CN114815729A - 一种轨道式运输装置的监测与控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道式运输装置的监测与控制系统，包括PLC控制器、扫码器和光电传感器，所述PLC控制器控制所述运输装置装货、运输和卸货；每个运输装置上设置有显示运输装置ID的标识，设置于所述轨道上的每个工位设置有所述光电传感器，部分工位设置有所述扫码器，PLC控制器依据扫码数据和传感器数据辅以算术逻辑运算，实现物流与数流的状态同步。本发明公开的轨道式运输装置的监测与控制系统，通过光电传感器和扫码器采集数据对运输装置的位置段基准进行强制校准，将运输装置的位置计算偏差限制在相邻两校准点之间，满足组态监控与实物的对应关系。

Description

一种轨道式运输装置的监测与控制系统

技术领域

本发明涉及物流控制技术领域，特别是涉及一种应用于砂型运输的轨道式运输装置的监测与控制系统。

背景技术

铸造砂型造型完成起模后，后序还有自动清砂、固化、人工清砂、检查、下冷铁、下小芯、机器人喷涂、人工补涂、烘干、立库缓存等工序的若干组合需要完成。为充分利用空间，减少人工干预，降低劳动强度，实现自动化智能化生产，砂型在各工位间的流转，常采用各种自动化机械辅助设备，如RGV、AGV、桁架、机器人、辊道等等。与此同时，这些方式也对夹持部位的定位、空间等要求较高，相应地伴随高成本投入与运维困难等不利因素。

对于大多数中小型砂型，上述流转方式的性价比并不高。采用多台轨道式悬链电葫芦协同作业，进行中小型砂型的流转，成为较为经济的折衷方案。由于轨道式悬链电葫芦结构简单，其数字化网络化智能化程度普遍较低，改造或定制成本较低。但从系统集成角度，其优势反倒成为劣势，如需要知道各轨道式悬链电葫芦当前位置、状态、下挂砂型等信息，以进行组态监控及流转跟踪时，轨道式悬链电葫芦作业区域内，会形成数据真空，实时的管控与异常处理只能靠人工处理与维护。对此常规解决方式为加装编码器、定位标签等换算为当前实际物理位置，但受生产成本、机电安装要求、通信传输、生产现场粉尘电磁干扰等恶劣工况、运维等因素影响，长期运行维护经济性不佳。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题提供一种低成本且满足铸造生产流程管控所需的定位追溯、实施更新及组态监控的轨道式运输装置的监测与控制系统。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

本发明实施例公开一种轨道式运输装置的监测与控制系统，所述轨道式运输装置包括封闭的环形轨道和若干单向行驶地运输装置，所述环形轨道上设置有若干工位，且部分环形轨道设置有分轨，其特征在于，包括PLC控制器、扫码器和光电传感器，所述PLC控制器控制所述运输装置装货、运输和卸货；所述分轨和与所述分轨对应的主轨段形成FIFO模型；每个运输装置上设置有二维码，且装货工位、卸货工位和所述分轨与所述主轨段合轨后的第一个工位上均设置有所述扫码器，所述扫码器用于读取运输装置ID，且与所述PLC控制器相连；所述装货工位设置为行程零点，其余工位按顺序叠加行程基准，每个工位上均设置有所述光电传感器，所述光电传感器与所述PLC控制器相连，所述运输装置运行至所述工位时触发所述光电传感器，所述PLC控制器计算所述运输装置的运行行程并进行行程校准。

在其中一种实施例中，所述装货工位、所述卸货工位和所述分轨与所述主轨段合轨后的第一个工位的数据处理顺序为扫码器数据优先于光电传感器数据。

在其中一种实施例中，在所述装货工位，将货物ID与装载货物的运输装置ID绑定并反馈给PLC控制器；在所述卸货工位，将绑定的货物ID与运输装置ID解绑。

在其中一种实施例中，所述环形轨道上设置有检测工位和补修工位，在所述检测工位检测货物质量并将质量信息反馈给PLC控制器；当货物的质量信息为合格时，货物运输至补修工位则不进行补修处理，货物运输至其它工位则进行处理；当货物的质量信息为报废时，除卸货工位外，货物运输至检测工位之后的其他工位均不进行处理；当货物的质量信息为需补修时，货物运输至补修工位则进行补修处理，并将补修后货物的质量信息反馈给PLC控制器；如果补修处理后货物的质量信息为合格，货物运输至其它工位则进行处理；如果补修处理后货物的质量信息为报废，除卸货工位外，货物运输至补修工位之后的其他工位均不进行处理。

