CN111830975A - 混凝土鱼雷罐自动定位控制方法、控制系统及存储介质 - Google Patents

混凝土鱼雷罐自动定位控制方法、控制系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明雷罐自动定位控制方法，包括步骤：获取鱼雷罐目标位置及鱼雷罐当前位置的定位参数；采用速度控制算法控制鱼雷罐运行；通过限位函数判断鱼雷罐是否到达目标位置；若是，控制鱼雷罐停止运行，复位定位参数；若否，继续采用速度控制算法控制鱼雷罐运行，直至鱼雷罐到达目标位置。本发明还提供鱼雷罐自动定位控制系统，包括行走驱动模块、控制器及位置检测模块；行走驱动模块用于执行控制器下发的命令，驱动鱼雷罐行走；位置检测模块用于检测鱼雷罐当前位置并反馈给控制器；控制器包括处理器、存储器及存储在存储器上可被处理器执行的计算程序。本方案可实现鱼雷罐的自动精准定位，可减少人工调节操作，提升效率，自动化程度高。

Description

混凝土鱼雷罐自动定位控制方法、控制系统及存储介质
技术领域
本发明属于预制件生产技术领域，具体涉及一种混凝土鱼雷罐自动定位控制方法、控制系统及存储介质。
背景技术
混凝土鱼雷罐主要用于在固定区域内的混凝土转运，比如在PC工厂内部，通过鱼雷罐将混凝土从搅拌站运输至布料机。
目前鱼雷罐的运行一般通过人工控制鱼雷罐运行至搅拌站下方或者布料机附近，手动进行定位。
现有技术存在以下问题：人工操作的工作量大，需要多次调整鱼雷罐的位置，才可以实现与搅拌站后者布料机的对接；鱼雷罐往往跨多个车间运行，因为遥控距离有限、且可能有避障要求，人工控制需要实时跟着鱼雷罐，占用人工且劳动强度大。
综上所述，现在亟需研发出一种混凝土鱼雷罐自动定位控制方法、控制系统及存储介质，以解决现有技术中所存在的鱼雷罐无法自动运行到搅拌站或者布料机预定位置，需要较多人工参与、工作效率较低、控制精度较低等技术问题。
发明内容：
本发明目的是提供了一种混凝土鱼雷罐自动定位控制方法、控制系统及存储介质，以解决现有技术中所存在的鱼雷罐无法自动运行到搅拌站或者布料机预定位置，需要较多人工参与、工作效率较低、控制精度较低等技术问题。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种混凝土鱼雷罐自动定位控制方法，包括以下步骤：
获取鱼雷罐的目标位置以及鱼雷罐的当前位置的定位参数；
采用速度控制算法控制鱼雷罐沿轨道运行；
通过限位函数判断鱼雷罐是否到达目标位置；
若是，则控制鱼雷罐停止运行，复位定位参数；
若否，则继续采用所述速度控制算法控制鱼雷罐运行，直至通过所述限位函数判断鱼雷罐到达目标位置。
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述采用速度控制算法控制鱼雷罐沿轨道运行中的步骤包括：
计算鱼雷罐的目标位置X1和当前位置XC的距离dS；
根据所述距离dS求得鱼雷罐的控制速度函数v＝f(dS)；
根据所述控制速度函数控制鱼雷罐的运行速度和运行方向。设鱼雷罐前进时，速度为正时，设鱼雷罐向后运行时，速度为负时。
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，根据所述控制速度函数控制所述鱼雷罐的运行速度和运行方向的步骤包括：当速度为正时，控制所述鱼雷罐以速度V向前运行；当速度为负时，控制所述鱼雷罐以速度V向后运行。
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述控制速度函数v＝f(dS)具体为：
Figure BDA0002563103610000021
公式(1)中：k为增益设定参数，abs为绝对值，Vmax为设置的鱼雷罐的运行速度最大值，Vmin为设置的鱼雷罐的运行速度最小值。
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述限位函数为：abs(dS)-D＜0，其中：D为设置的鱼雷罐的定位误差，abs(dS)为鱼雷罐目标位置X1和当前位置XC的距离dS的绝对值。
本发明还提供一种混凝土鱼雷罐自动定位控制系统，包括行走驱动模块、控制器以及位置检测模块；
