對稱安裝，例如前后各一個或者左右各一個。磁導航傳感器的原理很簡單，傳感器上有若干個探頭，每個探頭都能檢測磁場，位于磁條上方（一定高度內）的探頭有信號輸出，超出磁條的探頭則沒有信號。探頭通常俗稱為“點”，點越多表示傳感器的分辨率越高，當然價格也越貴。傳感器通常的點數有：6點、8點、16點幾種。磁導航傳感器并不是什么神秘的東西，筆者曾經拆解過一款磁導航傳感器，這里所說的探頭無非有兩種，一種是霍爾元件、還有一種是地磁傳感器。霍爾元件的特點大家大學的時候應該都學過，它能感應磁場，價格低但是精度通常不高；地磁傳感器基本都采用美國 PNI 公司的產品，例如 SEN-XY[1]^{[1]} 

[1]

 ，它要搭配的驅動芯片 PNI-12927，這個芯片是3.3V供電，所以傳感器內部要設計3.3V穩壓電路，而且這個驅動芯片采用 SPI 總線，要對其信號進行處理和電壓變換，這通常由單片機來完成。磁導航傳感器的輸出方式有DI純數字量輸出的，也有總線型數據幀輸出的。對于點數多的傳感器來說一般用總線型，因為如果使用數字量需要很多根信號線。假設一個 AGV 使用4個傳感器，每個傳感器的分辨率是16點，那就要有4×16=644times16=644×16=64個輸出，相應的 PLC 應該有 64 個數字量輸入口，其接線將非常繁瑣，也容易出故障（例如某根線連接不牢固）。

　　磁導航方式實現簡單，價格便宜，但是缺點也不少，其中一個嚴重的問題是干擾。筆者在調試 AGV時發現，即使傳感器并不在磁條上方（有時甚至周圍根本沒有磁條），傳感器依然有輸出。經過一番思考，筆者發現了問題所在。AGV 前方有一條鐵軌，而鐵是容易被磁化的。不僅是鐵制品，通電的導線也可能會使傳感器誤報。所以，使用磁條導航要排除這些干擾。

　　磁導航傳感器的輸出可以是IO，也可以是數值（代表傳感器偏離磁條中心的距離值）。

　　磁導航傳感器如何與 PLC 連接？如上所述，如果傳感器采用總線（例如485）傳遞數據，直接將總線連接到相應的（485）通信模塊即可。如果傳感器采用數字量接口，那么就要連接到 PLC 的數字量輸入口。這里有個很重要的問題：你要清楚傳感器輸出的信號是 PNP 型還是 NPN 型，它對應了三極管的類型，它們的區別在于有信號時 PNP 輸出高電平（例如24V），而 NPN 輸出低電平（例如0V）。在 S1200 上每組輸入輸出口旁邊都有一個 COM 口，它的作用就是選擇輸入是 PNP 型還是 NPN 型。如果是 PNP 型，COM 口就要接 24V ，如果是 NPN 型就要接 0V。你可以找個磁條用萬用表測試一下，如果放到磁條上輸出顯示是24V那說明是 PNP 型。以后你會知道，很多傳感器都分 PNP 型和 NPN 型，它們的接法是一樣的。

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