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AGV智能充电站的研制及应用
[作者: 2013-11-27 点击: 11922 ]




































AGV智能充电站的研制及应用


 


 
摘 要:本文主要介绍了AGV智能充电站的工作原理及PLC控制方式。
关键词:物流系统 智能充电站 PLC
1 概述
  随着国民经济的快速发展,自动化物流系统开始在烟草、化工、家电、医院、汽车等行业得到应用和推广,在物流系统中担负平面运输设备的自动引导车AGV(Automated guidede vechides)是物流系统的重要组成部分,它采用大容量可快速充电的蓄电池作动力,要求有一个智能充电及管理系统,对蓄电池进行运行参数控制,快速充电、活化充放电及定位控制,同时保持与中心控制室和AGV车辆的通信。国内以昆船集团为首研制的自动引导车,成功运行在红河卷烟厂、海尔国际自动化物流系统、淮阴卷烟厂、南京卷烟厂等。对提高企业整体自动化水平和生产效率起到了很好的作用。
  自动引导车原配置的镉镍蓄电池及充电站均采用进口设备,在维护和保养上具有一定不便,现在选用国营第七五五厂生产的镉镍蓄电池,通过一个时期的实际运行比较,发现国产电池在性能上优于进口电池,主要表现为AGV自动引导车的运行时间延长,原运行1小时左右(即放出10%容量)即返回充电站进行充电,现在运行时间超过1个半小时,由此可见国产蓄电池在放电特性上优于进口电池。
  为进一步提高国产化配套程度,七五五厂三十一分厂进一步开发了配套的AGV自动引导车用智能充电站KCA-6系列产品。
2 AGV智能充电站工作原理
  该智能充电站在设计上为保证设备常年连续运行的可靠性,采用西门子PLC主机S7-224及相关模拟量输入、输出模块EM235以及中文文本显示器TD200,其他元器件也均选用国产优质产品。在软件编制上采用了根据电池最佳受电曲线采用模糊控制算法,从而提高了充电效率和系统运行的可靠性。在确保可行性的同时也提高了产品的国产化水平。本产品以中文方式显示各种运行参数及工作状态,更适合中国人的习惯,同时可以通过文本显示器TD200上的轻触键设置各种参数以适应不同种类蓄电池的要求,因而具有灵活的人机对话功能。同时具有大电流2C5(C5为电池容量)快充功能、小电流0.2C5保养均充和放电功能以及待机、快充、均充、放电、充电结束、活化结束、电池电压超限、充电机故障等中文显示信息,可以很好地实现与上位机的通讯,从而实现整个系统的自动化运行。
  AGV智能充电站的工作流程图和原理框图如下:



AGV车载电池

3 智能充电站的PLC控制方式
  智能充电站由PLC控制充电站的运行参数和状态,通过TD200文本显示器来实现各参数的设定,满足不同用户的需要。自动引导车(AGV)车载蓄电池容量仪自动检测蓄电池放出的容量低于下限时与充电站进行通信,采用自动定位系统定位于智能充电站站台,采用快速充电模式进行充电,全过程保持与上位机和AGV自动引导车的通信。
  PLC主机CPU初次上电则自动初始化各参数,然后进入正常工作状态。平时无电池时则通过中文TD200文本显示:“电池电压=0V”、“充电电流=0A”和“待机”信息。
  如果有电池接入则CPU通过文本显示器TD200显示实测值。如电池电压高于设定的电池电压下限值进入快速充电状态,同时TD200显示:“电池电压=××V”、“充电电流=××A”和“快充时间=××分”信息。当充电电流达到预设值后,则CPU判定充电结束,文本显示器TD200显示:“电池电压=××V”、“充电电流=0A”和“充电结束”信息,同时向上位机发出“充电结束”信号。
  当自动引导车AGV开走时,充电站又重新回到待机状态。如果接入电池电压等级不对,则文本显示器显示“电池电压=××V、充电电流=0A”和“电池电压超限”信息,同时向上位机传送“电池电压超限”故障信号。根据电池的实际状态接上位机的通讯信号,进入均充或活化状态, TD200显示“电池电压=××V 充电电流=××A”、“均充时间=××小时”、“活化状态”、“放电时间”、“活化结束”等信息,如CPU检测出主整流器有故障,则TD200显示“电池电压=××V”、“充电电流=0A”和“充电机故障”信息,同时向上位机发出“充电机故障”信号以待维修。
4 主整流器
  本充电站主整流器采用了三相桥式全控整流电路,控制电路采用数字闭环控制触发电路,具有可靠性高、三相平衡性好、相序自适应能力强等优点,同时具有自动限压恒流功能、过压过流保护功能及软起动功能,比之交流稳压直流整流型电路,在主元件选取、工作稳定性、可靠性、安装方便性上均具有优势。
  考虑到大功率器件的散热问题,本智能充电站采用智能强制风冷。
5 技术参数
  输入电压 3Ф380V ±10%
  输出电压 n×Ub(单体电池标称电压1.2V)
  输出电流 DC 2C5
  稳压精度 ≤1%
  稳流精度 ≤1%
  噪 声 ≤50dB
6 结束语
  该智能充电站已成功应用于海尔国际自动化物流中心、红河卷烟厂、淮阴卷烟厂、青岛日报社、羊城晚报社等用户,至今运行良好,具有很高的推广价值。
参考文献
[1] SIMATIC S7-200可编程序控制器系统手册 2000年最新版本
[2] 黄俊 半导体变流技术 机械工业出版社 1989年
[3] 张明勋 电力电子设备设计和应用手册 机械工业出版社 1990年

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