所述行走驱动模块用于执行控制器下发的命令，驱动所述鱼雷罐沿着轨道行走；
所述位置检测模块用于检测鱼雷罐的当前位置，并将检测值反馈给控制器；
所述控制器包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上的可被所述处理器执行的计算程序，其中，所述计算程序被所述处理器执行时，实现如上所述的混凝土鱼雷罐自动定位控制的步骤。
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，还包括与所述控制器通信连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于输入鱼雷罐运行的目标位置和紧急停止命令，所述人机交互模块还用于显示鱼雷罐运行的速度参数，所述控制器用于接收所述人机交互模块反馈的目标位置和紧急停止命令。
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，还包括用于检测鱼雷罐自动行走时前后是否存在障碍物的障碍检测模块，所述障碍检测模块包括设置于所述鱼雷罐两端的光电开关或限位开关。
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述行走驱动模块包括变频器、电机、减速机以及行走轮，所述行走驱动模块通过所述变频器驱动所述电机、所述电机带动减速机和行走轮以使所述鱼雷罐沿着轨道前后行走。
在上述实施方式的基础上，在另一改进的实施方式中，所述位置检测模块包括编码器或限位开关。
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有混凝土鱼雷罐自动定位控制方法程序，其中，所述混凝土鱼雷罐自动定位控制方法程序被处理器执行时，实现如上述的混凝土鱼雷罐自动定位控制方法的步骤。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的鱼雷罐自动定位控制系统，可以实现鱼雷罐的自动精准定位，实际测试中，当采用编码器作为位置检测模块，变频驱动鱼雷罐，鱼雷罐自动运行时的定位误差可达1cm以下，非常适合进行搅拌站口和布料机接料位置的自动精准定位，可减少人工调节操作，提升效率，自动化程度高；
2、本发明的鱼雷罐自动定位控制方法，可以实现鱼雷罐多点自动定位停车，实际测试中，采用常见的按钮型鱼雷罐遥控器，可以实现鱼雷罐在10个以上位置点的自动定位，满足鱼雷罐在工厂内的常见定位需求，不需要人工跟着鱼雷罐行走，降低工人劳动强度。
附图说明
图1为本发明一实施例中鱼雷罐自动定位控制系统的功能拓扑图；
图2为本发明另一实施例中的长线台模的养护系统的功能拓扑图；
图3为本发明另一实施例中鱼雷罐自动定位控制系统各部件的连接示意图；
图4为本发明一实施例中鱼雷罐自动定位控制方法的流程图；
图5为本发明另一实施例中鱼雷罐自动定位控制方法的逻辑流程图。
具体实施方式
以下提供本发明的优选实施例，以助于进一步理解本发明。本领域技术人员应了解到,本发明实施例的说明仅是示例性的，并不是为了限制本发明的方案。
实施例1
在预制构件生产厂房内，设置有混凝土搅拌站，通过鱼雷罐将搅拌站处的混凝土输送至生产线上制定位置的布料机，布料机再根据生产节拍在台模的表面浇筑混凝土。鱼雷罐的运行轨道是固定的，为实现鱼雷罐从搅拌站自动运行到布料机或其它预定位置，本实施例提供一种预制构件生产厂房内使用的一种鱼雷罐自动定位控制系统：鱼雷罐自动定位控制系统包括行走驱动模块、控制器以及位置检测模块；所述行走驱动模块用于执行控制器下发的命令，驱动所述鱼雷罐沿着轨道行走；所述位置检测模块用于检测鱼雷罐的当前位置，并将检测值反馈给控制器；所述控制器包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上的可被所述处理器执行的计算程序，其中，所述计算程序被所述处理器执行时，实现如上述的采用采用速度控制算法控制鱼雷罐沿轨道运行以及通过限位函数判断鱼雷罐是否到达目标位置的步骤。
