CN106241388B - 码垛小车电气控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种码垛小车电气控制系统和控制方法，其特征是：包括码垛小车装置和控制装置，所述码垛小车装置包括设置于码垛小车轨道两端的第一码垛小车和第二码垛小车；所述控制装置包括输入模块、PLC控制单元和输出模块，输入模块连接PLC控制单元；所述输出模块包括第一码垛小车刹车电机、第一码垛小车变频器、第二码垛小车刹车电机和第二码垛小车变频器。本发明通过码垛小车的快慢速度调节来提高码垛小车的运行速度，通过两辆码垛小车的轮流工作，省去了等待叉车叉走物料的过程时间；以位置检测接近开关来检测小车的位置，提高了码垛小车定位的精准度，避免了由于人工定位造成的码垛小车位置偏移的问题。

Description

码垛小车电气控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及一种码垛小车电气控制系统和控制方法，属于控制系统技术领域。

背景技术

产品袋的包装码垛在粮食生产中扮演着一个非常重要的角色。但是在实际生产过程中，有的公司由于仓库面积比较小或者其他原因，只能使用占地面积比较小的码垛小车装置。码垛小车装置占地面积小，速度较快，但是使用人工来操作的话比较麻烦，失误率比较高，而且小车定位比较困难，影响了生产线的工作效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种码垛小车电气控制系统和控制方法，能够准确判断小车的位置，避免人工操作带来的失误，减少操作工的工作量，提高生产线的效率。

按照本发明提供的技术方案，所述码垛小车电气控制系统，其特征是：包括码垛小车装置和控制装置，所述码垛小车装置包括设置于码垛小车轨道两端的第一码垛小车和第二码垛小车，码垛小车轨道的两端部分别为第一码垛小车和第二码垛小车的叉车叉料工位；

所述控制装置包括总进线电源、输入模块、PLC控制单元和输出模块，输入模块连接PLC控制单元；

所述输入模块包括用于检测第一码垛小车上有无物料的第一物料检测光电开关、用于检测第一码垛小车上有无托盘的第一托盘检测光电开关、第一位置检测接近开关、第二位置检测接近开关、第三位置检测接近开关、第四位置检测接近开关、用于检测第二码垛小车上有无物料的第二物料检测光电开关、用于检测第二码垛小车上有无托盘的第二托盘检测光电开关、第五位置检测接近开关、第六位置检测接近开关、第七位置检测接近开关和第八位置检测接近开关；所述第一位置检测接近开关、第二位置检测接近开关、第三位置检测接近开关和第四位置检测接近开关依次沿码垛小车轨道布置，第一位置检测接近开关对应于第一码垛小车的叉车叉料工位，第四位置检测接近开关对应于第一码垛小车的码垛工位，所述第二位置检测接近开关和第三位置检测接近开关位于第一位置检测接近开关和第四位置接近开关之间；所述第五位置检测接近开关、第六位置检测接近开关、第七位置检测接近开关和第八位置检测接近开关沿码垛小车轨道布置，第五位置检测接近开关对应于第二码垛小车的叉车叉料工位，第八位置检测接近开关对应于第二码垛小车的码垛工位，所述第六位置检测接近开关和第七位置检测接近开关位于第五位置检测接近开关和第八位置接近开关之间；

所述输出模块包括第一码垛小车刹车电机、第一码垛小车变频器、第二码垛小车刹车电机和第二码垛小车变频器；所述PLC控制单元连接第一码垛小车刹车电机、第一码垛小车变频器、第二码垛小车刹车电机和第二码垛小车变频器，第一码垛小车变频器和第二码垛小车变频器的反馈信号连接至PLC控制单元。

进一步的，所述输入模块还包括第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关和第四限位开关；所述第二限位开关位于第四位置检测接近开关的前侧，第一限位开关位于第一码垛小车的叉车叉料工位后侧；所述第四限位开关位于第八位置检测接近开关的前侧，第三限位开关位于第二码垛小车的叉车叉料工位的后侧。

