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西門子PLC模塊6ES7231-5ND32-0XB0

西門子PLC模塊6ES7231-5ND32-0XB0

在工控領(lǐng)域，公司以精益求精的經(jīng)營理念，從產(chǎn)品、方案到服務(wù)，致力于塑造一個“行業(yè)專家”品牌，以實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。

車載控制器是電氣控制系統(tǒng)乃至整個 AGV 的核心，那么車載控制器是什么呢？國家標準GBT 30030-2013《 自動導引車(AGV)術(shù)語》中定義AGV為“由計算機控制的運輸工具”，所以車載控制器本質(zhì)上就是一個計算機。然而計算機也可細分為好多種。根據(jù)筆者的經(jīng)驗，從硬件角度劃分，AGV目前采用的車載控制器基本分為以下三種：

　　1. PLC：代表產(chǎn)品如西門子公司的 S7-1200和1500系列，使用的 AGV 廠家有佳順、嘉騰。PLC 以穩(wěn)定性好、可靠性高著稱，但是它的強項是邏輯控制，一般只能做簡單的運動控制和數(shù)值計算，開發(fā)難度不大，但是PLC開放性差（不容易擴展自己的軟件功能和硬件模塊）。西門子 PLC 的價格大概在2000~14000元左右。

　　2. 工控機：代表產(chǎn)品如倍福公司的 CX5130、CX5020，使用的廠家有昆船、新松、艾吉威、羅伯特木牛流馬、成都航發(fā)。工控機本質(zhì)上就是一臺個人電腦，只不過經(jīng)過特殊的設(shè)計使其具有很強的抗*力，可以用于振動、電磁輻射等惡劣的工業(yè)環(huán)境。工控機結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧，其可以運行通用的操作系統(tǒng)，比如 Windows、Linux。以倍福為例，安裝它的 TwinCAT 控制軟件后，會在 Windows 操作系統(tǒng)中插入實時內(nèi)核，將電腦變成適合工業(yè)控制的實時控制系統(tǒng)。由于采用了通用的硬件和操作系統(tǒng)，工控機的靈活性好（例如新松就購買了倍福的軟PLC核，硬件則使用了研華的工控機），開發(fā)難度較小。倍福工控機的價格昂貴，一般在5000~30000元左右，而且收費項目繁多，例如你用一個小的軟件功能（例如TCP/IP通信）都要額外付費。

　　3. 單片機：一般是各AGV廠家基于ARM、DSP等芯片自己開發(fā)，使用的廠家有海通、艾吉威、機科。PLC和工控機的價格昂貴，僅僅一個CAN總線通訊模塊可能就要數(shù)千元。相比而言，單片機就低廉得多，采用好的芯片，加上外圍器件硬件成本多也不過數(shù)百元左右。但是單片機的方案對開發(fā)人員的要求較高，需要一定的開發(fā)投入。PLC編程一般采用梯形圖，而工控機可以安裝軟PLC采用梯形圖開發(fā)也可以采用C++等高級語言開發(fā)，單片機當然也可以安裝軟PLC系統(tǒng)或者直接用C語言開發(fā)。而且你還要花費很多精力設(shè)計調(diào)試各種底層通訊程序，開發(fā)難度大。

　　上面的分類并不意味著三者是涇渭分明的，例如 PLC 的內(nèi)部電路就是一個單片機；而工控機的編程語言很可能就采用了 PLC 常用的梯形圖、ST等語言；單片機上面也可以裝載嵌入式實時操作系統(tǒng)，從而形成一個強大的多任務(wù)計算機。所以，雖然它們各有自己適用的領(lǐng)域，但是相互之間也會取長補短，演變成你中有我我中有你的局面。

　　當然，現(xiàn)在市場上有專門的AGV控制器（或者叫導航控制器），例如美國NDC的CVC600，瑞士BlueBotics的ANT、浙江科聰智能的 MRC5000，上海仙知機器人的SRC。與通用的工業(yè)運動控制器或PLC相比，這類控制器集成了成熟的導航和運動控制算法（例如激光定位算法、麥克納姆輪控制算法），為用戶省去很多工作，而且它們的穩(wěn)定性和防護等級更高，但其價格也較高（1萬~6萬元）。

1.2 西門子 S7-1200 PLC

　　筆者選擇西門子的 S7-1215C 型 PLC 作為 AGV 的車載控制器（以后簡稱為S1200），如下圖所示。由于西門子的產(chǎn)品型號非常豐富，各個型號在接口種類、性能等方面有細微的差別，在購買時為了準確描述具體是哪個型號，使用訂貨號。西門子每種產(chǎn)品都有一個一的訂貨號，在采購時只需要提供這個編號即可。在西門子的編程軟件中也可根據(jù)訂貨號查找對應(yīng)的型號。當然，使用西門子的產(chǎn)品也有一些缺點，比如它的PLC是通用產(chǎn)品，并不是針對車輛控制而專門設(shè)計的。低端開發(fā)板都具有的RS485、CAN、以太網(wǎng)等通訊接口，西門子PLC卻要付出昂貴的代價。而且西門子的產(chǎn)品開放性非常差，想實現(xiàn)函數(shù)復用和調(diào)用第三方庫、可視界面定制設(shè)計基本沒門。所以，西門子PLC并不適合作為車載控制器，也可以說西門子PLC并不是為機器人控制而生的，以后的AGV也會逐步淘汰西門子PLC，本文僅利用其穩(wěn)定可靠的性能的較低的價格作為功能驗證。在實際的工程項目中，筆者會選擇Codesys的PLC或者自己從底層開發(fā)，這樣可以實現(xiàn)自己想要的諸多功能。

名稱 訂貨號 價格

西門子1200 CPU 6ES7215-1AG40-0XB0 3400元

　　想了解 S1200 的功能特性和參數(shù)設(shè)置可以閱讀書籍《S7-1200 PLC 編程及應(yīng)用》或者文檔《S7-1200可編程控制器系統(tǒng)手冊》。讓筆者感到奇怪的是，網(wǎng)上竟然找不到這個手冊的完整版本（全長1862頁），所以我把它上傳了供大家免費下載，點擊這里下載。

　　想對PLC進行設(shè)置或編程，需要使用網(wǎng)線將 S1200 與上位機連接，只需要將上位機的 IP 地址設(shè)置為與 PLC 同一網(wǎng)段即可。S1200 一般出廠默認的 IP 地址是 192.168.0.1，所以可以將你的電腦的 IP 設(shè)置為 192.168.0.2。

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