CN110390811B - 一种起重机集群智能仓储通讯系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种起重机集群智能仓储通讯系统，属于起重机机械领域，该起重机集群智能仓储通讯系统，包括网络通讯单元和视频通讯单元，网络通讯单元通过智能仓储物流管理系统与智能起重机集群互相配合工作建立，视频通讯单元通过智能起重机集群与中控视频监控系统互相配合工作建立；其中智能起重机集群中包括多个智能起重机通讯子模块，智能起重机通讯子模块的控制主站、小车控制从站和智能吊具控制从站内分别配置有独立的CPU子站，替代远程I/O分站，具有运算处理速度更快，通讯更稳定，独立数据存储保证通讯断线数据不丢失等优点，智能起重机通讯信号分为控制信号和视频信号两种，两种通讯信号分别走单独的通讯网络，避免带宽不足及数据风暴的发生。

Description

一种起重机集群智能仓储通讯系统
技术领域
本发明涉及起重机机械领域尤其涉及一种起重机集群智能仓储通讯系统。
背景技术
随着智能化时代的到来，现代工业对于起重机的无人化、智能化有了越来越高的需求。
在二级智能仓储物流管理系统控制下的智能起重机，已由从前单一的人工手动操作搬运物料的机械设备，演变成为可根据预先定制好作业工单，无人化全自动的完成钢板、铝卷、棒线材等物料的入库、出库、倒库等一系列复杂工序的智能机械设备，并能实现智能起重机集群的无人化、协同作业。
现今，关于智能起重机所在智能仓储厂区、库区及工厂等整体的通讯解决方案为技术空白，只有起重机单机或起重机局部机构的通讯方案，无法保证智能仓储系统内智能起重机的集群协调作业和智能起重机全自动运行的安全、精准、高效。为解决市场急需解决的技术空白，为智能起重机提供一种成熟、稳定、高效的起重机集群智能仓储通讯系统尤为必要。
发明内容
现有技术只有起重机单机或起重机局部机构的通讯方案，无法保证智能仓储系统内智能起重机的集群协调作业和智能起重机全自动运行的安全、精准和高效，缺少关于智能起重机所在智能仓储厂区、库区及工厂等整体的通讯解决方案，本发明公开了一种起重机集群智能仓储通讯系统,至少包括：中控室，所述中控室包括物流管理系统和中控室视频系统；
所述智能仓储物流管理系统与智能起重机集群互相配合工作建立网络通讯单元，所述智能起重机集群与中控视频监控系统互相配合工作建立视频通讯单元；
其中智能起重机集群包括多个智能起重机通讯子模块；
所述网络通讯单元包括多个无线通讯模块；
所述无线通讯模块包括控制无线子模块和视频无线子模块；
所述智能仓储物流管理系统与智能起重机通讯子模块进行实时控制信号传输建立控制无线子模块；
所述智能仓储物流管理系统与智能起重机通讯子模块进行实时视频信号传输建立视频无线子模块；
所述智能起重机通讯子模块至少包括控制主站、小车控制从站、智能吊具控制从站、上位机、绝对值编码器、编码尺和变频器；
所述控制主站、小车控制从站和智能吊具控制从站内分别配置有独立的CPU子站。
进一步地：所述控制无线子模块包括起重机机上控制无线AP和地面控制无线AP，所述机上控制无线AP和地面控制无线AP进行无线数据通信；所述起重机机上控制无线AP至少包括SCALANCW无线接入点、无线天线、光电转换模块和电源模块；所述地面控制无线AP至少包括SCALANCW无线接入点、Rcoax漏波电缆、光电转换模块和电源模块。
进一步地：所述视频通讯单元至少包括无线网桥Ⅰ、POE交换机、无线网桥Ⅱ和摄像头；所述摄像头布置在智能起重机上，所述POE交换机将摄像头的视频信号传递给无线网桥I；所述无线网桥I将接收的视频信号传递给所述无线网桥Ⅱ，所述无线网桥Ⅱ通过以太网将视频信号传至中控室。
进一步地：智能起重机集群的控制及状态数据与智能仓储物流管理系统通过TCP和UDP通讯协议进行数据传输和交互。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种起重机集群智能仓储通讯系统，控制主站、小车控制从站和智能吊具控制从站内分别配置有独立的CPU子站，替代远程I/O分站，具有运算处理速度更快，通讯更稳定，独立数据存储保证通讯断线数据不丢失等优点，智能起重机通讯信号分为控制信号和视频信号两种，两种通讯信号分别走单独的通讯网络，避免带宽不足及数据风暴的发生，控制无线子模块通信采用漏波电缆通讯方式，保证通讯的传输速度、实时性与可靠性，视频通信单元采用无线网桥通讯方式，保证通讯的传输速度与带宽，摄像头及无线网桥支持POE方式供电，具有降低成本，减少电缆敷设的施工和维护量，供电安全可靠等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明网络通讯单元网络方案图；