优选地，当所述PLC控制器接收到的货物质量信息为报废时，指示装货工位补发货物。

在其中一种实施例中，所述PLC控制器设置有断电保护装置。

在其中一种实施例中，所述运输装置上设置有号牌，用于人工读取运输装置ID。

在其中一种实施例中，所述PLC控制器连接有显示屏，所述显示屏显示并实时更新所述运输装置的运行信息。

进一步地，所述运行信息包括运输装置ID、运输装置状态、运输装置计算位置、工位ID、货物质量。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明公开的轨道式运输装置的监测与控制系统，采用光电传感器和少量扫码器，辅以算术逻辑运算，即可实现实现物流与数流的同步，满足生产流程管控所需的定位追溯、信息交接及组态监控的数据要求；通过光电传感器和扫码器采集数据对运输装置的位置段基准进行强制校准，将运输装置的位置计算偏差限制在相邻两校准点之间，满足组态监控与实物的对应关系。

本发明公开的轨道式运输装置的监测与控制系统，PLC控制器设置有断电保护装置，即使运输过程出现异常，仅需人工更新各运输装置数据模型中的数据字段或自动循环一个完整周期后，即可完全恢复正常运行。

附图说明

图1为本发明轨道式运输装置行进工位布局示意图；

附图标记说明：

1-1号装货工位，2-2号装货工位，3-分轨平移工位，4-1轨自动清砂房，5-1轨1号固化室，6-1轨2号固化室，7-1轨人工清砂房，8-1轨下芯工位，9-1轨下冷铁工位，10-2轨自动清砂房，11-2轨1号固化室，12-2轨2号固化室，13-2轨人工清砂房，14-2轨下芯工位，15-2轨下冷铁工位，16-合轨平移工位，17-自动喷涂室，18-1号人工补涂工位，19-2号人工补涂工位，20-1号烘干室，21-2号烘干室，22-3号烘干室，23-4号烘干室，24-5号烘干室，25-6号烘干室，26-1号卸货工位，27-2号卸货工位，28-3号卸货工位，29-4号卸货工位。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例公开一种轨道式运输装置的监测与控制系统，轨道式运输装置包括封闭的环形轨道和若干运输装置，PLC控制器控制该运输装置在该环形轨道上单向行驶。环形轨道上设置有若干工位，包括将货物装上运输装置的装货工位、将货物卸载并存放打卸货工位，并且在装货工位和卸货工位之间还设置有若干货物处理工位；运输装置装货沿轨道运载货物依次经过各个处理工位后在卸货工位卸货并空载至装货工位进行下一个运输周期。

如图1所示，适用于砂型造型后的处理工位布局，其包括装货、自动清砂、固化、人工清砂、下芯、下冷铁、自动喷涂、补涂、烘干、卸货等处理流程工位，其中每个流程可以设置多个工位以便多个砂型同时在该流程被处理，并且，环形轨道还可以分轨引流，如工位4-9设置在1轨上，与其处理流程相同的工位10-15设置在2轨上。各工位形成环形链表模型，1轨和2轨形成FIFO模型。为了便于分轨、合轨控制，在1轨和2轨分轨处设置分轨平移工位3，在其合轨处设置合轨平移工位16。当然，也可以分流更多条轨，以便提高运输流量，本发明对此不做具体限制。砂型在各工位间流转需要运输装置，本实施例具体为多台悬链电葫芦协同作业。