进一步的，所述第二位置检测接近开关靠近第一位置检测接近开关一端，第三位置检测接近开关靠近第四位置检测接近开关一端；所述第六位置检测接近开关靠近第五位置检测接近开关一端，第七位置检测接近开关靠近第八位置检测接近开关一端。

进一步的，所述第一托盘检测光电开关安装于第一码垛小车上；所述第二托盘检测光电开关安装于第二码垛小车上。

进一步的，所述总进线电源分别与输入模块、PLC控制单元和输出模块相连。

所述码垛小车电气控制方法，其特征是，包括以下过程：

（1）首先根据第一位置检测接近开关和第五位置检测接近开关检测第一码垛小车和第二码垛小车是否停留在初始位置，根据第一托盘检测光电开关和第二托盘检测光电开关检测第一码垛小车和第二码垛小车上是否有托盘，根据第一物料检测光电开关和第二物料检测光电开关检测第一码垛小车和第二码垛小车上是否有物料；当第一码垛小车停留在初始位置、有托盘、无物料时，第一码垛小车开始启动；

（2）对第一码垛小车变频器进行控制，第一码垛小车由慢速启动，运行到第二位置检测接近开关处变为快速运行，运行到第三位置检测接近开关处再次转为慢速运行，到达第四位置检测接近开关时停止；

（3）第一码垛小车停下来后，第四位置检测接近开关、第一托盘检测光电开关、第一物料检测光电开关检测到第一码垛小车位于码垛工位、有托盘、无物料时，进行码垛；码垛完成后，第一码垛小车变频器反转控制第一码垛小车由第四位置检测接近开关慢速启动，运行到第三位置检测接近开关处时转为快速运行，到达第二位置检测接近开关处时转为慢速，到达第一位置检测接近开关处时停止；第一码垛小车停下后，由叉车叉走第一码垛小车上的物料；

（4）当第一码垛小车到达第一位置检测接近开关处停下来后，判断第二码垛小车是否停留在初始位置、第二码垛小车上是否有托盘、是否有物料，当第二码垛小车位于初始位置、有托盘、无物料时，第二码垛小车变频器控制第二码垛小车自第五位置检测接近开关慢速启动，运行到第六位置检测接近开关处时转为快速运行，到达第七位置检测接近开关处时转为慢速，到达第八位置检测接近开关处时停止，进行码垛；第二码垛小车码垛完成后，第二码垛小车变频器反转控制第二码垛小车由第八位置检测接近开关慢速启动，运行到第七位置检测接近开关处时转为快速运行，到达第六位置检测接近开关处时转为慢速，到达第五位置检测接近开关处时停止；第二码垛小车停下后，叉车叉走第二码垛小车上的物料。

进一步的，所述步骤（2）中，当抓袋机光电检测开关检测到有袋子后输入到PLC控制单元，PLC控制单元输出抓袋位有袋信号和空托盘到位信号，码垛机接收到后开始工作，将产品袋按事先编好的垛型码放到托盘上。

进一步的，当所述第一码垛小车冲过第四位置检测接近开关时，碰到第二限位开关直接切断第一码垛小车的电机电源；当所述第二码垛小车冲过第八位置检测接近开关时，碰到第四二限位开关直接切断第二码垛小车的电机电源。

进一步的，当所述第一码垛小车冲过第一位置检测接近开关时，碰到第一限位开关切断第一码垛小车的电机电源；当所述第二码垛小车冲过第五位置检测接近开关时，碰到第三限位开关切断第二码垛小车的电机电源。

本发明所述码垛小车电气控制系统和控制方法，通过PLC控制单元和一系列检测开关的检测，准确的判断出小车所处的位置，控制小车下一步动作，从而避免了人工操作带来的失误，减少了操作工的工作量，提高了生产线的效率，满足规模化批量生产的需求。

本发明基本上实现了自动控制，两辆码垛小车能够在互不干涉的情况下自动在码垛位和出垛位之间来回移动，不需要操作人员控制，降低了人力成本，同时两辆小车便于实现连续生产，节约了叉车叉走物料所需的等待时间，大幅度提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明所述码垛小车电气控制系统的原理框图。