图2为本发明智能起重机通讯子模块网络方案图；
图3为本发明无线通讯模块网络方案图；
图4为本发明控制无线子模块网络方案图；
图5为发送器和接收器的模块图；
图6为本发明视频通讯单元网络方案图；
图7为本发明的整体网络方案图。
图中：1、智能起重机集群，2、无线通讯模块，3、网络通讯单元，4、视频通讯单元，5、控制无线子模块，6、视频无线子模块，11、控制主站，12、小车控制从站、13、智能吊具控制从站、14、上位机，15、绝对值编码器，16、编码尺，17、变频器，18、CPU子站，23、无线网桥Ⅰ，24、POE交换机，25、无线网桥Ⅱ，26、摄像头，50、机上无线控制AP，51、地面控制无线AP，52、无线接入点Ⅰ、53、无线天线、54、光电转换模块Ⅰ，55、电源模块Ⅰ，56、无线接入点Ⅱ，57、Rcoax漏波电缆，58、光电转换模块Ⅱ，59、电源模块Ⅱ，100、智能物流管理系统，110、智能起重机通讯子模块，300、中控室视频系统。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
本发明,一种起重机集群智能仓储通讯系统，保证智能起重机单机或集群能够安全、高效、精准的完成二级智能仓储物流管理系统下达的工作任务，实现智能起重机的智能化、无人化，全自动物流作业，提高作业效率、保证人员及物料的安全、降低人工成本，弥补起重机所在智能仓储厂区、库区及工厂等整体的通讯解决方案的空白。
该起重机集群智能仓储通讯系统,至少包括：中控室，所述中控室包括物流管理系统100和中控室视频系统300；
所述智能仓储物流管理系统100与智能起重机集群1互相配合工作建立网络通讯单元3，如图1所示为本发明网络通讯单元网络方案图；在中控室设置一个具有S7-1500CPU的操作台，作为与智能仓储物流系统100进行一级系统与二级系统之间数据交换的PLC主站，PLC主站通过以太网通讯介质与智能起重机集群1组成Profinet通讯协议总线网络，并通过主站的作为通讯接口，将智能起重机集群1的控制及状态数据以TCP和UDP通讯协议与智能仓储物流管理系统100进行数据传输和交互；
其中智能起重机集群1包括多个智能起重机通讯子模块110，包括1#智能起重机通讯子模块110、1#智能起重机通讯子模块110和3#智能起重机通讯子模块110；
图2为本发明智能起重机通讯子模块网络方案图，所述智能起重机通讯子模块110通过Profinet总线协议将控制主站11、小车控制从站12、智能吊具控制从站13、上位机工控机14、绝对值编码器15、编码尺16、变频器17等设备相连接，组成总线通信网络。其中所述控制主站11与所述小车控制从站12一端相连接，所述小车控制从站12另一端与智能吊具控制从站13相连接；所述控制主站11、小车控制从站12和智能吊具控制从站13内分别配置有独立的CPU子站18替代远程I/O分站，具有运算处理速度更快，通讯更稳定，独立数据存储，通讯中断数据不丢失等优点，其中控制主站采用西门子S7-1500,小车控制从站12和智能吊具控制从站13采用西门子S7-1200。
所述网络通讯单元3包括多个无线通讯模块2；图3为本发明无线通讯模块网络方案图；
无线通讯模块2传输信号分为视频信号和控制信号，视频信号强调数据“传输带宽”，而控制信号强调数据“稳定性”，因此，将控制无线信号与视频无线信号分开传输，即配置两套完全独立的无线系统：无线通讯模块2包括控制无线子模块5和视频无线子模块6，
所述智能起重机通讯子模块110与所述智能仓储物流管理系统100进行实时控制信号传输建立控制无线子模块5；
所述智能起重机通讯子模块110与所述智能物流管理系统100进行实时视频信号传输建立视频无线子模块6；
控制无线子模块5和视频无线子模块6采用以太网通讯协议接入工厂网络系统。
控制无线子模块5作为中控室和智能起重机的连接枢纽，以无线传输的形式将设备的“状态”传递到中控室，并将中控室发出的“指令”以无线的形式发送给智能起重机。
图4为控制无线子模块网络方案图，图5为控制无线子模块的模块图，控制无线子模块5包括机上无线控制AP50和地面控制无线AP51，所述起重机机上无线控制AP50至少包括SCALANCEW无线接入点Ⅰ52、无线天线53、光电转换模块Ⅰ54和电源模块Ⅰ55；所述SCALANCEW无线接入点Ⅰ52与无线天线53一端相连接，所述无线天线53另一端与光电转换模块Ⅰ54的一端相连接，所述光电转换模块Ⅰ54另一端和电源模块Ⅰ相连接，其中所述地面无线控制AP51至少包括SCALANCEW无线接入点Ⅱ56、Rcoax漏波电缆57、光电转换模块Ⅱ58和电源模块Ⅱ59；所述SCALANCEW无线接入点Ⅱ56与所述Rcoax漏波电缆57一端相连接，所述Rcoax漏波电缆57另一端与光电转换模块Ⅱ58一端相连接，所述光电转换模块Ⅱ58另一端与电源模块Ⅱ59相连接，在机上无线天线53与Rcoax漏波电缆57之间距离为8～10cm，通过之间的无线WIFI进行机上与地面的无线通信。无线天线53通过柔性馈线接入终端控制信号接线箱内的SCALANCEW无线接入点Ⅰ52，控制信号通过以太网线进入起重机电气室内的交换机，与起重机PLC主站连接，保证智能起重机的信号快速稳定的接收和发送。
