NDC8AGV系统-2

1、AGV控制系统 主讲主讲: :张家辉张家辉 AGV系统组成 System Manager Host (ERP, WMS, MES) CWay (Operator Interface) I/O AGV控制系统组成 控制管理系统 控制管理系统 执行指令 从序列中分配最佳AGV 为每一条指令计算最佳路径 控制AGV系统的交通流量 Digital I/O操作 通讯管理 仿真 控制管理系统(CM) 小车管理:为每一条指令分配最近的空闲AGV 路径管理:为每一条指令计算最佳路径 站台: 定义如何进入一个操作站台 在操作站台如何动作 如何离开站台 死锁处理 控制管理系统(TM) 控制AGV系统的交通流量 使

2、用BLOCK防止车辆相撞 检测并向CM报告死锁状 况 控制管理系统(IOH) 给出一种根据外部条件 执行指令的方式:例如根 据哪个站台可用来选择 目标站台 可根据AGV在layout中的 位置读写IO状态 支持OPC标准 控制管理系统(仿真) 对AGV系统的整个运行状态进行仿真 在CWAY中查看仿真情况 仿真内容 装卸货操作(包括操作失败的处理) 电池充电对系统的影响 瓶颈 高速仿真模式 控制管理系统 管理控制软件NT8000的运行。 服务安装 nt8k install h XXXX(系统名系统名) 服务启动 nt8k start 打开服务控制台 nt8k console 服务停止 nt8k

3、stop 服务卸载 nt8k remove 建立远程服务控制台 nt8k console XXXX（XXXX为为 NT8000服务安装的机器名）服务安装的机器名） 图形监控系统 图形监控系统 可视化：利用直观、形象的图形、动画和声音等多媒 体方式，由实时采集AGV的运行信息，实现对整个AGV 系统的监控，有效地维护系统的正常运行 显示系统路径图 显示系统内每辆AGV的位置和状态 显示车辆状态信息 可查看和设置输入和输出的状态 可查看命令缓冲区中的命令列表，了解AGV具体的装卸货地点 可查看车辆的PLC状态，进行车辆管理 具有事件管理功能。 可直接下达任务（应急用） 图形监控系统 用户管理 用户

4、帐户 用户组(授权级别) 管理layout(显示) 图层 变量 车辆类型 SSIO 图形方式查看SSIO状态例如开 门关门 GI-objects 程序控制的图形显示 图形监控系统 命令管理 事件管理 图形监控系统 语言支持 English German French Italian Spanish Swedish Finnish Russian Simplified Chinese 一个系统中最多支持16个CWAY 图形监控系统（工作流程） 应用配置时一次性工作 管理 Transport Structures 创建 event 描述 管理layout 日常任务 查看事件和错误信息 开始或取消任

5、务 查看车辆状态 图形监控系统（结构） Windows 平台 Events 录入一个 Microsoft Access 数据 库 专有的界面 Licensed via System Manager 支持用户数(1-16) 信号采集系统 用以和充电站等地面设备进行通讯 可集成多个信号采集模块，和大量地面设备交换信息 可以与电控交换信息 通讯系统 采用RCU/RS422基站无线电通讯装 置与每台AGV 安装的RCU/RS232 进 行通讯，其通讯速度和工作可靠性 均有所提高。 可设置多个通讯模块，具有较 大的无线电覆盖范围 通讯模块基本参数： 通讯频率 ：2.4GHz 单个通讯模块覆盖半径：100

6、米 采用无线局域网通讯方式 每台车分配一个IP地址 可设置多个无线接入点进行通 讯 覆盖半径100-200米 充电系统 自动充电请求 任务优先原则 ：在未完成工作任务之前 等待空闲 充电电池 铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池：碳酸锂、磷酸铁锂 反射板导航系统 反射板是AGV的指引路标，它是整个AGV系统运行的基础 反射板的准确与否，直接影响AGV 在行驶过程中的可靠性、 稳定性和准确性 反射板的位置都经过科学规划，且经过精确测量 平面布置与路径规划 平面布置决定了整个AGV系统运行的环境基础。要考虑如 下因素 是否便于机组操作人员操作 AGV在整个系统中的运行效率 不同车型之间的路径规