本实施例中，所述行走驱动模块设置在鱼雷罐上，包括变频器、电机和减速机以及行走轮，通过所述变频器驱动所述电机，然后所述电机带动减速机和行走轮实现鱼雷罐的前后行走，行走轮设置在鱼雷罐的底侧或两侧，并与鱼雷罐运行轨道相配合；位置检测模块包括设置于鱼雷罐上的编码器或限位开关。
参见附图4所示，采用上述实施例中的鱼雷罐自动定位控制系统进行鱼雷罐自动定位控制，包括以下步骤：
获取鱼雷罐的目标位置以及鱼雷罐的当前位置的定位参数；
采用速度控制算法控制鱼雷罐沿轨道运行；
通过限位函数判断鱼雷罐是否到达目标位置；
若是，则控制鱼雷罐停止运行，复位定位参数；
若否，则继续采用所述速度控制算法控制鱼雷罐运行，直至通过所述限位函数判断鱼雷罐到达目标位置。
采用速度控制算法控制鱼雷罐沿轨道运行中的步骤包括：
计算鱼雷罐的目标位置X1和当前位置XC的距离dS；
根据所述距离dS求得鱼雷罐的控制速度函数v＝f(dS)；
根据所述控制速度函数控制鱼雷罐的运行速度和运行方向。设鱼雷罐前进时，速度为正时，设鱼雷罐向后运行时，速度为负时。当速度为正时，控制所述鱼雷罐以速度V向前运行；当速度为负时，控制所述鱼雷罐以速度V向后运行。
其中，所述控制速度函数v＝f(dS)具体为：
Figure BDA0002563103610000061
公式(1)中：k为增益设定参数，abs为绝对值，Vmax为设置的鱼雷罐的运行速度最大值，Vmin为设置的鱼雷罐的运行速度最小值。
所述限位函数为：abs(dS)-D＜0，其中：D为设置的鱼雷罐的定位误差，abs(dS)-D＜0为鱼雷罐目标位置X1和当前位置XC的距离dS的绝对值。
参考附图1所示，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，鱼雷罐自动定位控制系统还包括用于检测鱼雷罐自动行走时前后是否存在障碍物的障碍检测模块，所述障碍检测模块包括设置于所述鱼雷罐两端的光电开关或限位开关。这样在鱼雷罐自动行走过程中，可以自动检测行走的前后方是否存在障碍物，以避免鱼雷罐与厂房内其它吊运的物件发生碰撞。
参见附图2所示，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，鱼雷罐自动定位控制系统还包括与所述控制器通信连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于输入鱼雷罐运行的目标位置和紧急停止命令，以及显示鱼雷罐运行的速度参数，所述控制器接收所述人机交互模块反馈的目标位置和紧急停止命令。通过人际交互模块设置紧急停止命令，可以为控制系统提供双重保险，及时应对紧急情况。
参见附图3所示，在本实施例基础上，另一改进实施例中的鱼雷罐自动定位控制系统，用于控制预制构件生产工厂内的两个鱼雷罐在一条轨道上的自动运行。生产工艺设计要求设定的鱼雷罐自动定位的接料/放料点有6个。鱼雷罐设置有两个驱动轮、两个从动轮，驱动轮和从动轮与轨道之前形成左右和下放的约束，即驱动轮和从动轮智能在轨道上前后行走；其驱动轮的驱动模块均采用了变频器，可以实现快慢无极调速。鱼雷罐两端均采用光电开关作为障碍检测模块，用于检测障碍物，比如鱼雷罐运行的极限位置和同轨道的鱼雷罐。控制器采用PCL控制器，人机交互模块为带按钮和显示屏的遥控器，包括遥控器发射机和遥控器接收机，通过人工在遥控器发射机上输入命令，然后命令信号再通过遥控器接收机传送给PCL控制器。位置检测模块采用了编码器，安装在鱼雷罐的从动轮上，通过检测从动轮的转动速度和从动轮的周长来检测鱼雷罐行走的距离。
参见附图5所示，在另一改进的实施例的混凝土鱼雷罐自动定位控制系统执行的逻辑流程为：
控制器控制系统启动，启动定位开始；参数初始化；等待指令；
若未收到自动运行指令，则继续等待指令；
若收到开始自动运行的指令，则获取鱼雷罐的目标位置；
然后计算速度控制量v＝f(dS)；
接着进行控制系统的自我诊断是否异常：若诊断异常，则控制鱼雷罐停止运行，退出自动运行，结束自动定位；若诊断无异常，则启动鱼雷罐运行；
比较鱼雷罐当前位置和目标位置，判断是否达到目标？
若未达到目标位置，则返回计算速度控制量v＝f(dS)步骤；
若达到目标位置，则控制鱼雷罐停止运行，定位参数复位，继续等待指令。
实施例2
