Цель данной публикации - познакомить с оборудованием автоматизации, которое позволяет решить задачи по созданию системы управления автоматическими тележкам AGV и AMR. Рассматриваются как компоненты SIEMENS, так и других производителей. Для всех компонентов сделаны ссылки на страницы производителей, чтобы можно было сразу посмотреть характеристики оборудования. Также в конце публикации есть раздел, где собраны полезные ссылки на представленное оборудование для детального изучения. В данной публикации не рассматривается приводная часть (преобразователи, двигатели) и системы питания тележек AGV и AMR. Если эти темы интересны, пожалуйста, напишите в комментариях.
Создание автоматического заводского и не только заводского транспорта сейчас один из возрастающих трендов развития автоматизации производства.
На данный момент есть два основных типа таких автоматических тележек AGV и AMR:
- AGV Аutomated Guided Vehicles - переводится как автоматически управляемая тележка. AGV - обычно движется по строго определённому маршруту (обычно физически заданному, с помощью цветной полосы, магнитной ленты и т.п.), при изменении окружающих условий, например, возникновению препятствия предполагается остановка.
- AMR Autonomous Mobile Robots - автономный мобильный робот. AMR - это уже робот, который может выбирать/изменять маршрут движения в зависимости от изменения окружающих условий.
Ниже рассмотрим построение систем управления для AGV и AMR с обзором необходимого оборудования
Базовая система управления для AGV
Базовая система управления строится на основе контроллера SIMATIC S7-1200. Основная задача такой системы это движение AGV по маршруту с заданной скоростью, режимами разгона и торможения и определение возможных препятствий. Ключевым фактором является скорость вычислений и время обработки данных.
Обычно AGV оснащены простым дифференциальным приводом, который реализуется с помощью двух двигателей, возможен и трехколесный вариант, где также используются два двигателя (один для рулевого управления, один для движения)
Опционально: для реализации интерфейса VDA5050 потребуется блок IOT2050
Рекомендуемая спецификация:
Контроллер управления движением AGV SIMATIC (SIEMENS)
- Модуль цифровых входов SM 1226, F-DI16 - 6ES7226-6BA32-0XB0
Система питания SITOP (SIEMENS)
- Блок питания DC/DC SITOP PSU3400 - 6EP3234-0TA00-0AY0
- Модуль буферизации SITOP PSE201U - 6EP1961-3BA01
Система коммуникации - промышленный WiFi (SIEMENS) для обмена данными с центром диспетчеризации, другими тележками, окружающим оборудованием
- Модуль IWLAN SCALANCE W734-1 (2 антенны) - 6GK5734-1FX00-0AA0
- Антенна всенаправленная ANT 795-6MN - 6GK5795-6MN10-0AA6
Считывали RFID (SIEMENS) предназначены для считывания бесконтактных меток для движения на маршруте или технологических объектов. Есть модели с интерфейсом RS422 и IO-Link.
Опциональный SIMATIC IoT для реализации VDA5050
- SIMATIC IoT 2050 - 6ES7647-0BA00-0YA2
Сканеры и датчики (Sick / Pepperl&Fuchs)
Варианты лазерных сканеров для определения препятствий и окружающей обстановки
- microScan3 Pro, PROFINET (9м) - MICS3-CBAZ90PZ1P01
- 2D-LiDAR LMS Serie (100/151/500/511) - LMS511-11100 Lite
- 2D-LiDAR NAV-Serie 350 - NAV350-3232
Варианты лазерных сканеров для определения препятствий и окружающей обстановки
- Оптический считыватель PXV PROFINET - PXV100-F200-B17-V1D
- Оптический считыватель safePXV (PROFINET и PROFIsafe) -
PXV100A-F200-B28-V1D
Магнитный датчики для контроля следования по маршруту на магнитной полосе
- Магнитный датчик MLS - MLSE-0300A2NP0
Стандартная система управления для AGV
Стандартная система управления AGV строится на основе контроллера SIMATIC 1512SP F-1 и может решать весь спектр современных задач AGV.
Стандартная система управления решает более сложные задачи чем в базовой системе, например, добавляется управление подъёмным столом, динамическое управление потоком, приводами mecanum (колёса с роликами для движения в любом направлении).
Навигация в стандартной системе также управляет движением AGV по маршруту.
Опционально интерфейс VDA5050 может быть реализован либо непосредственно контроллером (определяется объёмом и динамикой вычислений), либо также через IOT2050 (с полной реализацией).
