CN110445138A - 自动化码头agv节能控制方法和装置 - Google Patents

自动化码头agv节能控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动化码头AGV节能控制方法和装置，将AGV用电设备划分为常用电设备组、工作用电设备组和预用电设备组；在AGV作业期间，按照如下步骤控制AGV用电设备的供电：为常用电设备组持续供电；获取AGV的工作状态参数，在AGV处于待时状态时，停止为工作用电设备组供电，并在待时状态结束时，启动为工作用电设备组供电；以及，获取预用电设备组的工作状态参数，在预用电设备组无指令状态超过第一预设时间时，停止为预用电设备组供电。过获取AGV的当前电量和预用电量，结合AGV用电设备的分组，针对不同分组采用不同放电策略，结合电谷时间段的充电策略，达到同等工况下降低AGV能耗、降低运营成本的技术效果。

Description

自动化码头AGV节能控制方法和装置
技术领域
本发明属于自动化码头技术领域，具体地说，是涉及一种自动化码头AGV节能控制方法和装置。
背景技术
AGV（Automated Guided Vehicle,自动导引车）作为自动化码头中集装箱的装运车辆，装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能，无需驾驶员，以可充电之蓄电池为其动力来源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动化码头AGV节能控制方法和装置，通过获取AGV的当前电量和预用电量，结合AGV用电设备的分组，针对不同分组采用不同放电策略，结合电谷时间段的充电策略，达到同等工况下降低AGV能耗、降低运营成本的技术效果。
本发明采用以下技术方案予以实现：
提出一种自动化码头AGV节能控制方法，包括：将AGV用电设备划分为常用电设备组、工作用电设备组和预用电设备组；在AGV作业期间，按照如下步骤控制AGV用电设备的供电：为所述常用电设备组持续供电；获取AGV的工作状态参数，在AGV处于待时状态时，停止为所述工作用电设备组供电，并在待时状态结束时，启动为所述工作用电设备组供电；以及，获取所述预用电设备组的工作状态参数，在所述预用电设备组无指令状态超过第一预设时间时，停止为所述预用电设备组供电。
进一步的，所述方法还包括：在AGV处于待时状态的时间超过第二预设时间时，发出减少AGV使用量的提示信息。
进一步的，在当前AGV作业结束时，所述方法还包括：确定AGV下一作业周期的预用电量；获取当前电量，在当前电量与所述预用电量的差值高于最低允许用电量时，控制AGV在电谷时间段充电。
进一步的，所述方法还包括：在电谷时间段，为所有没有作业指令的AGV充电。
进一步的，确定AGV下一作业周期的预用电量，具体为：基于桥吊等待时间和无任务待时时间的和与每小时待时耗电量的乘积，计算下一作业周期待时耗电量；以及，基于纵向行车能耗、横向行车能耗和转向能耗的和与箱重系数的乘积，计算下一作业周期运输耗电量；基于下一作业周期待时耗电量与下一作业周期运输耗电量的和得到所述预用电量。
提出一种自动化码头AGV节能控制装置，包括：AGV的用电设备；还包括：用电设备划分模块，用于将AGV的用电设备划分为常用电设备组、工作用电设备组和预用电设备组；放电控制模块，用于在AGV作业期间控制AGV的用电设备的供电，包括：持续供电单元，用于为所述常用电设备组持续供电；待时供电单元，用于获取AGV的工作状态参数，在AGV处于待时状态时，停止为所述工作用电设备组供电，并在待时状态结束时，启动为所述工作用电设备组供电；预用电供电单元，用于获取所述预用电设备组的工作状态参数，在所述预用电设备组无指令状态超过第一预设时间时，停止为所述预用电设备组供电。
进一步的，所述装置还包括：设备调度模块，用于在AGV处于待时状态的时间超过第二预设时间时，发出减少AGV使用量的提示信息。
