每一個(gè)江湖都有自己的武林至寶。在未來工業(yè)的江湖里，近幾年發(fā)展最為迅猛的智能物流設(shè)備——AGV就是未來智能工廠的必爭之地。自動(dòng)導(dǎo)航小車AGV (Automated Guided Vehicle)用于對物料或設(shè)備的搬運(yùn)、分揀、裝配等，是智能物流體系當(dāng)中最為核心也是串聯(lián)整廠的自動(dòng)化設(shè)備。

　　作為AGV重要組成部分的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)小車行駛和轉(zhuǎn)向的裝置，包括伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，減速箱等部件。通常對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求是：體積小功率密度大;性能優(yōu)越，可頻繁進(jìn)行啟停、制動(dòng)等;控制精度高偏差小;安全可靠，確保使用的安全性;操作和維修方便等。

　　1 西門子驅(qū)動(dòng)解決方案

　　直流驅(qū)動(dòng)器MICRO-DRIVE PDC是西門子開發(fā)的低壓新型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，是AGV理想的驅(qū)動(dòng)器解決方案，采用24/48V直流供電，最大功率1000W。它的主要特性是：

　　l 基于PROFINET通信接口，與西門子PLC控制器無縫連接無需通訊轉(zhuǎn)換模塊;

　　l 動(dòng)態(tài)特性優(yōu)越，支持3倍過載，集成能量回饋功能，無需外接制動(dòng)電阻;

　　l STO，SS1，SSM，SSL等安全功能，可實(shí)現(xiàn)PLd的安全等級;

　　l 調(diào)試和維護(hù)方便，帶有旋轉(zhuǎn)測量功能實(shí)現(xiàn)參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化;

　　l 電機(jī)兼容性高，可以不同品牌的電機(jī)匹配，實(shí)現(xiàn)最佳控制性能。

　　2 PDC支持的電機(jī)類型

　　MICRO-DRIVE PDC 驅(qū)動(dòng)器支持的電機(jī)類型包括永磁同步電機(jī)(PMSM)，直流無刷電機(jī)和部分直流有刷電機(jī)，幾乎覆蓋了AGV電機(jī)的所有類型。PDC不僅支持合作伙伴的電機(jī)，同時(shí)也容易與其它品牌的電機(jī)兼容具有極強(qiáng)的適用性。下面分別介紹這兩類電機(jī)的調(diào)試流程。

　　(1) 合作伙伴電機(jī)——EBM，DUNKER

　　目前合作伙伴的電機(jī)品牌是EBM——papst，Dunkermotoren等，這些電機(jī)都使用智能編碼器技術(shù)(IQ-Encoder technology)，如圖1所示，電機(jī)和傳感器參數(shù)保存在編碼器的電子銘牌中。調(diào)試時(shí)可通過在線讀取或選擇預(yù)組態(tài)數(shù)據(jù)等簡單操作即可完成電機(jī)參數(shù)配置，如圖2所示，簡化調(diào)試流程，降低出錯(cuò)概率。具體流程請參照西門子手冊。

圖1 智能編碼器

圖2 電機(jī)參數(shù)獲取

　　(2) 其它品牌電機(jī)

　　如前所述PDC支持的第三方電機(jī)類型有直流無刷電機(jī)、永磁同步電機(jī)和部分有刷直流電機(jī)。支持的電機(jī)傳感器包括IQ-Encoder，霍爾傳感器(支持單端推挽和開漏輸出)，增量編碼器(方波且ABZ差分輸入)和絕對值編碼器等。

　　不同的傳感器組合可實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)和安全功能，如圖3所示?？筛鶕?jù)需要達(dá)到的安全功能選擇不同的電機(jī)和傳感器組合，增加系統(tǒng)的靈活性。比如電機(jī)同時(shí)配備了增量編碼器和霍爾傳感器則可實(shí)現(xiàn)全部的安全功能，無需額外的安全硬件(比如安全編碼器)，因此可減少安全方面的硬件成本。

圖3 電機(jī)和傳感器組合

　　以國內(nèi)某品牌的伺服電機(jī)為例(SMC40S)，其測試主要步驟如下：

　　第一步：按照圖紙完成驅(qū)動(dòng)器和與伺服電機(jī)的接線，包括編碼器和霍爾傳感器等;

　　第二步：系統(tǒng)上電并在TIA中創(chuàng)建新項(xiàng)目，開始配置電機(jī)參數(shù)，手動(dòng)將電機(jī)和編碼器參數(shù)輸入到配置列表中，主要參數(shù)有電機(jī)額定電壓，額定轉(zhuǎn)速，額定扭矩，電機(jī)極對數(shù)和編碼器分辨率，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，電感等，如圖4所示。

圖4 電機(jī)參數(shù)輸入

　　第三步：進(jìn)行編碼器和霍爾傳感器的測量，以確定編碼器相位、霍爾角等參數(shù)。其中霍爾角度的測量是關(guān)鍵點(diǎn)，直接影響測試的成敗。測試前需設(shè)置霍爾角度初始值，測試過程中注意觀察霍爾相序(U/V/W變化順序)，如圖5所示，如相序不正確的檢查或修改傳感器接線(通常需要將W和V的傳感器線反接)。

圖5 霍爾傳感器相序變化圖

　　第四步：編碼器測試成功即可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)測量，自動(dòng)測量負(fù)載參數(shù)并計(jì)算出控制參數(shù)，同時(shí)根據(jù)需要完成安全配置，如圖6所示。

圖6 驅(qū)動(dòng)器安全參數(shù)配置

　　待參數(shù)下載到驅(qū)動(dòng)器后整個(gè)測試流程完成，目前測試成功的第三方電機(jī)包括步科、精納等10多個(gè)電機(jī)品牌，取得了預(yù)期的效果。

　　3 總結(jié)

　　PDC驅(qū)動(dòng)器以其優(yōu)良的性能和兼容性，特別適用于生產(chǎn)型AGV的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不僅能滿足AGV對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的所有要求，而且在不增加安全硬件的情況下通過PDC集成的安全功能即可達(dá)到安全認(rèn)證規(guī)定(ISO13849)的安全等級，從整體上為客戶降低系統(tǒng)硬件成本費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。