7、划 车与车之间的交通管理等。 平面布置对反射板的影响 平面布置对AGV的行走及作业空间的影响 平面布置与路径规划 路径规划 多种路径的合理利用，以便提高整个系统的作业效率。 在一些比较繁忙的交通路口，要尽量减少路径的交叉。 要尽量保证路径的周围有分布良好的反射板 只有对平面布置与路径规划进行了科学的设计，才能使整个 系统的运行效率达到最高 应用软件 VAD定义软件-小车编程软件 WinLay定义软件-小车路径绘制软件 WinC8定义软件-上位编程软件。 维护软件 VMT诊断程序-可察看用户定义的各个变量；I/O卡的 各个点；驱动及转向调节环的状态；反光板的位置好坏。 CWAYS监控软件 NT8

8、K服务软件 文件系统 一般在C：盘下建Base8目录，所有和LGV系统有关的数据 存在其中。 一个AGV系统的主要目录有：*.p8k *.sys *.c8 *.cway 应在WINDOWS系统启动批处理文件AUTOEXEC.BAT中指明 Base8的路径。例：set system8=C:base8 导航基本概念 磁点导引：检测地面的磁铁，典型应磁点导引：检测地面的磁铁，典型应 用于走廊，堆栈通道等用于走廊，堆栈通道等 磁点传感器磁点传感器 u探测磁场探测磁场 磁点磁点 u安装于地板安装于地板 主流导航模式 Spot 电磁导引电磁导引 主流导航模式 Inductive Wire 磁带导引磁带导引

9、 主流导航模式 磁带磁带 电磁导引原理：电磁导引原理： 主流导航模式 1. 电磁感应传感器主要是由两个 感应线圈组成的，可同时采入导 引线的感应信号。 2. 通过比较两个线圈中信号的强弱便能得 到电磁感应传感器的偏移量，通过一定的导 引计算后就可实现AGV的电磁导引。 光学导引（光学导引（EyeWay）：）： 读取和解码读取和解码2D条形码（条形码条形码（条形码 安装于天花板下）安装于天花板下） EyeWay SensorEyeWay Sensor：基于照相机的：基于照相机的 传感器传感器 u读取读取2D2D条形码条形码 u测定可视区域内的位置测定可视区域内的位置 EyeWay Markers

10、EyeWay Markers u2D2D条形码，数据矩阵条形码，数据矩阵 uSize from 127 356 mmSize from 127 356 mm u安装于天花板下安装于天花板下 主流导航模式 EyeWayTM RANGE导引：利用墙面或其他平导引：利用墙面或其他平 面物体进行导引，多用于自动面物体进行导引，多用于自动 卡车装卸。卡车装卸。 主流导航模式 Range 复合导航复合导航 综合了激光、综合了激光、EyeWayEyeWay或或RangeRange、磁、磁 点、电磁等的导航模式；点、电磁等的导航模式； 典型应用于限制了到反射板的视典型应用于限制了到反射板的视 线的环境线的环境

11、 主流导航模式 Multi-navigation (E.g. Laser&Spot) 激光导引：激光导引：通过测角和测距通过测角和测距 n激光头激光头 探测反光板探测反光板 测定角度和距离测定角度和距离 n反光板反光板 安装在墙或设备上安装在墙或设备上 扁平或圆形扁平或圆形 主流导航模式 Laser 。 激光导引的工作原理 Laser 激光导引的工作原理 两种计算模式： n初始位置计算 n连续位置计算 激光导引的工作原理 初始位置计算： n初始位置计算功能 当小车位置未知时，将开始执行初始化位置计算 n初始位置计算条件 n小车至少可看到四块分布良好的反射板 n所看到的反射板位置都是已知的 n初