进一步的，所述装置还包括：预用电量估算模块，用于确定AGV下一作业周期的预用电量；充电控制模块，用于获取当前电量，在当前电量与所述预用电量的差值高于最低允许用电量时，控制AGV在电谷时间段充电。
进一步的，所述装置还包括：无作业指令充电控制模块，用于在电谷时间段，为所有没有祖业指令的AGV充电。
进一步的，所述预用电量估算模块包括：待时耗电量估算单元，用于基于桥吊等待时间和无任务待时时间的和与每小时待时耗电量的乘积，计算下一作业周期待时耗电量；运输耗电量估算单元，用于基于纵向行车能耗、横向行车能耗和转向能耗的和与箱重系数的乘积，计算下一作业周期运输耗电量；预用电量估算单元，用于基于下一作业周期待时耗电量与下一作业周期运输耗电量的和得到所述预用电量。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提出的自动化码头AGV节能控制方法和装置中，将AGV的用电设备分为三组，针对每组不同的用电方式，在AGV作业期间，为常用电设备组持续供电；在AGV处于待时状态时，停止对工作用电设备组的供电，当待时状态结束时再启动供电；在预用电设备组无指令状态超过第一预设时间时停止为预用电设备组的供电，在保证AGV正常工作用电的前提下达到节能的目的。
进一步的，在AGV完成当前作业任务后，估算下一作业周期所需的预用电量，在预用电量足够使用时，控制AGV继续进入下一个工作周期工作，在电谷时间段时再充电，实现低价用电，达到节能的效果。
进一步的，通过在AGV待时状态超过第二预设时间时减少AGV使用量，以及将没有工作指令的AGV的充电时间段控制在电谷时间段等措施，进一步达到节能的目的。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1 为本发明提出的自动化码头AGV节能控制方法的控制流程图；
图2为本发明提出的自动化码头AGV节能控制装置的装置架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明提出的自动化码头AGV节能控制方法，如图1所示，包括如下步骤:
步骤S11：将AGV用电设备划分为常用电设备组、工作用电设备组和预用电设备组。
常用电设备组，为需要持续供电的设备，采用持续供电的形式进行供电；工作用电设备组，为待时状态时可以不供电的设备，采用待时状态时，也即AGV无动作时停止供电，有动作时供电的形式供电，待时状态例如桥吊区等待、缓冲区等待、堆场区等待等时间段；预用电设备组，为供电一定时间后可蓄势的设备，采用无指令状态超过第一预设时间时，例如15分钟，切断供电的形式供电，例如油泵、蓄电池等设备。
在将AGV按照用电设备的特点进行分组后，在AGV作业期间，按照如下方式控制AGV用电设备的供电：
步骤S12：为常用电设备组持续供电。
步骤S13：获取AGV的工作状态参数，在AGV处于待时状态时，停止为工作用电设备组供电，并在待时状态结束时，启动为工作用电设备组供电。
在AGV作业期间，按照设定时间间隔或频率获取AGV的工作状态参数，以工作状态参数判断AGV是否处于待时状态，在其处于待时状态时，停止为工作用电设备组供电，在其待时状态结束继续运行时，再次启动为工作用电设备组供电；期间，常用电设备组持续供电。
步骤S14：获取预用电设备组的工作状态，在预用电设备组无指令状态超过第一预设时间时，停止为预用电设备组供电。
当AGV作业期间，按照设定时间间隔或频率获取预用电设备组的工作状态参数，以油泵为例，其收到加压指令后工作，在其工作压力达到预设条件时即可进行后续工作，在一段时间内不会再接收到加压指令，因此，在第一预设时间后，可以停止为其供电。
以上步骤S12、S13和S14的执行不限定执行顺序。
进一步的，设备调度系统监控各个AGV的工作状态，当AGV无指令状态或待时状态超过第二预设时间时，例如30分钟，可以发出减少AGV使用量的提示信息，减少投入生产作业的AGV数量，降低AGV的待时损耗。
