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马金平（1978－）

    男，广东深圳人，硕士，深圳职业技术学院机电学院自动化系教师，研究方向为机械电子工程、机器人。

近年来，运动控制技术作为自动化技术的一个分支，已进入高速发展阶段，运动控制器就是应运而生的一个独立的控制类产品，随着其不断地发展，低成本、高可靠性和灵活性的工业网络运动控制器被研制出来，同时在许多控制设备和过程控制系统中得到了广泛的应用和发展[1][2]。

基于网络运动控制器可以直接在现场通过网络来实现各种控制功能[3]，即可以真正实现全分布式控制，全分布式控制允许用户将控制器放置在设备附近，极大地降低连线费用，提高控制系统的可靠性，并大大提高灵活性。本文研制的基于网络控制平台的立体仓库控制系统体现了网络运动控制器的应用价值和应用前景。

1  自动化立体仓库的系统设计

立体仓库系统由立体仓库主站系统和仓库从站系统及网络控制平台（总线通信控制平台）共同组成，立体仓库系统结构如图1所示。

立体仓库的主站的机械系统主要是安装工业计算机的移动控制平台，而工业计算机属于主站控制设备，完成对从站系统的控制与监控；从站是立体化仓库的核心部分，机械部分是完成仓库的动作部分，包括X、Y轴的定位（完成对叉车的定位）、叉车的伸进伸出、叉车平台上货物的传动、交换台的动作等。从站这边控制部分是接收主站命令而完成动作，并把从站设备的运动状态反馈回主站设备，主站完成监控功能。立体仓库的主站设备和从站设备通过PROFIBUS总线连接。

图1  立体仓库系统结构

1.1  主站控制系统设计及软件实现

自动化立体仓库主站控制系统由工业计算机和通信主卡共同构成。网络运动控制器的通信主卡插入工业计算机主板上的PC104插槽内，在计算机上安装通信主卡的驱动程序，对通信主卡进行配置使其处于正常工作状态，从而计算机和通信主卡共同构成了通信主站控制系统。

从站系统由网络运动控制器通信从卡、运动控制卡和驱动装置共同构成,通信从卡由PC104接口与运动控制器连接，运动控制器与电机驱动器相连，如图1所示。

立体仓库的控制软件由主站监控程序和从站控制程序两部分组成，主站系统进行运动规划和监控，而从站收到运动规划后进行大量的计算，然后执行动作。

立体仓库主站控制程序的功能：编制动作任务，动作任务的分解，动作任务调度及下达，从站运行状态的监控（仓库仓位状态、仓库小车当前位置、故障报警）。

图2是主站控制程序的流程图。

2  从站控制系统设计及软件实现

自动化立体仓库从站控制系统由PROFIBUS DP通讯从卡、工控板及运动控制卡组成，网络运动控制器的通信从卡和从站系统的工控板连在一起，使其能接受到主站的命令，按主站的要求进行大量的计算，然后输出正确的动作指令。

从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馈。从站运行环境是DOS，这是一个单任务的操作系统，可以方便的执行实时控制任务。图3是从站的控制程序流程图。

图2  仓库主站控制程序流程图

  图3  立体仓库从站控制程序流程图

3  结论

网络化、远程控制和监控成为新型工业自动化装备的主流发展方向，本文应用网络运动控制器，设计了自动化立体仓库控制系统，在设计开发过程中得出以下结论：应用网络运动控制器设计了网络运动控制器通信控制平台。通信控制平台由主站系统、从站系统共同构成，采用主从结构的PROFIBUS DP控制方式，在通信过程中，主站发送控制指令而从站接受命令并执行，并可将从站运行状态反馈回主站，从而主站可以实时监控。从站由通信从卡、运动控制卡和驱动系统共同构成，将这种控制平台应用于自动化立体仓库控制系统中，成功地实现了远程控制与监控，同时降低了成本，提高了系统的可靠性和兼容性，为网络运动控制器的应用提供了一个参考。

其他作者：陈伟（1967―），女，博士，河北乐亭人，深圳职业技术学院副教授。

参考文献

[1] 郝晓弘, 马向华. 现场总线的特点与现状[J]. 工业控制计算机.2001,(1):7~8.

[2] 现场总线PROFIBUS专业委员会.运用PROFIBUS-DP实现分散自动化[M].中国机电一体化技术应用协会.2000:8~40.

[3] 孙燕林,罗利文. PROFIBUS总线在城市垃圾处理自动控制系统中的应用[J]. 电气自动化.2003,(6):50~52.