Sistema de Gerenciamento de Rotas para AGV com ZigBee
PACTECH / ICP DAS (EN17W35_08, por YY Chang)
Nos últimos anos, sistemas de automação para fábricas ou armazéns sem operador tornaram-se populares. Automatic Guided Vehicles (AGV) são utilizados para transportar mercadorias entre linhas de produção, sistemas de armazenamento e estações de transferência. Quando vários AGVs operam na mesma área, rotas de deslocamento podem se sobrepor; consequentemente, evitar conflitos de rota é uma questão crítica.
Sistema de Gerenciamento de Rotas para AGV com ZigBee — Descrição
Quando um AGV está prestes a entrar em uma área restrita (por exemplo, via principal, trilho ou elevador), ele precisa enviar uma solicitação ao centro de gerenciamento de veículos para obter permissão de entrada. Após aprovação, nenhum outro AGV poderá entrar nessa área até que o AGV original saia e o centro de gerenciamento libere o controle. Em seguida, outros AGVs podem solicitar entrada na área restrita.
Com base nessa aplicação, cada AGV pode enviar mensagens ao centro de gerenciamento de veículos e também enviar mensagens de área ocupada para os demais AGVs na região. O centro de gerenciamento pode ser visto como uma nuvem virtual com arquitetura M2M (Machine to Machine). Como o AGV é um dispositivo móvel, ele necessita de um dispositivo sem fio que suporte arquitetura M2M para efetuar as trocas de mensagem.
Modo de Disparo de Evento — ZT-IOG
Uma rede ZT-IOG possui arquitetura de conexão I/O Pair multi-para-multi, de modo que qualquer módulo ZT-IOG conectado à rede ZigBee pode alterar o estado do canal I/O de outros módulos ZT-IOG. Essa funcionalidade atende aos requisitos desta aplicação, permitindo a troca necessária de mensagens de controle de rota.
Sistema de Gerenciamento de Rotas para AGV com ZigBee — Troca de Mensagens
Se um AGV vai entrar em uma área restrita, ele deve primeiro determinar o estado atual da área e então atualizar esse estado. Nesse cenário, os estados “On/Off” dos canais DI/DO podem simular uma mensagem de status “ocupado/idle” e, em seguida, notificar outros AGVs na área por meio do estado dos canais I/O, atingindo assim o objetivo do sistema de gerenciamento de rotas.
Arquitetura da Aplicação (i)
A arquitetura do sistema de gerenciamento de rotas para AGV possui dois níveis principais:
- Nível de controle: o AGV é equipado com um controlador PLC, PAC ou IPC. Além de controlar o movimento do veículo e o transporte de mercadorias, esse controlador gerencia as trocas de mensagens entre veículos para determinar o estado da rota atual e calcular o tempo necessário para que qualquer veículo entre na área restrita.
- Nível de troca de mensagens: a rede ZT-IOG funciona como meio de troca de mensagens.
Além de simular o status “ocupado/idle” via o estado “On/Off” dos I/Os físicos do módulo ZT-IOG, a rede sem fio ZigBee pode atualizar automaticamente o estado dos I/Os, superando limitações geográficas.
Operação Real
Se um AGV desejar entrar na área restrita, seu PLC gera uma saída em nível “alto” no nível de controle para acionar a entrada digital (DI) do módulo ZT-IOG correspondente. Em resposta, as saídas digitais (DO) dos outros módulos ZT-IOG na rede mudam para “alto” de acordo com a lógica de atualização em “Level Mode” e acionam as DIs dos PLCs de todos os veículos, definindo-as como “alto”. Isso configura o status de utilização como “ocupado”, impedindo a entrada de outros veículos na área. Quando o AGV sai da área restrita, seu PLC cancela o nível “alto” nos módulos ZT-IOG, permitindo que outros AGVs enviem solicitações para entrar.
Arquitetura da Aplicação (ii) — Integração Serial / IOG Virtual
Além de utilizar o I/O físico dos módulos ZT-20xx-IOG para simular os estados “ocupado/idle” via “On/Off”, também é possível usar a comunicação serial (RS-232/RS-485) do PLC para realizar a função de troca de mensagens.
O módulo ZT-257x fornece 280 pares de canais virtuais Digital Input/Output que podem ser acessados como I/O virtuais via protocolo Modbus RTU. Os estados dos canais I/O virtuais podem operar em modo de conexão em pares (Pair-connection) juntamente com os estados dos I/Os físicos. Os DI/DO no módulo funcionam da mesma forma.
Para mais detalhes, consulte a discussão sobre o modo IOG dos módulos ZT-2570 e ZT-2571.
Produtos Relacionados
Este artigo descreve uma solução prática para evitar conflitos de rota entre AGVs usando comunicação ZigBee, módulos ZT-IOG (I/O físico e virtual), integração com PLC/PAC/IPC, e protocolos seriais e Modbus RTU para extensibilidade e controle descentralizado.
ICP DAS
ICP DAS foi estabelecida em 1993 com foco em inovação e aprimoramento de tecnologia de automação industrial, oferecendo produtos e soluções para IIoT, controle de movimento, SCADA/HMI, entre outros.
