一种基于ARM和安全PLC的AGV安全控制方法与流程

本发明涉及agv控制，尤其是一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法。

背景技术：

1、当今，智能物流在社会活动中的作用越来越大，尤其是对于无人化和智能化工厂而言，作为物流系统的一个重要组成部分，agv系统有着可以替代人工搬运和精准柔性配送的作用；arm处理器是一种微处理器，具有体积小、低功耗、低成本、高性能的优点。

2、基于arm设计agv控制系统功能强大，是目前常见的技术路线，具有硬件和结构灵活可定制，软件支持复杂任务控制、算法高效等优势，控制系统负责与人机交互界面进行通讯，控制agv任务执行，根据任务状态监视控制传感器、电机等外设；以下将“基于arm设计agv控制系统”简称为arm主控。

3、安全plc在普通plc基础上进行cpu冗余设计、计算结果相异检测、多重自检测等，安全plc更加稳定可靠，能对安全保护功能进行有效保障，在工业场景中也常用安全plc来进行安全方面的防护控制。

4、arm主控在安全性保护上不如安全plc；所以需要加入安全plc，增强agv的安全性；安全plc可负责速度检测、激光安全检测、急停按钮检测、碰撞检测、充电保护等；安全plc发现异常时马上对电机进行断电抱闸以实现安全保护。

5、目前，安全防护功能也由arm主控负责，一旦arm主控失效，安全防护功能也失效了。但是安全plc独立运行，缺少与交互arm主控的话，会造成冲突，影响agv整体功能。

6、要在安全plc上实现速度检测、激光安全检测、急停按钮检测、碰撞检测、充电保护等安全防护功能，但是arm主控与安全plc的工作都会对agv小车产生影响，相互独立工作会造成冲突。

7、要实现安全plc的安全防护工，需要解决以下几点问题：

8、安全plc安全防护工作与agv小车的基础功能产生冲突，例如agv进行取放货等任务时，激光不可避免地会检测到货物，安全plc会误以为是人员接近等事情，安全plc触发断电抱闸保护，这样agv就丧失它的最基础的能力。

9、安全plc控制电机动力电源上下电时，会产生电弧，电弧对整个系统的稳定性造成严重影响，可能导致损坏。

10、缺少相互的监控，arm主控发生异常无法正常工作时，安全plc无法感知；安全plc发生异常时，arm主控也无法感知。

11、基于此，本发明公开一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法以克服上述问题。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术中的缺点，提供一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法，将安全防护相关功能在安全plc中执行，并克服了arm主控与安全plc相互独立工作下造成冲突的问题，在不影响agv基础功能的前提下，大大提升了agv的安全防护方面的性能。

2、为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法：

4、利用安全plc自动负责运行速度检测、激光安全检测、急停按钮检测、碰撞检测、充电保护这些安全防护相关的工作，arm主控与安全plc实时通讯，安全plc上报状态给arm主控，arm主控根据plc状态以及任务状态等信息，指导安全plc工作，具体地，

5、arm主控包括：

6、电源管理模块，通过电源管理模块预充电，防止上电产生大电流对元器件的损坏；通过对上下电顺序的控制，实现上电防电弧保护；

7、安全plc包括：

8、速度检测：安全plc实时检测行走电机的速度是否在arm主控给的速度范围内，若不在，则任务速度异常，控制电机断电抱闸；

9、激光安全检测：在安全保护范围内激光检测到了人员，安全plc控制电机断电抱闸；

10、急停按钮检测、碰撞检测：急停、碰撞触发，安全plc控制电机断电抱闸；

11、充电保护：充电状态下，安全plc才会打开电池的充电接触器，而且安全plc控制电机断电抱闸；

12、arm主控与安全plc实时通讯，相互检测状态，主控检测到plc离线后，中断任务，停止电机控制，产生告警；plc检测到主控离线断开动力电，使能电机抱闸系统。

13、更进一步地，速度检测是指：行走电机采用双编码器配置，双编码器均接入安全plc，驱动器接入其中一路信号做速度反馈控制信号，由安全plc检测电机速度；

14、激光安全检测是指：采用四个安全激光，分别位于agv的左前左后右前右后4个角，激光能全覆盖agv周边，激光近区检测信号输出接入安全plc；

15、急停按钮检测、碰撞检测是指：将急停、碰撞信号接入安全plc；碰撞信号包括碰撞条信号、叉尖碰撞信号；

16、充电保护是指：采用充电口接触器，由安全plc控制；

17、动力电上下电控制、电机抱闸控制是采用动力电接触器以及抱闸接触器，由安全plc控制，检测到异常时主动断电抱闸，arm主控下发进入断电抱闸状态时也是进行断电抱闸。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、（1）将安全防护相关功能在安全plc中执行，并克服了arm主控与安全plc相互独立工作下造成冲突的问题，在不影响agv基础功能的前提下，大大提升了agv的安全防护方面的性能。

20、（2）通过软硬件的设计，实现安全plc自动进行速度检测、激光安全检测、急停按钮检测、碰撞检测、充电保护等安全防护功能，安全plc检测到异常时自动断电抱闸；arm主控与安全plc协调工作，不影响agv自身功能；防电弧、预充电等电路保护；arm主控与安全plc相互离线检测，双重安全保障。

技术特征：

1.一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法，其特征在于：arm主控与安全plc协同工作，arm主控为了管理安全plc，区分3种安全plc的状态：断电抱闸状态、禁止移动状态、运行移动状态，其中：

4.根据权利要求2所述的一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法，其特征在于：所述速度检测包括禁止移动状态下的速度监控以及允许移动状态下的速度监控，具体地，

5.根据权利要求2所述的一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法，其特征在于：所述激光安全检测包括如下步骤：

6.根据权利要求2所述的一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法，其特征在于：所述急停按钮检测、碰撞检测包括如下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法，其特征在于：所述上电防电弧保护包括如下控制步骤：

8.根据权利要求1所述的一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法，其特征在于：所述arm主控与安全plc相互检测包括如下步骤：

9.根据权利要求1所述的一种基于arm和安全plc的agv安全控制方法，其特征在于：arm主控与安全plc采用can通讯。

技术总结本发明提供一种基于ARM和安全PLC的AGV安全控制方法，涉及AGV控制技术领域，利用安全PLC自动负责运行速度检测、激光安全检测、急停按钮检测、碰撞检测、充电保护这些安全防护相关的工作，ARM主控与安全PLC实时通讯，安全PLC上报状态给ARM主控，ARM主控根据PLC状态以及任务状态等信息，指导安全PLC工作。本发明的有益之处是，将安全防护相关功能在安全PLC中执行，并克服了ARM主控与安全PLC相互独立工作下造成冲突的问题，ARM主控与安全PLC协调工作，不影响AGV自身功能；防电弧、预充电等电路保护；ARM主控与安全PLC相互离线检测，双重安全保障，在不影响AGV基础功能的前提下，大大提升了AGV的安全防护方面的性能。技术研发人员：罗健聪,王尚进,区广健受保护的技术使用者：广东塔斯克机器人有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11