馬金平（1978－）

    男，廣東深圳人，碩士，深圳職業技術學院機電學院自動化系教師，研究方向為機械電子工程、機器人。

近年來，運動控制技術作為自動化技術的一個分支，已進入高速發展階段，運動控制器就是應運而生的一個獨立的控制類產品，隨著其不斷地發展，低成本、高可靠性和靈活性的工業網絡運動控制器被研制出來，同時在許多控制設備和過程控制系統中得到了廣泛的應用和發展[1][2]。

基于網絡運動控制器可以直接在現場通過網絡來實現各種控制功能[3]，即可以真正實現全分布式控制，全分布式控制允許用戶將控制器放置在設備附近，極大地降低連線費用，提高控制系統的可靠性，并大大提高靈活性。本文研制的基于網絡控制平臺的立體倉庫控制系統體現了網絡運動控制器的應用價值和應用前景。

1  自動化立體倉庫的系統設計

立體倉庫系統由立體倉庫主站系統和倉庫從站系統及網絡控制平臺（總線通信控制平臺）共同組成，立體倉庫系統結構如圖1所示。

立體倉庫的主站的機械系統主要是安裝工業計算機的移動控制平臺，而工業計算機屬于主站控制設備，完成對從站系統的控制與監控；從站是立體化倉庫的核心部分，機械部分是完成倉庫的動作部分，包括X、Y軸的定位（完成對叉車的定位）、叉車的伸進伸出、叉車平臺上貨物的傳動、交換臺的動作等。從站這邊控制部分是接收主站命令而完成動作，并把從站設備的運動狀態反饋回主站設備，主站完成監控功能。立體倉庫的主站設備和從站設備通過PROFIBUS總線連接。

圖1  立體倉庫系統結構

1.1  主站控制系統設計及軟件實現

自動化立體倉庫主站控制系統由工業計算機和通信主卡共同構成。網絡運動控制器的通信主卡插入工業計算機主板上的PC104插槽內，在計算機上安裝通信主卡的驅動程序，對通信主卡進行配置使其處于正常工作狀態，從而計算機和通信主卡共同構成了通信主站控制系統。

從站系統由網絡運動控制器通信從卡、運動控制卡和驅動裝置共同構成,通信從卡由PC104接口與運動控制器連接，運動控制器與電機驅動器相連，如圖1所示。

立體倉庫的控制軟件由主站監控程序和從站控制程序兩部分組成，主站系統進行運動規劃和監控，而從站收到運動規劃后進行大量的計算，然后執行動作。

立體倉庫主站控制程序的功能：編制動作任務，動作任務的分解，動作任務調度及下達，從站運行狀態的監控（倉庫倉位狀態、倉庫小車當前位置、故障報警）。

圖2是主站控制程序的流程圖。

2  從站控制系統設計及軟件實現

自動化立體倉庫從站控制系統由PROFIBUS DP通訊從卡、工控板及運動控制卡組成，網絡運動控制器的通信從卡和從站系統的工控板連在一起，使其能接受到主站的命令，按主站的要求進行大量的計算，然后輸出正確的動作指令。

從站程序的功能是接收主站的命令，分解命令并向主站送回命令反饋。從站運行環境是DOS，這是一個單任務的操作系統，可以方便的執行實時控制任務。圖3是從站的控制程序流程圖。

圖2  倉庫主站控制程序流程圖

  圖3  立體倉庫從站控制程序流程圖

3  結論

網絡化、遠程控制和監控成為新型工業自動化裝備的主流發展方向，本文應用網絡運動控制器，設計了自動化立體倉庫控制系統，在設計開發過程中得出以下結論：應用網絡運動控制器設計了網絡運動控制器通信控制平臺。通信控制平臺由主站系統、從站系統共同構成，采用主從結構的PROFIBUS DP控制方式，在通信過程中，主站發送控制指令而從站接受命令并執行，并可將從站運行狀態反饋回主站，從而主站可以實時監控。從站由通信從卡、運動控制卡和驅動系統共同構成，將這種控制平臺應用于自動化立體倉庫控制系統中，成功地實現了遠程控制與監控，同時降低了成本，提高了系統的可靠性和兼容性，為網絡運動控制器的應用提供了一個參考。

其他作者：陳偉（1967―），女，博士，河北樂亭人，深圳職業技術學院副教授。

參考文獻

[1] 郝曉弘, 馬向華. 現場總線的特點與現狀[J]. 工業控制計算機.2001,(1):7~8.

[2] 現場總線PROFIBUS專業委員會.運用PROFIBUS-DP實現分散自動化[M].中國機電一體化技術應用協會.2000:8~40.

[3] 孫燕林,羅利文. PROFIBUS總線在城市垃圾處理自動控制系統中的應用[J]. 電氣自動化.2003,(6):50~52.