PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡在AGV控制系統(tǒng)中的應(yīng)用-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡在AGV控制系統(tǒng)中的應(yīng)用-設(shè)計(jì)應(yīng)用自動(dòng)引導(dǎo)車（AGV）是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化物流系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一,AGV在地面控制系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)用下能夠?qū)崿F(xiàn)貨物自動(dòng)搬運(yùn)、無人傳送等。

AGV的工作特點(diǎn)要求AGV控制系統(tǒng)應(yīng)具備電機(jī)多軸控制、多傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與處理、與上位機(jī)數(shù)據(jù)交換等功能。目前,由于采用單片機(jī)成本低、集成度高、使用方便,在運(yùn)動(dòng)控制中得到廣泛應(yīng)用,但其很難控制多軸設(shè)備;PLC工作可靠、控制的I/O點(diǎn)數(shù)多,但控制2個(gè)電機(jī)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)困難,控制多軸設(shè)備的成本高。DSP運(yùn)動(dòng)控制卡能夠進(jìn)行2軸及多軸控制,價(jià)格不高,但必須和工控機(jī)配合使用,功能還不夠完善,仍需進(jìn)行大量的軟件開發(fā)工作。

本文提出一種以PMAC2PC-104運(yùn)動(dòng)控制器作為控制器的AGV底盤控制系統(tǒng),采用PMAC作為控制器使多軸控制變得更簡單,控制系統(tǒng)更具開放性且實(shí)時(shí)性強(qiáng)。

1AGV系統(tǒng)硬件構(gòu)成

PMAC（ProgrammableMulti-AxisController）是美國DeltaTau數(shù)字系統(tǒng)公司推出的一種可編程多軸運(yùn)動(dòng)控制器,它采用Motorola公司的DSP56300處理器作為CPU,可以實(shí)現(xiàn)多8個(gè)坐標(biāo)系同時(shí)運(yùn)動(dòng),可以通過存儲(chǔ)在其內(nèi)部的程序單獨(dú)操作,使用PMAC作為AGV控制器,物理結(jié)構(gòu)可以大大簡化,系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試過程也變得更簡單。

AGV采用4輪-雙輪驅(qū)動(dòng),左右2個(gè)同軸輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng),通過2輪差速實(shí)現(xiàn)AGV行駛狀態(tài)的調(diào)整,適宜采用PMAC運(yùn)動(dòng)控制器作為系統(tǒng)的處理器,為了實(shí)現(xiàn)PMAC多軸控制功能,需在PMAC板上擴(kuò)展相應(yīng)的I/O接口板,同時(shí)采用伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)單元、編碼器以及相應(yīng)的傳感器構(gòu)成1套完整的開放式AGV控制系統(tǒng),見圖1。

其中PMAC主要實(shí)現(xiàn)對(duì)AGV驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制面板開關(guān)量以及報(bào)警裝置的控制。

2AGV控制系統(tǒng)伺服環(huán)設(shè)置

為保證AGV運(yùn)行時(shí)的性和穩(wěn)定性,電機(jī)控制采用速度、位置雙反饋系統(tǒng),如圖2所示。變量lx03指向寄存器地址＄720作為位置編碼器的地址,在每一個(gè)伺服周期閉上位置環(huán)。電機(jī)編碼器的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后存儲(chǔ)到lx03指定的地址,閉上位置環(huán)。變量lx04指向寄存器地址＄721作為速度編碼器的地址,在每一個(gè)伺服周期閉上速度環(huán)。陀螺儀的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后存儲(chǔ)到lx04指定的地址,閉上速度環(huán)。使用雙反饋系統(tǒng)需將lx25變量設(shè)置為1,以打開PMAC的硬件位置捕獲功能,提高控制精度。

3上位機(jī)通信程序編制

AGV控制軟件使用VisualC++進(jìn)行設(shè)計(jì),通過PMAC的各種參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)對(duì)AGV小車運(yùn)動(dòng)路線的控制,如圖3所示。AGV控制軟件主要實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、路徑編制、狀態(tài)診斷功能。

DeltaTau公司為PMAC提供了PComm32動(dòng)態(tài)鏈接庫,作為上層應(yīng)用程序與PMAC通訊的橋梁。PComm32包含所有上位機(jī)與PMAC之間通信的200多個(gè)函數(shù)。

AGV控制軟件通過調(diào)用PComm32中的函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)PMAC的控制,PComm32包括PMAC1dll、PMAC1D、PMAC1SYS3部分,利用其提供的動(dòng)態(tài)鏈接庫并結(jié)合VisualC++編程,通過調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫提供的OpenPmacDevice（）、CloseP2macDevice（）、PmacGetResponse（）、PmacFlush（）等函數(shù),PC機(jī)將AGV每個(gè)動(dòng)作的相關(guān)數(shù)據(jù)以ASCII碼指令的形式發(fā)送至PMAC,從而實(shí)現(xiàn)控制軟件與PMAC之間的命令和信息交換。PMAC執(zhí)行順時(shí)針圓弧運(yùn)動(dòng)的PMAC驅(qū)動(dòng)命令程序如下:

CLOSE

1#1-4000X設(shè)置坐標(biāo)系

#2-4000Y

OPENPROG10CLEAR

GOSUB20000調(diào)用圓心計(jì)算子程序

Q0=Q3-Q9求圓心到終點(diǎn)的角度

Q27=ATAN2（Q4-Q10）

WHILE（Q28Q27）循環(huán)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)程序

Q11=Q9+Q5＊COS（Q28）圓弧X坐標(biāo)

Q12=Q10+Q5SIN（Q28）圓弧Y坐標(biāo)

X（Q11）Y（Q12）部分運(yùn)動(dòng)

Q28=Q28+Q8角度增加

ENDWHILE

X（Q3）Y（Q4）終運(yùn)動(dòng)

RETURN

N20000計(jì)算圓心子程序

Q20=SQRT（（Q3-Q1）＊（Q3-Q1）+（Q4-Q2）＊（Q4-Q2））

Q21=Q5＊Q5-Q20＊Q20/4

FQ23=SQRT（Q21）

Q0=Q3-Q1

Q24=ATAN2（Q4-Q2）起點(diǎn)到終點(diǎn)的角度

Q0=Q20/2

Q25=ATAN2（Q23）中心離開中線的角度

Q26=Q24-Q25

Q9=Q1+Q5＊COS（Q26）中心X坐標(biāo)

Q10=Q2+Q5＊SIN（Q26）中心Y坐標(biāo)

RETURN