图2为所述码垛小车的主视图。

图3为图2的俯视图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

本发明所述码垛小车电气控制系统基于如图2、图3所示的码垛小车装置进行控制，包括设置于码垛小车轨道1两端的第一码垛小车A和第二码垛小车B，码垛小车轨道1的两端部分别为第一码垛小车A和第二码垛小车B的叉车叉料工位。

如图1所示，本发明所述码垛小车电气控制系统，包括总进线电源10、输入模块20、PLC控制单元30和输出模块40，总进线电源10分别与输入模块20、PLC控制单元30和输出模块40相连，总进线电源10与220V开关电源连接，由220V开关电源转换出的24V低压电源向低压元件供电；所述输入模块20与PLC控制单元30相连，向PLC控制单元30发送控制信号；所述PLC控制单元30与输出模块40相连，根据输入模块20的输入，发出控制指令。

所述输入模块20包括第一物料检测光电开关AGK1、第一托盘检测光电开关AGK2、第一位置检测接近开关AJK1、第二位置检测接近开关AJK2、第三位置检测接近开关AJK3、第四位置检测接近开关AJK4、第一限位开关AXW1、第二限位开关AXW2、第二物料检测光电开关BGK1、第二托盘检测光电开关BGK2、第五位置检测接近开关BJK1、第六位置检测接近开关BJK2、第七位置检测接近开关BJK3、第八位置检测接近开关BJK4、第三限位开关BXW1和第四限位开关BXW2。

所述第一物料检测光电开关AGK1用于检测第一码垛小车A上有无物料；所述第一托盘检测光电开关AGK2安装于第一码垛小车A上，用于检测第一码垛小车A上有无托盘；所述第一位置检测接近开关AJK1、第二位置检测接近开关AJK2、第三位置检测接近开关AJK3和第四位置检测接近开关AJK4沿码垛小车轨道1布置，第一位置检测接近开关AJK1对应于第一码垛小车A的叉车叉料工位，第四位置检测接近开关AJK4对应于第一码垛小车A的码垛工位；所述第二位置检测接近开关AJK2和第三位置检测接近开关AJK3位于第一位置检测接近开关AJK1和第四位置接近开关AJK4之间，第二位置检测接近开关AJK2靠近第一位置检测接近开关 AJK1一端，第三位置检测接近开关AJK3靠近第四位置检测接近开关AJK4一端；所述第二限位开关AXW2位于第四位置检测接近开关AJK4的前侧（该前侧是指第一码垛小车A由叉车叉料工位向码垛工位行进方向的前侧），以防止第一码垛小车A冲过第四位置检测接近开关JK4还没有停下来时，通过碰到第二限位开关AXW2可以直接切断第一码垛小车A的电机电源；所述第一限位开关AXW1位于第一码垛小车A的叉车叉料工位后侧（该后侧是指第一码垛小车A由叉车叉料工位向码垛工位行进方向的后侧），以防止第一码垛小车A冲过第一位置检测接近开关AJK4还没有停下来时，通过碰到第一限位开关AXW1可以直接切断第一码垛小车A的电机电源。

所述第二物料检测光电开关BGK1用于检测第二码垛小车B上有无物料；所述第二托盘检测光电开关BGK2安装于第二码垛小车B上，用于检测第二码垛小车B上有无托盘；所述第五位置检测接近开关BJK1、第六位置检测接近开关BJK2、第七位置检测接近开关BJK3和第八位置检测接近开关BJK4沿码垛小车轨道1布置，第五位置检测接近开关BJK1对应于第二码垛小车B的叉车叉料工位，第八位置检测接近开关BJK4对应于第二码垛小车B的码垛工位；所述第六位置检测接近开关BJK2和第七位置检测接近开关BJK3位于第五位置检测接近开关BJK1和第八位置接近开关BJK4之间，第六位置检测接近开关BJK2靠近第五位置检测接近开关BJK1一端，第七位置检测接近开关BJK3靠近第八位置检测接近开关BJK4一端；所述第四限位开关BXW2位于第八位置检测接近开关BJK4的前侧（该前侧是指第二码垛小车B由叉车叉料工位向码垛工位行进方向的前侧），以防止第二码垛小车B冲过第八位置检测接近开关BJK4还没有停下来时，通过碰到第四限位开关BXW2可以直接切断第二码垛小车B的电机电源；所述第三限位开关BXW1位于第二码垛小车B的叉车叉料工位的后侧（该后侧是指第二码垛小车B由叉车叉料工位向码垛工位行进方向的后侧），以防止第二码垛小车B冲过第五位置检测接近开关BK4还没有停下来时，通过碰到第三限位开关BXW1可以直接切断第二码垛小车B的电机电源。