在设备轨道一侧铺设Rcoax漏波电缆57，通过柔性馈线接入终端控制信号接线箱内的SCALANCEW无线接入点Ⅱ56。Rcoax漏波电缆57是在复杂无线环境下配合SCALANCEW无线接入点Ⅱ56使用的一种特殊天线，它会沿着Rcoax漏波电缆57本身形成一个定向的锥形无线电场，控制无线信号通过以太网线进入轨道一侧的集中控制接线箱，以以太网线的形式连接到中控室，保证智能起重机的信号快速稳定的接收和发送。
所述智能起重机集群1与中控视频监控系统300互相配合工作建立视频通讯单元4；图6为本发明视频通讯单元网络方案图；所述视频通讯单元4至少包括无线网桥Ⅰ23、POE交换机24、无线网桥Ⅱ25和摄像头26；所述摄像头26布置在智能起重机上，所述POE交换机24将摄像头26的视频信号传递给无线网桥I23；所述无线网桥I23将接收的视频信号传递给所述无线网桥Ⅱ25，所述无线网桥Ⅱ25通过以太网将视频信号传至中控室。摄像头26和无线网桥Ⅰ26均采用POE方式供电，支持国际通用的802.3at标准，这种供电方式具有降低成本，减少电缆敷设的施工和维护量，供电安全可靠等优点。
图7为本发明的整体网络方案图，所有通讯系统及模块通过以太网介质相融合在一起，组成了完整的起重机集群智能仓储通讯系统，该系统能够安全、精准、高效、实时的完成智能起重机之间，智能起重机与智能仓储物流管理系统之间的数据传递及交互，实现智能起重机机上视频数据与中控视频监控系统之间的实时传输及展示，为实现智能起重机无人化、全自动物流作业，提高作业效率、保证人员及物料的安全、降低人工成本提供了保证。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种起重机集群智能仓储通讯系统,其特征在于：至少包括，中控室，所述中控室包括智能仓储物流管理系统(100)和中控室视频系统(300)；
所述智能仓储物流管理系统(100)与智能起重机集群(1)互相配合工作建立网络通讯单元(3)，所述智能起重机集群(1)与中控视频监控系统(300)互相配合工作建立视频通讯单元(4)；
其中智能起重机集群(1)包括多个智能起重机通讯子模块(110)；
所述网络通讯单元(3)包括多个无线通讯模块(2)；
所述无线通讯模块(2)包括控制无线子模块(5)和视频无线子模块(6)；
所述智能仓储物流管理系统(100)与所述智能起重机通讯子模块(110)进行实时控制信号传输建立控制无线子模块(5)；
所述智能仓储物流管理系统(100)与所述智能起重机通讯子模块(110)进行实时视频信号传输建立视频无线子模块(6)；
所述智能起重机通讯子模块(110)至少包括控制主站(11)、小车控制从站(12)、智能吊具控制从站(13)、上位机(14)、绝对值编码器(15)、编码尺(16)和变频器(17)；
所述控制主站(11)、小车控制从站(12)和智能吊具控制从站(13)内分别配置有独立的CPU子站(18)。
2.根据权利要求1所述的一种起重机集群智能仓储通讯系统,其特征还在于：所述控制无线子模块(5)包括机上无线控制AP(50)和地面控制无线AP(51)，所述机上无线控制AP(50)与地面控制无线AP(51)进行无线数据通信；所述机上无线控制AP(50)至少包括无线接入点Ⅰ(52)、无线天线(53)、光电转换模块Ⅰ(54)和电源模块Ⅰ(55)；所述地面控制无线AP(51)至少包括无线接入点Ⅱ(56)、Rcoax漏波电缆(57)、光电转换模块Ⅰ(58)和电源模块Ⅱ(59)。
3.根据权利要求1所述的一种起重机集群智能仓储通讯系统,其特征还在于：所述视频通讯单元4至少包括无线网桥Ⅰ(23)、POE交换机(24)、无线网桥Ⅱ(25)和摄像头(26)；所述摄像头(26)布置在智能起重机上，所述POE交换机(24)将摄像头(26)的视频信号传递给无线网桥I(23)；所述无线网桥I(23)将接收的视频信号传递给所述无线网桥Ⅱ(25)，所述无线网桥Ⅱ(25)通过以太网将视频信号传至中控室。
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