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西门子TIA+Plant Simulation+WinCC完成SIMOVE AGV虚拟调试
发布时间:2024-11-23

使用AGV系统能够给企业带来很多好处,如提高仓储效率,简化物流管理,降低人工成本,提高产品质量等等。近年来,随着中国汽车行业的蓬勃发展,越来越多的国内汽车生产厂家开始采用先进的AGV自动导引车作为装配车间移动的工作平台,提高生产线的混线生产水平,提高生产效率和产品质量。

2、SIMOVE AGV行业标准化解决方案

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AGV系统由一套复杂的控制系统构成,AGV控制系统分为地面(上位)控制系统、车载(单机)控制系统及导航/导引系统,其中,地面控制系统指AGV系统的固定设备,主要负责任务分配,车辆调度,路径(线)管理,交通管理,自动充电等功能;车载控制系统在收到上位系统的指令后,负责AGV的导航计算,导引实现,车辆行走,装卸操作等功能;导航系统为AGV提供juedui或相对位置及航向。综合起来,AGV系统可分为三大部分:移载控制,上位主控系统以及导航控制。

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在实际应用中,AGV系统还必须与企业现有的生产、控制和自动化平台进行集成,并且必须具有很高的可靠性和可用性,还必须满足工厂安全要求。这都给AGV系统的应用和实施提出了严峻的挑战。应对这些挑战的答案是西门子SIMOVEAGV系统平台。SIMOVE AGV系统平台是以通用控制器(如S71200/S71500)为基础,基于TIA Portal软件平台的主控系统和集成周边设备的系统平台,能够保证实时通信、实现数据增值,通过包含软硬件及服务的一揽子技术方案为客户在AGV应用领域提供整体解决方案。

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西门子SIMOVE AGV系统平台能够帮助AGV制造商和最终用户能够“开箱即用”地自动化他们的AGV应用程序,其特点如下:

§   基于西门子自动化和驱动组件的成熟自动化概念

§   将不同供应商的AGV轻松集成到一个通用车队管理系统中

§   开放的第三方集成接口,如导航、驱动器和传感器

§   支持各种导航和定位系统,如固定轨道、激光制导和RTL

§   基于工业标准的通信,如TCP/IP和PROFINET

§   故障保护和非故障保护数据的同时WIFI通信

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SIMOVE AGV包含以下功能模块:

§   移载控制自动化软件库

§   用于主控的车队管理软件

§   导航软件

§   维护软件应用程序

§   接口规范

§   含推荐硬件的部件清单

§   系统描述和用户指南

§   为AGV制造商和最终用户提供手把手培训

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西门子SIMOVE AGV系统整体解决方案提供完整的软硬件支持,下图是推荐的硬件列表,包括PLC+IO、IPC、驱动、通信、安全、电池以及HMI(人机界面)。

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1. 移载控制包括,包括驱动控制,安全集成等

基本功能

通信

路径管理

驱动机构

能源供应

安全功能

2. 主控管理包括可视化,路径规划,车队管理等,可基于PLC或PC来实现

订单管理

路径规划

工厂和路径可视化

机器安全

诊断

与外部过程控制的互连

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3. 导航控制包括寻址、定位、装卸载管理等

装卸载功能:定位、路线跟踪、避障

地图管理

路线管理

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SIMOVE提供了一个用于KPI监控的仪表板,用于确定每个AGV的zuijia调度顺序、包括每个AGV的状态和位置的路线信息、系统警报和设备图。它将多个AGV学科整合在一个统一的系统,在一个统一的硬件平台上实现自动化和导航的结合;使用适当的操作系统,如Linux,用于基于PC的导航和PLC上的控制,以实现自动化;支持PROFIsafe安全集成。

3、Plant Simulation虚拟调试SIMOVE AGV系统

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大家知道,制造业面对着越来越激烈的竞争,产品变得越来越复杂,种类也越来越多,响应地,产品的生产制造过程也越来越复杂,需要更柔性化的生产方式面对瞬息万变的市场需求。而AGV可以帮助企业将刚性生产线转变为柔性化生产方式,但AGV系统本身就是一个复杂的系统,更不用说还要连接到复杂的生产过程中;因此,在实际AGV系统实施部署前,在虚拟环境中利用数字化双胞胎模型对AGV系统方案和业务场景进行测试和仿真验证是十分必要和有益的。