所述输出模块40包括第一码垛小车刹车电机M1、第一码垛小车变频器BP1、第二码垛小车刹车电机M2和第二码垛小车变频器BP2；所述PLC控制单元3连接第一码垛小车刹车电机M1、第一码垛小车变频器BP1、第二码垛小车刹车电机M2和第二码垛小车变频器BP2，第一码垛小车变频器BP1和第二码垛小车变频器BP2的反馈信号连接至PLC控制单元3。

本发明所述码垛小车电气控制方法，包括以下过程：

（1）首先根据第一位置检测接近开关AJK1和第五位置检测接近开关BJK1检测第一码垛小车A和第二码垛小车B是否停留在初始位置（即叉车叉料工位），根据第一托盘检测光电开关AGK2和第二托盘检测光电开关BGK2检测第一码垛小车A和第二码垛小车B上是否有托盘，根据第一物料检测光电开关AGK1和第二物料检测光电开关BGK1检测第一码垛小车A和第二码垛小车B上是否有未被叉车叉走的物料，检测完成没有问题后第一码垛小车A开始启动。

（2）通过对第一码垛小车变频器BP1的控制，第一码垛小车A由慢速启动，在运行到第二位置检测接近开关AJK2处变为快速运行，运行到第三位置检测接近开关AJK3处再次转为慢速运行，到达第四位置检测接近开关AJK4时停止。为了防止第一码垛小车A运行过程中出现意外，当第一码垛小车A由于速度过快或者轨道等原因冲过第四位置检测接近开关AJK4还没有停下来时，通过碰到第二限位开关AXW2可以直接切断第一码垛小车A的电机电源，强行停下第一码垛小车A。

（3）第一码垛小车A停下来后，第四位置检测接近开关AJK4、第一托盘检测光电开关AGK2、第一物料检测光电开关AGK1都有信号后输入到PLC控制单元，当抓袋机光电检测开关检测到有袋子后输入到PLC控制单元，PLC控制单元输出抓袋位有袋信号和空托盘到位信号，码垛机接收到后开始工作，将产品袋按事先编好的垛型码放到托盘上。码垛完成后，码垛机输出码垛完成信号到PLC控制单元，经过程序处理后，PLC控制单元输出实托盘排除信号，第一码垛小车变频器BP1反转控制第一码垛小车A由第四位置检测接近开关AJK4慢速启动，运行到第三位置检测接近开关AJK3处时转为快速运行，到达第二位置检测接近开关AJK2处时转为慢速，到达第一位置检测接近开关AJK1处时停止。第一码垛小车A停下后，PLC控制单元控制警示灯亮起并报警，提醒叉车及时叉走第一码垛小车A上的物料。当第一码垛小车A由于速度过快或其他原因冲过第一位置检测接近开关AJK1时直接切断第一码垛小车的电机电源，强行停下第一码垛小车A。

