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AGV智能充电站的研制及应用
AGV智能充电站的研制及应用吕世章 朱秀德本文摘要：本文主要介绍了AGV智能充电站的工作原理及PLC控制方式。搜索关键词： AGV智能充电站（机），物流仓储系统，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。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。　　长期以来，AGV自动引导车配置的均是铅酸电池，在维护和保养上具有一定不便，现在选用的AGV小车专用锂电池，改变了过去铅酸电池重量重、充电电流小的弊端。可实现大电流在线充电，大大提高了工作效率。新乡市泰盛电源成套设备有限公司自主研发的AGV车用智能充电站TSDY-24(48)V系列全自动在线充电设备，具有操作方便简单、性能可靠、价格适中、服务优良等特点，自投放市场以来颇受用户信赖。2 AGV智能充电站工作原理　　AGV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S7－200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。同时通过文本显示器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　　输出电流 DC 2C5&　　稳压精度 &1%　　稳流精度 &1%　　噪 声 &50dB6 结束语　　本公司自主研制的AGV智能充电站已广泛应用于国内知名汽车厂生产线、汽车座椅生产线、汽车发动机生产线、自动化物流中心、卷烟厂、日报社等用户，至今运行良好，深得用户好评。热情欢迎各界朋友共谋发展。
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&（1）按充电时间可分为：随机充电和全周期充电&&&&&&&&&& 随机充电即在 AGV的各停泊站，无时间限制地随时充电。如果有较多的充电点，保证AGV在工作过程中损耗的电能得到及时的补充，实现对蓄电池的浅充浅放，将极大的延长蓄电池的使用寿命，且可减小所需蓄电池的容量。&&&&&&& 全周期充电则要求AGV退出服务并进人指定的充电区且当蓄电池电荷降至指定范围时方可进行充电。&&&&&&& 也有的AGV采用上述两种相结合的充电方式。&（2）按充电区域可分为：在线充电和离线充电&&&&&&& 在线充电即AGV不驶离工作线路，不需要专门的时间进行充电。而是利用工作过程中短暂的停驻时间进行充电。这种完全利用碎片时间，不占用工作时间的充电方式实际上就是随机充电的延伸。只是把充电站点嵌入到AGV的工作流程中，更进一步的提升AGV的工作效率。&&&&&&& 离线充电即AGV退出服务，驶入充电区或专门的充电台位进行充电。&（3）按操作方法分类可分为：手动、换电池和自动充电&&&&&&& 当AGV电力不足时，由地面控制中心指挥，驶向指定充电区或台位，由专职人员手动完成AGV与充电器之间的电器连接，然后实施充电。完成后也是人工去脱离连接电路 恢复工作状态。手动充电AGV 的特点是安全可靠，简单易行，设备成本较低。常用于自动化程度要求不是很高，车少人多，标准工作制的场合。且为保证AGV的续航能力需要配备较大容量的电池。无法实现AGV全天24小时连续工作。&&&&&&& 更换电池充电即当AGV电力不足时，由专职人员手动更换电池组，AGV即可投入使用。换下的电池组通过充电后待用。其特点是简单快捷，可实现AGV全天24小时连续工作。但需多一倍的电池组，成本高且方式原始。常用于对工作响应的及时性要求较高、车不足的场合。以上两种方式都需要专人看管，浪费人力，而且自动化程度降低。一旦漏充，就会造成AGV无法工作。&&&&&&& 自动充电即当AGV需要补充电力时，会自动报告并请求充电，由地面控制中心指挥，驶向指定充电区或台位，车载充电连接器与地面充电系统自动连接并实施充电。充电完成后AGV小车自动脱离充电系统，驶向工作区或待命区投入正常运行。自动充电AGV适用于工作周期长，车多人少，自动化程度高的场合。&（4）按充电器电气连接方法分为：接触式充电和无线充电&&&&&&& 接触式充电即所有充电回路需要用电缆和充电触头将车辆与供电系统连接，以便可以直接对其进行充电。接触式充电可提供较大的充电电流，以实现快速充电。目前是离线充电的首选方式。但其不适用于频繁的随机充电，且存在充电触头磨损，需要定期更换。并可能在充电过程中产生火花，存在安全隐患。另外因为充电触头系暴露部件，无法在低温凝露、潮湿、易燃易爆等环境下正常工作。&&&&&&& 无线充电即非接触充电装置，不需要用电缆将车辆与供电系统连接，它抛弃了充电触头，充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。无线充电技术使充电端与AGV 储能系统之间实现电气隔离，从根本上消除直插式充电方法带来的弊端。更加安全，适用性更广。现阶段的AGV无线充电产品，充电效率已和接触式充电系统相当。因其无触点磨损且智能化程度较高，非常适合在线充电。已完全做到了即来即充，即走即停。进一步提高了AGV使用过程的自动化程度。但其技术复杂，成本较高。且10KW以上的无线充电器体积较大，不适合AGV使用。
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