12、始位置计算过程： n最后已知点测试 n三角测量 激光导引的工作原理 初始位置计算： n初始位置计算是最耗时的操作（对于一个普通的 layout大约需要10秒），因此在初始位置计算中不 包含太多的反射板是很重要的，最多只能32块。通 常对于一个25米25米的空间，1015块已经足 够 激光导引的工作原理 连续位置计算： n连续位置计算功能 1.当初始位置确定后，导引系统将自动转换到连续 位置计算模式。 2.死估算：一种根据小车的当前已知速度和STEER ANGLE,估算出下一个时间段内小车应该到达的位 置。 3.50ms 采样周期 4.至少3块良好分布的反射板 激光导引的工作原理 连续位置计算的

13、三个主要步骤： n利用移动模型测量位置 。 移动模型用于估测小车从50ms前的点开始如何移 动 AGV导引概述 连续位置计算的三个主要步骤： n从新的估算位置联想反射 在每50ms的样本中，扫描头旋转了大约108度。 在下图中箭头表示扫描头在t=0，50ms，100ms和 150ms时的角度。从R4开始进行角度估测。 我们称这个处理过程为“反射板协定”。 从一块反射板反射回来的光线必须符合某种标准， 才能被认为是“good”反射板, 只有”good”反射板能够被用于位置估算。 AGV导引概述 连续位置计算的三个主要步骤： 如果没有期望的板足够接近我们要考察的光线，则要 考察的光线将不能和任何反

14、射板关联。这时我们 认为有一块错误反射板（可能由于反射板位置被 移动过）或有错误光线（可能是强反光物体的反 射） AGV导引概述 决定一个反射角度是“good“的标准如下： n 测量角度和期望角度的差要足够小； n 不允许别的反射光线太接近要考察的反射角度， 否则这个角度就不能用于正确的位置估计（也就 是我们通常所说的出现了double） 激光导引的工作原理 连续位置计算的三个主要步骤： n验证估计位置 n测量角和估计角的差异用于验证估计位置 n如果此时没有“good”反射板，或者说角度的 测量值和 期望值不符，小车将继续以“死估算”模 式运行。通常小车可以在这种情况下行驶数米， 直至超出安全

15、区停止。 激光导引的工作原理 反射板分布：理论上导引系统必须在每108度扇区内 找到至少一块好的反射板 n首先必须正确分布反射板使agv在行驶路径上的四个 方向能够看到反射板， n其次还应该避免反射板在小车行驶路径上对称分布 (在第三章详细介绍) 激光导引的工作原理 AGV路径规划 Winlay的三个功能： u定义layout中的小车路径 u定义小车如何导引 u产生基本的block信息给TM使用 AGV路径规划 组成路径系统的要素： u点点 u段段 uStationStation站台站台 uClusterCluster，串或簇，串或簇 uAreaArea，区域，区域 uGI-pointGI-p

16、oint， uNavigationNavigation，导航区域，导航区域 uIgnore False LineIgnore False Line，错误忽视线，错误忽视线 uReflector wallReflector wall，反射墙，反射墙 AGV交通管理 交通管理的目的： u控制AGV系统的运输流量 u防止AGV冲突或相撞 u探测死锁状态，以使车辆管理系统能够处理。 AGV交通管理 交通管理功能包含： 一个段表：描述layout中连接点的所有路 径 三个BUFFER： TM carrier buffer，segment buffer和 point buffer AGV交通管理 交通管理

17、段的处理 u向TM请求段 uTM分配段 AGV交通管理 段的分配（四个条件） u段没有被分配给其他小车 u段的终点没有被分配给其他小车 u段没有被其他小车block u段没有被任何SSIO阻塞 标记为“占用”occupid：段和段的终点 占用存储：占用列表被存储于：buffer内存 AGV交通管理 段的分配顺序如何工作： 一、TM的优先级分配 每车有两个优先级值 u段的分配优先级 uPush优先级 u数字1（最高）到数字5（最低） AGV交通管理 由由Carrier Manager设置优先级设置优先级 AGV交通管理 十个序列中的优先级评估：十个序列中的优先级评估： Allocation pr