Рекомендуемая спецификация:
Контроллер управления движением AGV SIMATIC (SIEMENS)
- Контроллер S7-1500 CPU 1512SP F-1 PN - 6ES7512-1SK01-0AB0
- Карта памяти для контроллера - 6ES7954-8LF03-0AA0
- Модуль входов ET 200SP, 8 F-DI PROFISAFE (отказобезопасные входы для кнопки аварийной остановки, количество от необходимости в кнопках (2 кнопки на модуль) - 6ES7136-6BA00-0CA0
- Модуль входов ET 200SP, DI 16x 24V DC ST (цифровые входы, такие как переключатели, кнопки, датчики и т.д.) - 6ES7131-6BH01-0BA0
- Модуль выходов DQ 16x 24V DC/0,5A ST (цифровые выходы, для реле, индикаторных ламп, механизмов т.д.) - 6ES7132-6BH01-0BA0
- Модуль аналоговых входов AI 2X U ST (интерфейс для датчиков движения по маршруту с аналоговым выходом) - 6ES7134-6FB00-0BA1
- Базовый блок ET 200SP BU15-P16+A0+2B (один на каждый модуль) - 6ES7193-6BP00-0BA0
- Базовый блок ET 200SP BU15-P16+A0+2D (по одному на AGV, позволяет установить также один модуль ввода-вывода) - 6ES7193-6BP00-0DA0
- Шинный адаптер BA 2X RJ45 - 6ES7193-6AF00-0AA0
- Коммуникационный модуль CM PTP (Интерфейс для считывателя RFID в сочетании с модулем ввода-вывода для определения безопасного положения (PL d)) - 6ES7137-6AA01-0BA0
- SIMATIC PN/CAN LINK, шлюз для Profinet к полевой шине CAN или CANopen - 6BK1620-0AA00-0AA0
- SIMATIC HMI, панель оператора KTP700 BASIC (панель HMI для управления и диагностики AGV) - 6AV2123-2GA03-0AX0
Система питания SITOP (SIEMENS)
- Блок питания DC/DC SITOP PSU3400 - 6EP3234-0TA00-0AY0
- Модуль буферизации SITOP PSE201U - 6EP1961-3BA01
Система коммуникации - промышленный WiFi (SIEMENS) для обмена данными с центром диспетчеризации, другими тележками, окружающим оборудованием
- Модуль IWLAN SCALANCE W734-1 (2 антенны) - 6GK5734-1FX00-0AA0
- Антенна всенаправленная ANT 795-6MN - 6GK5795-6MN10-0AA6
- Флеш карта KEY-PLUG W740 (опциональный компонент для использования PROFIsafe) - 6GK5907-4PA00
- SCALANCE XB208 управляемый коммутатор LAYER 2 - 6GK5208-0BA00-2AB2
Считывали RFID (SIEMENS) предназначены для считывания бесконтактных меток для движения на маршруте или технологических объектов. Есть модели с интерфейсом RS422 и IO-Link.
Сканеры и датчики (Sick / Pepperl&Fuchs)
Варианты лазерных сканеров для определения препятствий и окружающей обстановки
- microScan3 Pro, PROFINET (9м) - MICS3-CBAZ90PZ1P01
- 2D-LiDAR LMS Serie (100/151/500/511) - LMS511-11100 Lite
- 2D-LiDAR NAV-Serie 350 - NAV350-3232
Варианты оптических считывателей, для считывания оптических меток остановок, зарядных станций, изменений маршрута и т.п.
- Оптический считыватель PXV PROFINET - PXV100-F200-B17-V1D
- Оптический считыватель safePXV (PROFINET и PROFIsafe) -
PXV100A-F200-B28-V1D
Магнитный датчики для контроля следования по маршруту на магнитной полосе
- Магнитный датчик MLS - MLSE-0300A2NP0
Расширенная система управления для AGV
Расширенная система управления построена на основе контроллера SIMATIC 1512SP и промышленного ПК SIMATIC IPC127E.
Расширенная система управления предназначена как для управления сложными AGV, так и AMR. Поддерживает все возможности стандартной системы управления и, дополнительно, следование по виртуальному маршруту (свободная навигация на основе SIMOVE ANS+ с использованием алгоритма SLAM) или комбинацию следования по физическому
Высокая вычислительная мощность позволяет управлять и самой тележкой с большим количеством приводов, колёсами mecanum, шарнирной кинематикой манипулятора на борту и другими необходимыми функциями.