（4）当第一码垛小车A到达第一位置检测接近开关AJK1处停下来后，PLC控制单元通过对第四位置检测接近开关AJK4、第八位置检测接近开关BJK4、第一位置检测接近开关AJK1、第五位置检测按近开关BJK1、以及第一物料检测光电开关AGK1、第二物料检测光电开关BGK1和第一托盘检测光电开关AGK2、第二托盘检测光电开关BGK2等检测开关是否有信号进行判断，符合判定条件后由第二码垛小车变频器BP2控制第二码垛小车B自第五位置检测接近开关BJK1慢速启动，运行到第六位置检测接近开关BJK2处时转为快速运行，到达第七位置检测接近开关BJK3处时转为慢速，到达第八位置检测接近开关BJK4处时停止。第二码垛小车B码垛完成后，通过PLC 控制单元控制第二码垛小车变频器BP2反转控制第二码垛小车B由第八位置检测接近开关BJK4慢速启动，运行到第七位置检测接近开关BJK3处时转为快速运行，到达第六位置检测接近开关BJK2处时转为慢速，到达第五位置检测接近开关BJK1处时停止。第二码垛小车B停下后，PLC控制单元同样控制警示灯亮起并报警，提醒叉车及时叉走第二码垛小车B上的物料。

在上述运行过程中，通过PLC控制单元控制，第一码垛小车A、第二码垛小车B互锁，只有满足设定条件后才能启动码垛小车。本发明所述码垛小车电气控制系统及控制方法，可以通过码垛小车的快慢速度调节来提高码垛小车的运行速度，通过两辆码垛小车的轮流工作，省去了等待叉车叉走物料的过程时间；以位置检测接近开关来检测小车的位置，提高了码垛小车定位的精准度，避免了由于人工定位造成的码垛小车位置偏移的问题。本发明减少了操作工的工作量和由于人工操作造成的失误率，减少了企业的人工成本，提高了生产线的工作效率，满足了企业规模化生产的需求。

Claims (1)

1.一种码垛小车电气控制方法，其中，所述码垛小车电气控制方法的码垛小车电气控制系统，包括码垛小车装置和控制装置，所述码垛小车装置包括设置于码垛小车轨道（1）两端的第一码垛小车（A）和第二码垛小车（B），码垛小车轨道（1）的两端部分别为第一码垛小车（A）和第二码垛小车（B）的叉车叉料工位；

所述控制装置包括总进线电源（10）、输入模块（20）、PLC控制单元（30）和输出模块（40），输入模块（20）连接PLC控制单元（30）；

所述输入模块（20）包括用于检测第一码垛小车（A）上有无物料的第一物料检测光电开关（AGK1）、用于检测第一码垛小车（A）上有无托盘的第一托盘检测光电开关（AGK2）、第一位置检测接近开关（AJK1）、第二位置检测接近开关（AJK2）、第三位置检测接近开关（AJK3）、第四位置检测接近开关（AJK4）、用于检测第二码垛小车（B）上有无物料的第二物料检测光电开关（BGK1）、用于检测第二码垛小车（B）上有无托盘的第二托盘检测光电开关（BGK2）、第五位置检测接近开关（BJK1）、第六位置检测接近开关（BJK2）、第七位置检测接近开关（BJK3）和第八位置检测接近开关（BJK4）；所述第一位置检测接近开关（AJK1）、第二位置检测接近开关（AJK2）、第三位置检测接近开关（AJK3）和第四位置检测接近开关（AJK4）依次沿码垛小车轨道（1）布置，第一位置检测接近开关（AJK1）对应于第一码垛小车（A）的叉车叉料工位，第四位置检测接近开关（AJK4）对应于第一码垛小车（A）的码垛工位，所述第二位置检测接近开关（AJK2）和第三位置检测接近开关（AJK3）位于第一位置检测接近开关（AJK1）和第四位置接近开关（AJK4）之间；所述第五位置检测接近开关（BJK1）、第六位置检测接近开关（BJK2）、第七位置检测接近开关（BJK3）和第八位置检测接近开关（BJK4）沿码垛小车轨道（1）布置，第五位置检测接近开关（BJK1）对应于第二码垛小车（B）的叉车叉料工位，第八位置检测接近开关（BJK4）对应于第二码垛小车（B）的码垛工位，所述第六位置检测接近开关（BJK2）和第七位置检测接近开关（BJK3）位于第五位置检测接近开关（BJK1）和第八位置接近开关（BJK4）之间；