西门子Plant Simulation是对生产过程和物流系统进行建模仿真的专业工厂仿真软件工具,用于创建工厂生产物流系统的数字化双胞胎模型,对其进行仿真、分析和优化,洞察系统特征并优化其性能。Plant Simulation具有面向对象的三维建模功能和强大的随机数理统计分析功能,内置丰富的基本对象和应用对象库;在不中断生产的前提下或在实际生产系统安装前,进行系统建模、运行仿真试验和假设预案,运用内置的强大分析和优化工具评估各种生产方案。

Plant Simulation可以仿真各种规模的工厂和生产线,可以对各种生产物流系统的生产节拍、批量、生产单元、物料配送等进行仿真、分析和优化。可以在考虑不同大小的订单与混流生产的复杂情况下优化生产布局、资源利用率、产能以及整个物流和供需链。

图片Plant Simulation具有开放的系统架构,提供了与外部数据平台交互的一系列数据接口,通过这些接口和集成能力,可以建立Plant Simulation与外部的数据以及数据库系统之间的信息通道,实现仿真模型与外部数据以及系统的信息集成。图片Plant Simulation带有PLCSIM_Advanced接口对象,可以在仿真模型和PLC之间交换数据。使用PLCSIM Advanced接口对象,可以使用TIA Portal中的STEP7配置CPU,对应用程序逻辑进行编程,然后将硬件配置和程序加载到虚拟控制器中,运行程序逻辑,观察输入和输出的仿真效果,对程序进行验证和优化。西门子SIMOVE AGV系统平台是以PLC为基础,基于TIA Portal软件平台的自动化解决方案;Plant Simulation通过PLCSIM_Advanced接口对象可以很容易地实现与SIMOVE AGV系统集成,在虚拟环境中进行业务场景设计和测试,无需进行物理原型就可以查看、测试各种场景、环境和变量;及时响应和展示工程更改带来的影响;在实际系统安装前进行虚拟调试,提前发现问题解决问题,缩短现场调试时间,加快系统实施速度。下面通过一个示例介绍Plant Simulation如何对SIMOVEAGV系统进行虚拟调试的过程和步骤。

创建PLCSIMAdvanced实例, 命名如:Simove_MC

在TIAPortal中检索并打开本AGV系统的PLC项目(已预先建好),如下所示:

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在TIAPortal中下载AGV系统的主控程序PLC代码到PLCSIM Advanced实例:

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从TIAPortal启动WinCC HMI仿真:

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打开本AGV系统的Plant Simulation模型(已预先建好),如:

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Plant Simulation模型中包括了物料流和AGV路径布局。

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在PlantSimulation中通过PLCSIM_Advanced接口对象激活PLCSIM Advanced的连接;初始化后,AGV被放入车库,仿真停止。

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从EventController中启动仿真,PLC中的主控程序现在可以控制仿真模型中的AGV了。

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虚拟验证:AGV管理系统功能验证。仿真运行时在HMI上同步显示AGV位置监控的详细信息,同时显示与工作站点的通信状况信息。

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虚拟验证:通过HMI与AGV系统交互,向仿真发送命令运行仿真,以验证自动化系统。如在本例中,在HMI中选中AGV1,按下维护键,AGV1将进入维护区域;在Plant Simulation模型中,AGV1将进入维护区域。

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虚拟验证:从仿真模型向自动化系统发送信号来验证PLC代码。如在本例中,一旦AGV1达到IP40(维护区域),在HMI中可以看到,外部信号丢失,该信号对应于AGV上的脚踏开关;在Plant Simulation中,按下Maintance completed按钮,AGV1维护完成将被释放进行正常工作。

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另外,使用Plant Simulation AGV模型,还可以执行“What-If”假设分析并对AGV系统的以下问题进行分析优化:

AGV的zuijia控制策略是什么?需要多少辆AGV?太多的AGV会互相阻塞吗?



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