Для реализации интерфейса VDA5050 требуется дополнительный SW.
SIMOVE ANS+ и SIMATIC Industrial OS - это лицензируемые программные продукты.
Рекомендуемая спецификация:
Контроллер управления движением AGV SIMATIC (SIEMENS)
- Программный контроллер SIMATIC ET 200SP CPU 1515SP PC2 F - 6ES7677-2SB40-0GB0
- Карта памяти для контроллера - 6ES7954-8LF03-0AA0
- Модуль входов ET 200SP, 8 F-DI PROFISAFE (отказобезопасные входы для кнопки аварийной остановки, количество от необходимости в кнопках (2 кнопки на модуль) - 6ES7136-6BA00-0CA0
- Модуль входов ET 200SP, DI 16x 24V DC ST (цифровые входы, такие как переключатели, кнопки, датчики и т.д.) - 6ES7131-6BH01-0BA0
- Модуль выходов DQ 16x 24V DC/0,5A ST (цифровые выходы, для реле, индикаторных ламп, механизмов т.д.) - 6ES7132-6BH01-0BA0
- Модуль аналоговых входов AI 2X U ST (интерфейс для датчиков движения по маршруту с аналоговым выходом) - 6ES7134-6FB00-0BA1
- Базовый блок ET 200SP BU15-P16+A0+2B (один на каждый модуль) - 6ES7193-6BP00-0BA0
- Базовый блок ET 200SP BU15-P16+A0+2D (по одному на AGV, позволяет установить также один модуль ввода-вывода) - 6ES7193-6BP00-0DA0
- Шинный адаптер BA 2X RJ45 - 6ES7193-6AF00-0AA0
- Коммуникационный модуль CM PTP (Интерфейс для считывателя RFID в сочетании с модулем ввода-вывода для определения безопасного положения (PL d)) - 6ES7137-6AA01-0BA0
- SIMATIC PN/CAN LINK, шлюз для Profinet к полевой шине CAN или CANopen - 6BK1620-0AA00-0AA0
- SIMATIC HMI, панель оператора KTP700 BASIC (панель HMI для управления и диагностики AGV) - 6AV2123-2GA03-0AX0
Система питания SITOP (SIEMENS)
- Блок питания DC/DC SITOP PSU3400 - 6EP3234-0TA00-0AY0
- Модуль буферизации SITOP PSE201U - 6EP1961-3BA01
Система коммуникации - промышленный WiFi (SIEMENS) для обмена данными с центром диспетчеризации, другими тележками, окружающим оборудованием
- Модуль IWLAN SCALANCE W734-1 (2 антенны) - 6GK5734-1FX00-0AA0
- Антенна всенаправленная ANT 795-6MN - 6GK5795-6MN10-0AA6
- Флеш карта KEY-PLUG W740 (опциональный компонент для использования PROFIsafe) - 6GK5907-4PA00
- SCALANCE XB208 управляемый коммутатор LAYER 2 - 6GK5208-0BA00-2AB2
Считывали RFID (SIEMENS) предназначены для считывания бесконтактных меток для движения на маршруте или технологических объектов. Есть модели с интерфейсом RS422 и IO-Link.
Сканеры и датчики (Sick / Pepperl&Fuchs)
Варианты лазерных сканеров для определения препятствий и окружающей обстановки
- microScan3 Pro, PROFINET (9м) - MICS3-CBAZ90PZ1P01
- 2D-LiDAR LMS Serie (100/151/500/511) - LMS511-11100 Lite
- 2D-LiDAR NAV-Serie 350 - NAV350-3232
Варианты оптических считывателей, для считывания оптических меток остановок, зарядных станций, изменений маршрута и т.п.
- Оптический считыватель PXV PROFINET - PXV100-F200-B17-V1D
- Оптический считыватель safePXV (PROFINET и PROFIsafe) -
PXV100A-F200-B28-V1D
Магнитный датчики для контроля следования по маршруту на магнитной полосе
- Магнитный датчик MLS - MLSE-0300A2NP0
Полезные ссылки
В чем отличия между Automated Guided Vehicles (AGV) и Autonomous Mobile Robots (AMR)?
Обзор контроллеров SIMATIC S7-1500. Часть 1. Центральные процессоры.
Обзор SIMATIC ET 200SP. Универсальная системы ввода-вывода
SIMATIC S7-1200 Базовый контроллер
#siemens #siemensdvn #agv #amr #robot
При подготовке публикации использовались материалы и изображения SIEMENS AG
<-