本实施例2提供一种存储介质，所述存储介质上存储有混凝土鱼雷罐自动定位控制方法程序，其中，所述混凝土鱼雷罐自动定位控制方法程序被处理器执行时，实现如上述实施例1中的混凝土鱼雷罐自动定位控制方法的步骤。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或等同替换，但以上变更、修改或等同替换，均在本申请的待授权或待批准之权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混凝土鱼雷罐自动定位控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取鱼雷罐的目标位置以及鱼雷罐的当前位置的定位参数；
采用速度控制算法控制鱼雷罐沿轨道运行；
通过限位函数判断鱼雷罐是否到达目标位置；
若是，则控制鱼雷罐停止运行，复位定位参数；
若否，则继续采用所述速度控制算法控制鱼雷罐运行，直至通过所述限位函数判断鱼雷罐到达目标位置。
2.根据权利要求1所述的混凝土鱼雷罐自动定位控制方法，其特征在于，所述采用速度控制算法控制鱼雷罐沿轨道运行中的步骤包括：
计算鱼雷罐的目标位置X1和当前位置XC的距离dS；
根据所述距离dS求得鱼雷罐的控制速度函数v＝f(dS)；
根据所述控制速度函数控制鱼雷罐的运行速度和运行方向。
3.根据权利要求2所述的混凝土鱼雷罐自动定位控制方法，其特征在于，根据所述控制速度函数控制所述鱼雷罐的运行速度和运行方向的步骤包括：当速度为正时，控制所述鱼雷罐以速度V向前运行；当速度为负时，控制所述鱼雷罐以速度V向后运行。
4.根据权利要求2所述的混凝土鱼雷罐自动定位控制方法，其特征在于，所述控制速度函数v＝f(dS)具体为：
Figure FDA0002563103600000021
公式(1)中：k为增益设定参数，abs为绝对值，Vmax为设置的鱼雷罐的运行速度最大值，Vmin为设置的鱼雷罐的运行速度最小值。
5.根据权利要求3所述的混凝土鱼雷罐自动定位控制方法，其特征在于，所述限位函数为：abs(dS)-D＜0，其中：D为设置的鱼雷罐的定位误差，abs(dS)为鱼雷罐目标位置X1和当前位置XC的距离dS的绝对值。
6.一种混凝土鱼雷罐自动定位控制系统，其特征在于，包括行走驱动模块、控制器以及位置检测模块；
所述行走驱动模块用于执行控制器下发的命令，驱动所述鱼雷罐沿着轨道行走；
所述位置检测模块用于检测鱼雷罐的当前位置，并将检测值反馈给控制器；
所述控制器包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上的可被所述处理器执行的计算程序，其中，所述计算程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-5中任一项所述的混凝土鱼雷罐自动定位控制的步骤。
7.根据权利要求6所述的混凝土鱼雷罐自动定位控制系统，其特征在于，还包括与所述控制器通信连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于输入鱼雷罐运行的目标位置和紧急停止命令，所述人机交互模块还用于显示鱼雷罐运行的速度参数，所述控制器用于接收所述人机交互模块反馈的目标位置和紧急停止命令。
8.根据权利要求6所述的混凝土鱼雷罐自动定位控制系统，其特征在于，还包括用于检测鱼雷罐自动行走时前后是否存在障碍物的障碍检测模块，所述障碍检测模块包括设置于所述鱼雷罐两端的光电开关或限位开关。
9.根据权利要求6所述的混凝土鱼雷罐自动定位控制系统，其特征在于，所述行走驱动模块包括变频器、电机、减速机以及行走轮，所述行走驱动模块通过所述变频器驱动所述电机、所述电机带动减速机和行走轮以使所述鱼雷罐沿着轨道前后行走。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有混凝土鱼雷罐自动定位控制方法程序，其中，所述混凝土鱼雷罐自动定位控制方法程序被处理器执行时，实现如权利要求1-5任意一项所述混凝土鱼雷罐自动定位控制方法的步骤。
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