本发明实施例中，设定AGV最低允许用电量、用电尖峰时间段、电谷时间段，在当前AGV作业结束时，预估下一作业周期的预用电量，并获取AGV当前电量，在当前电量与预用电量的差值高于最低允许用电量时，确定当前的时间段是尖峰时间段还是电谷时间段，若是尖峰时间段，则控制AGV直接进入下一作业周期进行作业，在电谷时间段时再控制为其充电，若当前即为电谷时间段，则控制AGV先进行充电充电完成后进入下一作业。
但若当前电量与预用电量的差值低于最低允许用电量时，则执行原有充电策略，控制AGV先进行充电。
预用电量的计算，分为待时耗电量计算和运输耗电量计算；本发明实施例中，基于桥吊等待时间T1和无任务待时时间T2的和与每小时待时耗电量S的乘积来预估下一作业周期的待时能耗P1，P1=S*（T1+T2）；桥吊等待时间T1可根据桥吊门架小车的运行以及桥吊下已有AGV的情况进行估算。
基于纵向行车能耗L1、横向行车能耗L2和转向能耗Z的和与箱重系数W的乘积，计算下一作业周期运输耗电量P2，P2=W*（L1+L2+Z）；本发明实施例中，运输耗电量的估算，首先进行路径拆分，由于AGV运行场地设计为桥吊交互区域、待时区域、 高速车道区域、轨道吊交互区域，区域之间行车AGV一定会转向行车，一个运载周期内一定会产生设定次数的转向，每次转向的能耗基本一致，纵向行车距离由于场地的交互区域划分特点也基本一致，横向运行距离可以从TOS（码头操作系统）获得。
最后，基于下一作业周期待时耗电量P1与下一作业周期运输耗电量P2的和得到预用电量。
本发明实施例中，对于没有作业指令的待时AGV，不论其当前电量是否满足下一作业周期的需要，都控制其在电谷时间段进行充电，使得AGV电池用量在电谷时保持高电量，保证其在尖峰时间段的充足使用。
基于上述提出的自动化码头AGV节能控制方法，本发明还提出一种自动化码头AGV节能控制装置，如图2所示，包括AGV的用电设备1、用电设备划分模块2和放电控制模块3；放电控制模块3包括持续供电单元31、待时供电单元32和预用电供电单元33；用电设备划分模块2用于将AGV的用电设备1划分为常用电设备组11、工作用电设备组12和预用电设备组13；放电控制模块3用于在AGV作业期间控制AGV的用电设备的供电，其中：持续供电单元31用于为常用电设备组持续供电；待时供电单元32用于获取AGV的工作状态参数，在AGV处于待时状态时，停止为工作用电设备组供电，并在待时状态结束时，启动为工作用电设备组供电；预用电供电单元33用于获取预用电设备组的工作状态参数，在预用电设备组无指令状态超过第一预设时间时，停止为预用电设备组供电。
本发明提出的自动化码头AGV节能控制装置还包括设备调度模块4，用于在AGV处于待时状态的时间超过第二预设时间时，发出减少AGV使用量的提示信息，以便人工接入，减少投入生产的AGV数量，降低AGV的待时损耗。
本发明提出的自动化码头AGV节能控制装置还包括预用电量估算模块5和充电控制模块6，预用电量估算模块5用于确定AGV下一作业周期的预用电量；充电控制模块6用于获取当前电量，在当前电量与预用电量的差值高于最低允许用电量时，控制AGV在电谷时间段充电。具体的，预用电量估算模块5包括待时耗电量估算单元51、运输耗电量估算单元52和预用电量估算单元53；待时耗电量估算单元51用于基于桥吊等待时间和无任务待时时间的和与每小时待时耗电量的乘积，计算下一作业周期待时耗电量；运输耗电量估算单元52用于基于纵向行车能耗、横向行车能耗和转向能耗的和与箱重系数的乘积，计算下一作业周期运输耗电量；预用电量估算单元53用于基于下一作业周期待时耗电量与下一作业周期运输耗电量的和得到预用电量。
本发明提出的自动化码头AGV节能控制装置还包括无作业指令充电控制模块7，用于在电谷时间段，为所有没有祖业指令的AGV充电。
具体的自动化码头AGV节能控制装置的控制方式已经在上述方法中详述，此处不予赘述。