具体地，PLC控制器设置有电葫芦的运行计时器，电葫芦停止等待状态不计时，只有运行状态才计时，且电葫芦的行驶速度保持一致。电葫芦运行计时与电葫芦的行驶速度的乘积计为电葫芦的运行计算行程。以轨道的起始位置即1号装货工位1为零点，其余各工位为按顺序依次叠加基准，为每个工位进行物理距离赋值。每个工位均设置有光电传感器，优选为光电漫反射接近开关，当电葫芦行驶至光电漫反射接近开关作用范围内，触发光电漫反射接近开关动作。同时，与其连接的PLC控制器接收到触发数据计算电葫芦的运行计算行程并依据该工位物理距离复制对运行计算行程进行校准，实时更新校准后的行程数据和对应工位ID。

需要说明的是，只要电葫芦行驶至光电漫反射接近开关作用范围内任意位置即可触发PLC控制器将其计算行程校准为该光电漫反射接近开关对应工位的预设叠加基准，消除该电葫芦的停机误差。

本发明公开的实施例中，每个电葫芦上都设置有电葫芦ID，并且在1号装货工位1或2号装货工位2处将砂型ID与电葫芦ID绑定，在轨道内工序处理过程中用电葫芦ID表征砂型ID，在1号卸货工位26、2号卸货工位27、3号卸货工位28或4号卸货工位29将砂型ID与电葫芦ID解绑。即在轨道内工序处理过程中只要监测和控制电葫芦即可达到砂型信息的同步。每个电葫芦上可以设置有二维码和具有电葫芦编号的号牌，号牌用于人工对电葫芦ID的识别后可以手动输入，1号装货工位1、合轨平移工位16和1号卸货工位26上均设置有扫码器，扫码器扫描二维码自动读取该二维码对应电葫芦ID并将其反馈至PLC控制器。扫码器亦可触发PLC控制器进行电葫芦在对应工位的行程计算机行程校准，计算方式和校准方式与光电漫反射接近开关相同，本实施例不再赘述。

进一步地，数据处理顺序为扫码器数据优先于光电漫反射接近开关数据，人工输入数据也优先于光电漫反射接近开关数据。当电葫芦行驶至扫码器范围内，扫码器自动扫描其二维码，扫码结果经大功率LoRa数传终端传递至PLC控制器中解析，同时，对该电葫芦进行强制校正为扫码器所在工位的实际位置值。同样，当人工输入该电葫芦所处工位ID时，对该电葫芦进行强制校正为该工位的实际位置值。

本发明公开的实施例中，1轨人工清砂房7、2轨人工清砂房13、1号人工补涂工位18、2号人工补涂工位19除具有各自本身的清砂或补涂作用，在这些工位还兼具检测工位和/或补修工位的功能。当砂型运转至1轨人工清砂房7或2轨人工清砂房13时，人工清砂的同时对砂型质量信息进行检查并将检查结果以人工按键方式反馈给PLC控制器。当检测结果为砂型质量合格不进行按键操作，PLC控制器默认砂型质量合格并将结果反馈至后序其他工位，以及控制砂型继续运转并完成其他工序的处理流程，在1号人工补涂工位18或2号人工补涂工位19不进行补修处理。当检测结果为报废，人工按下代表报废的按键，PLC控制器接收到该砂型报废的信息后并将其反馈至其他工位，以及控制砂型继续运转但在后续其他工位并不进行处理流程，直至报废砂型运转至卸货工位进行卸货处理；同时，PLC控制器向1号装货工位1或2号装货工位2发出补货申请，1号装货工位1或2号装货工位2读取申请后补发与报废砂型规格型号相同的砂型。当检测结果为需补修，可以人工在此处将其补修合格按照合格砂型处理，也可以人工按下代表需补修的按键，PLC控制器接收到该砂型需补修的信息后并将其反馈至其他工位，以及控制砂型继续运转并完成各工序处理，直至砂型运转至1号人工补涂工位18或2号人工补涂工位19进行补修、补涂。补修后可以进行补修确认，如果补修合格则按照合格砂型处理，如果补修后仍然不合格则按照报废砂型处理，处理方式与在1轨人工清砂房7或2轨人工清砂房13时的处理方式相同，此处不再赘述。

