隨著科技的發(fā)展，工業(yè)自動化水平的不斷提高，如何應對不斷增長的人力成本，降低物流費用，提高生產(chǎn)效率，提高制造業(yè)企業(yè)的效益，成為各個公司亟待解決的問題．在汽車組裝車間使用ＡＧＶ自動導向車按順序運送每臺汽車所需零部件到生產(chǎn)線，再由工人把零件組裝成整車，這是日產(chǎn)２００５年引進的ＩＦＡ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＦａｃｔｏｒｙＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ）理念［１］，確定了“零部件合理化”和“廉價自動化”兩大主題．自動導向車的廣泛使用，方便作業(yè)人員拿取零部件，減輕勞動強度．通過生產(chǎn)、物流現(xiàn)場及設備制造等各個環(huán)節(jié)，通過相互緊密協(xié)作，使得物流速度加快，物流時間縮短，占用空間縮小，大大節(jié)省成本，實現(xiàn)物流環(huán)節(jié)的合理銜接并取得最佳經(jīng)濟效益，從而增加企業(yè)利潤［２］．

１ＡＧＶ自動導向車的組成

ＡＧＶ自動導向車主要機械部分由車身、控制面板、驅(qū)動輪、充電蓄電池組成．電氣部分由ＰＬＣ、伺服電機、傳感器、喇叭、無線發(fā)射裝置組成（圖１）．ＡＧＶ自動導向車采用固定導引線方式［３］，原理是在ＡＧＶ自動導向車行駛路徑上埋設磁帶，通過安裝在底盤的磁感應傳感器，ＡＧＶ自動導向車感知磁場強度的強弱，作為糾偏輸入信號，進而控制ＡＧＶ自動導向車的行駛．ＡＧＶ自動導向車運行線路上垂直于主線路設置有３條不同磁極的短磁條，行駛過程中車身磁極感應器將其轉化為減速、停止、加速等不同速度指令．車頭安裝有障礙物傳感器，實現(xiàn)對前方料車、人等障礙物的識別，當遇到障礙物時發(fā)出停車指令從而保護人和車輛安全．目前大多數(shù)試驗性ＡＧＶ的研究都依賴于有線的通訊系統(tǒng)控制和反饋數(shù)據(jù)，將上位機安裝在車體上，占用車體空間，且對硬件要求較高，導致了在ＡＧＶ運行時難以迅速有效地進行人工干預，控制方式不靈活［４］，本文引入無線通訊技術從而提高了控制的靈活性，車載ＰＬＣ把ＡＧＶ自動導向車所在位置、電池電量、故障信號通過無線局域網(wǎng)發(fā)送到上位工控機，工控機可對ＡＧＶ車進行速度控制、狀態(tài)調(diào)整，實現(xiàn)計算機遠程監(jiān)控。

２ＰＬＣ無線通訊的選型與設計

可編程控制器（ＰＬＣ）作為工業(yè)控制專用的電子設備，由于其結構簡單、可靠性高、易于編程、調(diào)試方便，成為工業(yè)現(xiàn)場最主要的控制裝置，在工業(yè)控制現(xiàn)場已廣泛應用．同時ＰＬＣ具有較好的通信功能，在工業(yè)現(xiàn)場設備分布分散，不具備架設線纜的條件下，利用無線通信功能可方便地將現(xiàn)場信號接入監(jiān)控管理系統(tǒng)．ＡＧＶ自動導向車控制系統(tǒng)采用ＯＭＲＯＮ公司的ＣＰ１Ｈ系列ＰＬＣ．該ＰＬＣ帶有模擬量輸入／輸出，ＵＳＢ口可供上位計算機編程，還帶有２個可擴展的串口接口，配合工業(yè)無線串口轉換設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收發(fā)送．在每臺ＡＧＶ自動導向車上安裝有無線串口轉換設備，負責ＰＬＣ串口數(shù)據(jù)的轉換，并將數(shù)據(jù)通過無線信號發(fā)送至ＡＧＶ行走軌道線路旁最近的無線接入點ＡＰ．環(huán)形軌道周圍可以布置多個鏈接到以太網(wǎng)的無線接入點ＡＰ，每臺ＡＧＶ自動導向車在沿軌道運行中尋找最近的無線接入點ＡＰ，并且根據(jù)信號的強度自動切換接入點，實現(xiàn)無縫快速漫游功能．無線接入點ＡＰ負責接收ＰＬＣ數(shù)據(jù)并通過交換機傳至上位計算機．無線串口轉換設備和無線接入點ＡＰ通過８０２．１１ａ／ｂ／ｇ及ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議實現(xiàn)通訊，最終由上位機完成ＰＬＣ監(jiān)控和ＡＧＶ管理．