应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动化码头AGV节能控制方法，其特征在于，包括：
将AGV用电设备划分为常用电设备组、工作用电设备组和预用电设备组；
在AGV作业期间，按照如下步骤控制AGV用电设备的供电：
为所述常用电设备组持续供电；
获取AGV的工作状态参数，在AGV处于待时状态时，停止为所述工作用电设备组供电，并在待时状态结束时，启动为所述工作用电设备组供电；以及，
获取所述预用电设备组的工作状态参数，在所述预用电设备组无指令状态超过第一预设时间时，停止为所述预用电设备组供电。
2.根据权利要求1所述的自动化码头AGV节能控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在AGV处于待时状态的时间超过第二预设时间时，发出减少AGV使用量的提示信息。
3.根据权利要求1所述的自动化码头AGV节能控制方法，其特征在于，在当前AGV作业结束时，所述方法还包括：
确定AGV下一作业周期的预用电量；
获取当前电量，在当前电量与所述预用电量的差值高于最低允许用电量时，控制AGV在电谷时间段充电。
4.根据权利要求1所述的自动化码头AGV节能控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在电谷时间段，为所有没有作业指令的AGV充电。
5.根据权利要求3所述的自动化码头AGV节能控制方法，其特征在于，确定AGV下一作业周期的预用电量，具体为：
基于桥吊等待时间和无任务待时时间的和与每小时待时耗电量的乘积，计算下一作业周期待时耗电量；以及，
基于纵向行车能耗、横向行车能耗和转向能耗的和与箱重系数的乘积，计算下一作业周期运输耗电量；
基于下一作业周期待时耗电量与下一作业周期运输耗电量的和得到所述预用电量。
6.一种自动化码头AGV节能控制装置，包括：
AGV的用电设备；
其特征在于，还包括：
用电设备划分模块，用于将AGV的用电设备划分为常用电设备组、工作用电设备组和预用电设备组；
放电控制模块，用于在AGV作业期间控制AGV的用电设备的供电，包括：
持续供电单元，用于为所述常用电设备组持续供电；
待时供电单元，用于获取AGV的工作状态参数，在AGV处于待时状态时，停止为所述工作用电设备组供电，并在待时状态结束时，启动为所述工作用电设备组供电；
预用电供电单元，用于获取所述预用电设备组的工作状态参数，在所述预用电设备组无指令状态超过第一预设时间时，停止为所述预用电设备组供电。
7.根据权利要求6所述的自动化码头AGV节能控制装置，其特征在于，所述装置还包括：
设备调度模块，用于在AGV处于待时状态的时间超过第二预设时间时，发出减少AGV使用量的提示信息。
8.根据权利要求6所述的自动化码头AGV节能控制装置，其特征在于，所述装置还包括：
预用电量估算模块，用于确定AGV下一作业周期的预用电量；
充电控制模块，用于获取当前电量，在当前电量与所述预用电量的差值高于最低允许用电量时，控制AGV在电谷时间段充电。
9.根据权利要求6所述的自动化码头AGV节能控制装置，其特征在于，所述装置还包括：
无作业指令充电控制模块，用于在电谷时间段，为所有没有祖业指令的AGV充电。
10.根据权利要求8所述的自动化码头AGV节能控制装置，其特征在于，所述预用电量估算模块包括：
待时耗电量估算单元，用于基于桥吊等待时间和无任务待时时间的和与每小时待时耗电量的乘积，计算下一作业周期待时耗电量；
运输耗电量估算单元，用于基于纵向行车能耗、横向行车能耗和转向能耗的和与箱重系数的乘积，计算下一作业周期运输耗电量；
预用电量估算单元，用于基于下一作业周期待时耗电量与下一作业周期运输耗电量的和得到所述预用电量。
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