本发明公开的实施例中，PLC控制器设置有断电保护装置，即使过程异常或控制器更换大修后数据丢失，仅需人工根据电葫芦编号及其大致位置，更新各电葫芦数据模型中的数据字段；或经一个完整循环后，即可完全正常运行。

本发明公开的实施例中，与PLC控制器连接的显示屏显示并实时更新电葫芦的运行信息，运行信息包括电葫芦ID、电葫芦状态、电葫芦位置、工位ID、砂型ID、砂型质量、异常报警触发时间戳等。其中电葫芦状态包括：0、1、2、3,0代表停止，1代表分轨前或合轨后轨道上的运行，2代表1轨运行，3代表2轨运行；砂型质量状态包括：0、1、2,0代表合格，1代表需补修，2代表报废。

上述任意所述轨道式运输装置与其上下序对接，实现砂型信息与电葫芦信息的同步及砂型状态流的连续，便于轨道式运输装置与其上下序软硬件之间的系统集成，并兼顾信息处理的及时性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种轨道式运输装置的监测与控制系统，所述轨道式运输装置包括封闭的环形轨道和若干单向行驶地运输装置，所述环形轨道上设置有若干工位，且部分环形轨道设置有分轨，其特征在于，包括PLC控制器、扫码器和光电传感器，所述PLC控制器控制所述运输装置装货、运输和卸货；所述分轨和与所述分轨对应的主轨段形成FIFO模型；

每个运输装置上设置有二维码，且装货工位、卸货工位和所述分轨与所述主轨段合轨后的第一个工位上均设置有所述扫码器，所述扫码器用于读取运输装置ID，且与所述PLC控制器相连；

所述装货工位设置为行程零点，其余工位按顺序叠加行程基准，每个工位上均设置有所述光电传感器，所述光电传感器与所述PLC控制器相连，所述运输装置运行至所述工位时触发所述光电传感器，所述PLC控制器计算所述运输装置的运行行程并进行行程校准。

2.根据权利要求1所述的轨道式运输装置的监测与控制系统，其特征在于，所述装货工位、所述卸货工位和所述分轨与所述主轨段合轨后的第一个工位的数据处理顺序为扫码器数据优先于光电传感器数据。

3.根据权利要求1所述的轨道式运输装置的监测与控制系统，其特征在于，在所述装货工位，将货物ID与装载货物的运输装置ID绑定并反馈给PLC控制器；在所述卸货工位，将绑定的货物ID与运输装置ID解绑。

4.根据权利要求1所述的轨道式运输装置的监测与控制系统，其特征在于，所述环形轨道上设置有检测工位和补修工位，在所述检测工位检测货物质量并将质量信息反馈给PLC控制器；

当货物的质量信息为合格时，货物运输至补修工位则不进行补修处理，货物运输至其它工位则进行处理；

当货物的质量信息为报废时，除卸货工位外，货物运输至检测工位之后的其他工位均不进行处理；

当货物的质量信息为需补修时，货物运输至补修工位则进行补修处理，并将补修后货物的质量信息反馈给PLC控制器；如果补修处理后货物的质量信息为合格，货物运输至其它工位则进行处理；如果补修处理后货物的质量信息为报废，除卸货工位外，货物运输至补修工位之后的其他工位不进行处理。

5.根据权利要求4所述的轨道式运输装置的监测与控制系统，其特征在于，当所述PLC控制器接收到的货物质量信息为报废时，指示装货工位补发货物。

6.根据权利要求1所述的轨道式运输装置的监测与控制系统，其特征在于，所述PLC控制器设置有断电保护装置。

7.根据权利要求1所述的轨道式运输装置的监测与控制系统，其特征在于，所述运输装置上设置有号牌，用于人工读取运输装置ID。

8.根据权利要求1-7任一项所述的轨道式运输装置的监测与控制系统，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏与所述PLC控制器连接，所述显示屏显示并实时更新所述运输装置的运行信息。

9.根据权利要求8所述的轨道式运输装置的监测与控制系统，其特征在于，所述运行信息包括运输装置ID、运输装置状态、运输装置位置、工位ID、货物质量。

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