３上位機功能

上位機的功能是用來監(jiān)控ＡＧＶ車運行狀態(tài)和控制ＰＬＣ．上位機通信使用主從總線通信方式，以上位機作為工業(yè)局域網(wǎng)的主站，通過無線串口轉換設備及無線ＡＰ連入該網(wǎng)的所有ＡＧＶ車上的ＰＬＣ皆為從站（圖２）．在本系統(tǒng)中，上位機監(jiān)控各個ＡＧＶ自動導向車的運行狀態(tài)，由于ＡＧＶ自動導向車之間是獨立運行的，它們之間無數(shù)據(jù)交換，故屬于主從通信．主站與從站建立好連接后，采用應答方式進行通信，主站發(fā)出命令幀，從站使用響應幀應答，命令幀或響應幀中包含相應的數(shù)據(jù)即可使需要交換的數(shù)據(jù)送至對方．上位機在正常運行過程中使用輪詢方式進行通信，以避免通信總線發(fā)生沖突，確保定時刷新從站ＰＬＣ中的信息．對于ＰＬＣ主動發(fā)出的報警或者異常信息，上位機采用中斷方式進行處理，實現(xiàn)通信．上位機向ＰＬＣ發(fā)出接收數(shù)據(jù)的指令，ＰＬＣ判斷是否正確，如果正確則向上位機傳送數(shù)據(jù)，上位機接收到數(shù)據(jù)也同樣判斷是否來自ＰＬＣ發(fā)出的正確指令，如果正確則上位機和ＰＬＣ雙向?qū)崿F(xiàn)通信線路的建立．上位機控制流程如圖３所示．

４上位機程序設計

用ＶｉｓｕａｌＣ＋＋實現(xiàn)端口初始化的源代碼［５］如下ＢＯＯＬＣｓｅｒｉａｌ：：Ｏｐｅｎ（ｉｎｔｎＰｏｒｔ）／／ｎＰｏｒｔ為計算機串行通信端口號ｎｐｏｒｔ＝１為端口１，ｎｐｏｒｔ＝２為端口２｛ＣｈａｒｓｚＰｏｒｔ［１５］；ＤＣＢｄｏｂ；ｍ＿ｈＩＤＣＣｏｍＤｅｖ＝ＣｒｅａｔｅｒＦｉｌｅ（ｓｚＰｏｒｔ，ＧＥＮＥＲＩＣ＿ＲＥＡＤ｜ＧＥＮＥＲＩＣ＿ＷＲＩＴＥ，０，ＮＵＬＬ，ＯＰＥＮ＿ＥＸＩＳＴＩＮＧ，ＦＩＬＥ＿ＡＴＴＲＩＢＵＴＥ＿ＮＯＭＡＬ｜ＦＩＬＥ＿ＦＬＡＧ＿ＯＶＥＲ－ＬＡＰＰＥＤ，ＮＵＬＬ）；ｄｃｂ．ＤＣＢｌｅｎｇｔｈ－ｓｉｚｅｏｆ（ＤＣＢ）；ＧｅｔＣｏｍｍＳｔａｔｅ（ｍ＿ｈＩＤＣｏｍｄｅｖ，＆ｄｃｂ）；／／取得通信資源當前設置ｄｃｂ．ＢａｕｄＲａｔｅ＝９６００；／／設定數(shù)據(jù)傳輸速率為９６００ｄｃｂ．Ｂｙｔｅｓｉｚｅ＝７；／／７數(shù)據(jù)位ｄｃｂ．Ｐａｒｉｔｙ＝２；／／偶校驗ｄｃｂ．ＳｔｏｐＢｉｔｓ＝０；／／設定１個停止位ｉｆ（ＳｅｔＣｏｍｍＳｔａｔｅ（ｍ＿ｈＩＤＣｏｍＤｅｖ，＆ｄｃｂ））ｒｅｔｕｒｎ（ＴＲＵＥ）；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ（ＦＡＬＳＥ）；／／設置端口，若設置成功則返回ＴＲＵＥ，否則返回ＦＡＬＳＥ｝握手聯(lián)絡ＶｉｓｕａｌＣ＋＋語言的源代碼如下ＢＯＯＬＣＮＴＪＤｌｇ：：ＲｅａｄＦｏｒｍＰＬＣ（ｃｈａｒ＊Ｒｅａｄ＿ｃｈａｒｃｈａｒ＊Ｒｅａｄ＿ａｄｄｒｅｓｓ，ｉｎｔＲｅａｄ＿ｂｙｔｅｓ）｛ＣｓｅｒｉａｌＳｅｒｉａｌ；／／用戶串行通信的類Ｃｈａｒｒｅａｄ＿ＢＵＦＦＥＲ；ｉｆ（Ｓｅｒｉａｌ．Ｏｐｅｎ（２））／／初始化串行通信口ＣＯＭ２｛Ｓｅｒｉａｌ．ＳｅｎｄＤａｔａ（＆ＥＮＱ＿ｒｅｑｕｅｓｔ，１）；／／發(fā)送聯(lián)絡信號Ｓｌｅｅｐ（１０００）；／／等待１ｓＳｅｒｉａｌ．ＲｅａｄＤａｔａ（＆ｒｅａｄ＿ＢＵＦＦＥＲ，１）；／／讀取ＰＬＣ響應信號Ｉｆ（ｒｅａｄ＿ＢＵＦＦＥＲ＝＝ＡＣＫ）／／如果ＰＬＣ響應信號等于ＡＣＫ，則對ＰＬＣ進行操作｛Ｓｅｒｉａｌ．Ｃｌｏｓｅ（）；／／操作完畢，關閉通信口Ｒｅｔｕｒｎ（ＴＲＵＥ）；／／成功｝ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ（ＦＡＬＳＥ）；／／失敗｝｝