本文介紹自動導引車（AGV）控制系統的實現過程，分為硬件搭建和軟件設計兩部分。

（一）車載控制器
1.1 車載控制器的類型車載控制器是控制系統乃至整個 AGV 的核心，那么應該選擇哪種控制器呢？根據筆者的經驗，從硬件角度看，AGV采用的車載控制器基本分為以下三種：

1. PLC：代表產品例如西門子公司的 S7-1200和1500系列，使用 AGV 廠家有佳順、嘉騰。PLC 以穩定性好、可靠性高著稱，但是它的長項是邏輯控制，一般只能做簡單的運動控制。西門子 PLC 的價格大概在2000元~12000元左右。
2. 工控機：代表產品例如倍福公司的 CX5130，使用廠家有昆船、羅伯特木牛流馬。工控機其實就是一臺電腦，只不過經過精心的設計使其具有很強的抗干擾能力，可以用于振動、電磁輻射等惡劣的工業環境。工控機結構緊湊、體積小巧，其可以運行通用的操作系統，比如 Windows、Linux。以倍福為例，安裝它的 TwinCAT 控制軟件后，會在 Windows 操作系統中插入實時內核，將電腦變成適合工業場合的實時控制系統。倍福工控機的售價大概在5000到30000元左右。
3. 單片機：代表產品例如 STM32，使用廠家有海通、機科。相比前兩者，單片機的價格低廉，加上外圍器件成本Zui多也不過千元左右。使用單片機的一個缺點是，如果要做成成熟的產品，你需要花費很多精力設計外部電路以及各種底層算法。軟件開發環境可能會差一些。
上面的分類并不意味著三者是涇渭分明的，例如 PLC 的核心芯片可能就是一個單片機；而工控機的編程語言很可能就采用了 PLC 領域使用的梯形圖、ST等語言；單片機上面也可以裝載操作系統，從而形成一個完整的控制器。所以，雖然它們各有自己適用的領域，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，現在市場上有專門的AGV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，為用戶省去很多工作，而且其穩定性和防護等級更高，但其價格也較高（2萬~6萬元）。

　1.1 西門子 S7-1200 PLC我選擇西門子的 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，zuihao使用訂貨號。西門子每種產品都有一個唯一的訂貨號，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訂貨號查找對應的型號。當然，使用西門子的產品也有一些缺點，比如它的PLC是通用產品，并不是針對車輛控制而專門設計的。淘寶上一個100元的ARM開發板都具有RS485、CAN、以太網接口，而西門子卻要為此付出昂貴的代價，西門子的產品開放性非常差。所以，以后的AGV會逐步淘汰西門子的產品。

　??什么是上位機和下位機？
有些設備能夠訪問其它的設備，比如讀取內存中的數據、向內存寫數據，這樣的設備具有較高的權限和地位，因此被稱為上位機。有些設備只能被其它設備訪問，而沒有訪問其它設備的權力，這樣的設備就稱為下位機。在本文中，PLC就是下位機，而編程計算機就是它的上位機。
想對PLC進行設置或編程，需要使用網線將 S1200 與上位機連接，只需要將上位機的 IP 地址設置為與 PLC 同一網段即可。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 設置為 192.168.0.2。對于 AGV 這種移動設備，通常會采用無線通訊，例如接收調度系統的控制指令。無線通信方式有 WIFI、ZigBee等等。由于 WIFI 在實際中使用較多，我介紹一下它的配置方法。使用 WIFI 連接西門子 PLC 非常方便，只需要用網線將 PLC 的以太網口連接到無線路由器的 LAN 口，然后用筆記本搜索到對應的 WIFI 后連接即可訪問 PLC。所用的無線路由器可以是任意品牌，甚至家用路由器都可以。（筆者在淘寶買過一款國產以太網轉 WIFI 轉換器，但奇怪的是不支持博途軟件（博圖無法訪問到PLC），所以你購買前zuihao跟商家確認是否能用于博途。如果你想追求更穩定可靠的通信，可以選擇工業級通訊模塊，例如摩莎（MOXA），它的供電電壓兼容12V~48V。）

　　（二）驅動器
如果說車載控制器是AGV的大腦，那么AGV還要有心臟和肌肉才能運動起來，驅動器給車輪的電機提供電流，相當于心臟。
2.1 低壓驅動器品牌由于AGV普遍采用蓄電池供電，其電壓一般在12V~72V左右。因此AGV使用的驅動器屬于低壓直流型伺服驅動器。國外的低壓驅動器品牌有：AMC、RoboteQ、ZAPI（薩牌）、Curtis（柯蒂斯）、Elmo（埃莫）等，中國國內的低壓驅動器品牌有：步科、森創、英博爾、凱利。
2.2 PLC與驅動器通信PLC要想控制驅動器就要向它發送指令數據。低端驅動器可以用模擬量或者脈沖信號傳遞數據，高端驅動器則采用規范的通信協議傳遞數據，這樣的通信可以借助 RS-232、RS-485、CAN、EtherCAT 等協議實現。因為 S1200 的 CPU 模塊沒有這些通訊接口，所以要想連接驅動器，需要購買額外的通信模塊（CM：Communication Module）。上面提到的幾種協議西門子都有對應的通信模塊支持，比如西門子的 232 、485 和 CANopen 通信模塊如下圖所示（這三種模塊外形完全一樣），注意 232 和 CANopen 模塊的插頭是公頭，而485的則是母頭。

對于移動設備來說，CAN總線是Zui常用的通訊方式，像汽車、挖掘機、AGV一般都采用CAN總線通訊。CAN 總線的速度快（Zui高可達1Mb/s，比485要快）、穩定性高（采用差分信號，抗干擾），更“智能”（有優先級和仲裁機制），因此應該優先選擇 CAN 總線。但是考慮到西門子本身沒有 CAN通信模塊（如果想使用CAN，要購買第三方公司HMS提供的CANopen模塊），本文使用的驅動器采用 485 協議，所以我們選擇485模塊。
隨之而來的一個問題是：S1200能外擴幾個通信模塊？答案是：3個。不管是哪種通信模塊，數量Zui多只能是3個，種類不限可以混用。如果你的驅動器是總線型（485和CAN都屬于總線型）的，那么只要一個485模塊或者 CANopen 模塊就行了。注意232不是總線型的，所以用兩個驅動器就要添加兩個通信模塊。如果你的 AGV 還有其它走通信協議的傳感器（例如磁導航傳感器、RFID傳感器），那么3個通信模塊很有可能就顯得捉襟見肘。

西門子485模塊的接頭采用了標準9 針D型插孔式連接器。為了將驅動器和PLC連接起來，我們要購買DB9接頭，并用信號線將兩個頭連接起來。這里我們只利用兩個信號線即可。值得注意的是，西門子的485接口定義和常規的485不一樣，常規485的信號收發是1、2頭，而西門子的485則是3、8頭（參考手冊的第1769頁）。所以在連線時，要按照 3-2、8-1的對應順序焊接，如下圖所示。