18、iority 1, STARVING, 首先评估. Allocation priority 1, PENDING Allocation priority 2, STARVING Allocation priority 2, PENDING Allocation priority 3, STARVING Allocation priority 3, PENDING Allocation priority 4, STARVING Allocation priority 4, PENDING Allocation priority 5, STARVING Allocation priority 5,

19、 PENDING, 最后评估. AGV交通管理 小车的五个状态：小车的五个状态： uUNKNOWN uLOST uSATISFIED uPENDING uSTARVING AGV交通管理 段和点的释放：段和点的释放： u段的释放：当参考点到达段的终点段的释放：当参考点到达段的终点 u段的起始点的释放：段的起始点的释放：1、不再被占用；、不再被占用；2、小车在段、小车在段 上行驶过一段指定的距离（在上行驶过一段指定的距离（在winlay中定义为中定义为Point Release Distance ） 通常这个距离被设置为小车的最大长度通常这个距离被设置为小车的最大长度+安全边际安全边际+定位定位

20、 误差等（如下图）误差等（如下图） AGV交通管理 Point Release Distance： 1、安全边际（、安全边际（2*300mm） 2、车辆长度、车辆长度 3、摇摆偏差（、摇摆偏差（200mm） 4、计算误差（、计算误差（20mm） 5、探测器区域、探测器区域 AGV交通管理 交通管理和阻塞（交通管理和阻塞（blocking）：）： 什么是阻塞？什么是阻塞？ u目的：防止小车相撞目的：防止小车相撞 u基本原则：一个被占用的段不能被分配给另一台小基本原则：一个被占用的段不能被分配给另一台小 车车 u小车的几何参数也决定阻塞的产生小车的几何参数也决定阻塞的产生 AGV交通管理 段阻塞的

21、四个条件：段阻塞的四个条件： 1、Layout产生的阻塞产生的阻塞 AGV交通管理 段阻塞的四个条件：段阻塞的四个条件： 2、路径产生的阻塞、路径产生的阻塞 AGV交通管理 段阻塞的四个条件：段阻塞的四个条件： 3、SSIO产生的阻塞产生的阻塞 AGV交通管理 段阻塞的四个条件：段阻塞的四个条件： 4、ACK-point cluster产生的阻塞产生的阻塞 用于解除死锁，只关心被分配的段的终点的状态用于解除死锁，只关心被分配的段的终点的状态 AGV交通管理 阻塞释放：阻塞释放： u阻塞由阻塞由NT8000中的中的TM模块进行管理模块进行管理 u自动释放，特殊情况下允许手动释放自动释放，特殊情况

22、下允许手动释放 u释放的含义是：所有被占用的点和段的状态被设置释放的含义是：所有被占用的点和段的状态被设置 为为“free” LS5 LS5 LS5和LS4的比较 1、底座尺寸相同，可替换安装 2、 LS5 比 Laser Scanner 4 高9mm 3、 LS5 使用新型的连接器 LS5 LS5的接线 LS5 LS4的接线 反射板：激光导 引系统中的 路标。标准 长度：750mm， 标准宽度： 37mm（扁平 式反射板） 反射板及布置 如上图所示，对于探测距离设置为25米的情况，在正负45 度范围内，可达到最大探测距离25米；在45度到60度之间， 反射板的可见距离为15米；在60度到75

23、度之间，其最大可 见距离为5米。通常情况下，为简化计算，取正负54度为有 效可见距离。 反射板及布置 实际上，反射板的最大探测距离可达到70米，但是由于地面等原因， 在这种情况下反射板必须加长，因此一般多用于室外。这种情 况下还有一个弊端：更容易产生错误反射板信息。 反射板及布置 反射板分布好与不好 1、至少4块，推荐4-7块反射板 2、每一个90度扇形区域有一块反射板 反射板及布置 Double反射板：两块较近的反射板 反射板及布置 反射板应用： n柱子 反射板及布置 反射板应用： n柱子 反射板及布置 反射板应用： n墙 三种类型 n45度 Dv=5d or 6d n背靠背 相距很远 n平行 Dv=3.7d 反射板及布置 反射板应用： 45度： Dmax =2* d