PMAC运动控制卡在AGV控制系统中的应用

　　自动引导车(AGV) 是现代工业自动化物流系统中的关键设备之一, AGV在地面控制系统的统一调用下能够实现货物自动搬运、无人传送等 。

　　AGV的工作特点要求AGV控制系统应具备电机多轴控制、多传感器数据实时采集与处理、与上位机数据交换等功能。目前, 由于采用单片机成本低、集成度高、使用方便, 在运动控制中得到广泛应用, 但其很难控制多轴设备; PLC工作可靠、控制的I/O点数多, 但控制2个电机进行插补运动困难, 控制多轴设备的成本高。DSP运动控制卡能够进行2 轴及多轴控制, 价格不高, 但必须和工控机配合使用, 功能还不够完善, 仍需进行大量的软件开发工作。

　　本文提出一种以PMAC2 PC - 104运动控制器作为控制器的AGV底盘控制系统, 采用PMAC作为控制器使多轴控制变得更简单, 控制系统更具开放性且实时性强。

　　1AGV系统硬件构成

　　PMAC ( Programmable Multi-Axis Controller) 是美国Delta Tau数字系统公司推出的一种可编程多轴运动控制器, 它采用Motorola公司的DSP56300处理器作为CPU, 可以实现最多8个坐标系同时运动,可以通过存储在其内部的程序单独操作 , 使用PMAC作为AGV控制器, 物理结构可以大大简化,系统设计和调试过程也变得更简单。

　　AGV采用4轮- 双轮驱动, 左右2个同轴轮独立驱动, 通过2轮差速实现AGV行驶状态的调整, 适宜采用PMAC运动控制器作为系统的核心处理器, 为了实现PMAC 多轴控制功能, 需在PMAC板上扩展相应的I/O接口板, 同时采用伺服电机、伺服驱动单元、编码器以及相应的传感器构成1套完整的开放式AGV 控制系统, 见图1。

　　其中PMAC主要实现对AGV驱动电机、控制面板开关量以及报警装置的控制。

　　2AGV控制系统伺服环设置

　　为保证AGV运行时的精确性和稳定性, 电机控制采用速度、位置双反馈系统, 如图2 所示。变量lx03指向寄存器地址$720作为位置编码器的地址 , 在每一个伺服周期闭上位置环。电机编码器的数据经过处理后存储到lx03 指定的地址,闭上位置环。变量lx04指向寄存器地址$721作为速度编码器的地址, 在每一个伺服周期闭上速度环。陀螺仪的数据经过处理后存储到lx04指定的地址, 闭上速度环。使用双反馈系统需将lx25变量设置为1, 以打开PMAC的硬件位置捕获功能,提高控制精度。

　　3上位机通信程序编制

　　AGV控制软件使用Visual C + +进行设计, 通过PMAC的各种参数设置实现对AGV小车运动路线的控制, 如图3所示。AGV 控制软件主要实现参数设置、路径编制、状态诊断功能。

　　Delta Tau公司为PMAC提供了PComm32动态链接库, 作为上层应用程序与PMAC通讯的桥梁。PComm32包含所有上位机与PMAC 之间通信的200多个函数。