所述输出模块（40）包括第一码垛小车刹车电机（M1）、第一码垛小车变频器（BP1）、第二码垛小车刹车电机（M2）和第二码垛小车变频器（BP2）；所述PLC控制单元（3）连接第一码垛小车刹车电机（M1）、第一码垛小车变频器（BP1）、第二码垛小车刹车电机（M2）和第二码垛小车变频器（BP2），第一码垛小车变频器（BP1）和第二码垛小车变频器（BP2）的反馈信号连接至PLC控制单元（3）；

其特征是，所述方法包括以下过程：

（1）首先根据第一位置检测接近开关（AJK1）和第五位置检测接近开关（BJK1）检测第一码垛小车（A）和第二码垛小车（B）是否停留在初始位置，根据第一托盘检测光电开关（AGK2）和第二托盘检测光电开关（BGK2）检测第一码垛小车（A）和第二码垛小车（B）上是否有托盘，根据第一物料检测光电开关（AGK1）和第二物料检测光电开关（BGK1）检测第一码垛小车（A）和第二码垛小车（B）上是否有物料；当第一码垛小车（A）停留在初始位置、有托盘、无物料时，第一码垛小车（A）开始启动；

（2）对第一码垛小车变频器（BP1）进行控制，第一码垛小车（A）由慢速启动，运行到第二位置检测接近开关（AJK2）处变为快速运行，运行到第三位置检测接近开关（AJK3）处再次转为慢速运行，到达第四位置检测接近开关（AJK4）时停止；

当抓袋机光电检测开关检测到有袋子后输入到PLC控制单元，PLC控制单元输出抓袋位有袋信号和空托盘到位信号，码垛机接收到后开始工作，将产品袋按事先编好的垛型码放到托盘上；

（3）第一码垛小车（A）停下来后，第四位置检测接近开关（AJK4）、第一托盘检测光电开关（AGK2）、第一物料检测光电开关（AGK1）检测到第一码垛小车（A）位于码垛工位、有托盘、无物料时，进行码垛；码垛完成后，第一码垛小车变频器（BP1）反转控制第一码垛小车（A）由第四位置检测接近开关（AJK4）慢速启动，运行到第三位置检测接近开关（AJK3）处时转为快速运行，到达第二位置检测接近开关（AJK2）处时转为慢速，到达第一位置检测接近开关（AJK1）处时停止；第一码垛小车（A）停下后，由叉车叉走第一码垛小车（A）上的物料；

（4）当第一码垛小车（A）到达第一位置检测接近开关（AJK1）处停下来后，判断第二码垛小车（B）是否停留在初始位置、第二码垛小车（B）上是否有托盘、是否有物料，当第二码垛小车（B）位于初始位置、有托盘、无物料时，第二码垛小车变频器（BP2）控制第二码垛小车（B）自第五位置检测接近开关（BJK1）慢速启动，运行到第六位置检测接近开关（BJK2）处时转为快速运行，到达第七位置检测接近开关（BJK3）处时转为慢速，到达第八位置检测接近开关（BJK4）处时停止，进行码垛；第二码垛小车（B）码垛完成后，第二码垛小车变频器（BP2）反转控制第二码垛小车（B）由第八位置检测接近开关（BJK4）慢速启动，运行到第七位置检测接近开关（BJK3）处时转为快速运行，到达第六位置检测接近开关（BJK2）处时转为慢速，到达第五位置检测接近开关（BJK1）处时停止；第二码垛小车（B）停下后，叉车叉走第二码垛小车（B）上的物料；

当所述第一码垛小车（A）冲过第四位置检测接近开关（AJK4）时，碰到第二限位开关（AXW2）直接切断第一码垛小车（A）的电机电源；当所述第二码垛小车（B）冲过第八位置检测接近开关（BJK4）时，碰到第四限位开关（BXW2）直接切断第二码垛小车（B）的电机电源；

当所述第一码垛小车（A）冲过第一位置检测接近开关（AJK1）时，碰到第一限位开关（AXW1）切断第一码垛小车（A）的电机电源；当所述第二码垛小车（B）冲过第五位置检测接近开关（BJK1）时，碰到第三限位开关（BXW1）切断第二码垛小车（B）的电机电源。