CN115167271A - 一种基于plc控制的目标物吊运方法、系统、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于PLC控制的目标物吊运方法、系统、设备及介质，所述方法包括：获取检测数据计算末端执行器与目标物间的实时距离，根据所述实时距离控制所述末端执行器抓取所述目标物时的抓取状态；获取所述目标物的运动数据，并结合所述末端执行器的抓取状态调整所述目标物的转运速度。本发明利用PLC控制器接收各检测装置反馈的检测数据和运动数据，在目标物抓取和搬运过程中自动检测出目标物的运动状态以及末端执行器的抓取牢固程度，并将相应的数据传送给智能化起重机，从而使智能化起重机可根据目标物当前状态做出更优的调整策略，提高目标物吊运安全性。

Description

一种基于PLC控制的目标物吊运方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明涉及数控技术领域，尤其涉及一种基于PLC控制的目标物吊运方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
在起吊和搬运钢梁，通常只是利用常规的末端执行器，把钢梁夹起来，然后通过操作人员目视判断是否可以起吊和搬运。操作人员目视判断的方式无法准确判断末端执行器是否夹紧牢固，若夹紧不牢固会导致钢梁跌落存在安全隐患；且人工判断的方式无法准确获知钢梁在搬运过程中的倾斜状态，无法及时做出警示，同样存在一定的安全隐患。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种基于PLC控制的目标物吊运方法。
本发明的目的之二在于提供一种基于PLC控制的目标物吊运系统。
本发明的目的之三在于提供一种电子设备。
本发明的目的之四在于提供一种计算机可读存储介质。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种基于PLC控制的目标物吊运方法，包括：
获取检测数据计算末端执行器与目标物间的实时距离，根据所述实时距离控制所述末端执行器抓取所述目标物时的抓取状态；
获取所述目标物的运动数据，并结合所述末端执行器的抓取状态调整所述目标物的转运速度。
进一步地，所述检测数据包括：
基于超声波传感器检测所得的定位数据，根据所述定位数据计算出所述末端执行器与所述目标物间的第一实时距离。
进一步地，所述检测数据还包括：
基于装设在所述末端执行器上的接近开关传感器输出的电平信号，根据电平信号反映出所述末端执行器与所述目标物间的第二实时距离。
进一步地，根据所述实时距离控制所述末端执行器的抓取状态的方法为：
当所述第一实时距离到达预设的设定范围时，控制所述末端执行器开始对所述目标物进行抓取；
当所述第二实时距离为零时，控制所述末端执行器停止并维持当前抓取动作。
进一步地，所述运动数据为装设在所述末端执行器上的角度传感器检测所得的角度数据，根据所述角度数据计算出所述目标物的实时倾角。
进一步地，调整所述目标物的转运速度的方法包括：
判断所述目标物的实时倾角是否超过预设的目标设定值，若超过则向用于控制所述末端执行器运动的起重机发送减速/暂停指令。
进一步地，调整所述目标物的转运速度的方法还包括：
当判断获知所述第一实时距离小于预设的设定范围，或所述第二实时距离不为零时，向用于控制所述末端执行器运动的起重机发送减速/暂停指令。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种基于PLC控制的目标物吊运系统，执行如上述的基于PLC控制的目标物吊运方法，所述系统包括：
距离检测模块，用于检测末端执行器与目标物间的实时距离；
运动检测模块，用于检测所述目标物的运动状态；
PLC控制模块，用于根据所述实时距离和所述目标物的运动状态调整所述目标物的转运速度。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种电子设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的基于PLC控制的目标物吊运方法。
本发明的目的之四采用如下技术方案实现：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的基于PLC控制的目标物吊运方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明利用PLC控制器接收各检测装置反馈的检测数据和运动数据，在目标物抓取和搬运过程中自动检测出目标物的运动状态以及末端执行器的抓取牢固程度，并将相应的数据传送给智能化起重机，从而使智能化起重机可根据目标物当前状态做出更优的调整策略，提高目标物吊运安全性。
附图说明
图1为本发明PLC控制器与传感器间的连接示意图；
图2为本发明末端执行器的结构示意图；
图3为本发明基于PLC控制的目标物吊运方法的流程示意图。
图中：1、接近开关传感器；2、超声波传感器；3、液压系统；4、声光警示器；5、角度传感器；6、极限行程开关；7、PLC控制器。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一
本实施例提供一种基于PLC控制的目标物吊运方法，其中所述目标物可以是钢梁，也可以是其余需要吊运的物体。所述目标物的吊运方法应用在PLC控制器7上，如图1、图2所示，通过PLC控制器7与各传感器相连，用于接收各传感器检测所得的数据进行分析和判断；而所述PLC控制器7还与起重机相连，用于向起重机下发指令，控制起重机对所述目标物进行吊运。
而所述起重机驱动起升机构，起升机构连接有末端执行器，其末端执行器可以是机械手等可抓取目标物的结构；而所述PLC控制器7向所述起重机下发指令后，起重机根据指令控制末端执行器抓取所述目标物，再控制抓取所述目标物后的末端执行器移动，以完成目标物的吊装和转运操作。
如图3所示，所述目标物的吊运方法具体包括如下步骤：
步骤S1：获取检测数据计算末端执行器与目标物间的实时距离，根据所述实时距离控制所述末端执行器抓取所述目标物时的抓取状态；
步骤S2：获取所述目标物的运动数据，并结合所述末端执行器的抓取状态调整所述目标物的转运速度。
本实施例中所述检测数据是通过超声波传感器2和所述接近开关传感器1获得；如图2所示，所述超声波传感器2可装设在所述末端执行器的端面上，起重机控制末端执行器运动至所述目标物上方时，控制末端执行器下降，此时末端执行器上的所述超声波传感器2可正对所述目标物，通过所述超声波传感器2发出的超声波检测所述末端执行器和所述目标物之间的实时距离，为了与后续的距离数据进行区分，将所述超声波传感器2检测到的所述末端执行器与所述目标物间的实时距离称之为第一实时距离。
在一些实施例中，还可通过光学传感器、红外传感器、雷达传感器等距离传感器来检测所述末端执行器与所述目标物间的第一实时距离。
实时判断所述第一实时距离是否到达预设的设定范围，当所述第一实时距离到达预设的设定范围时，则代表所述末端执行器与所述目标物靠近，此时即可控制所述末端执行器开始执行抓取操作。其中，所述末端执行器通过液压系统3控制其抓臂运动，从而实现抓取或松开操作。
在所述末端执行器进行抓取操作过程中，实时监测装设在所述末端执行器抓臂上的接近开关传感器1；当所述末端执行器未触碰到所述目标物时，所述接近开关传感器1输出低电平信号；当所述末端执行器接触到所述目标物时，所述目标物按压到所述接近开关传感器1，所述接近开关传感器1则输出高电平信号。介于此，所述PLC控制器7通过采集所述接近开关传感器1的输出电平信号，即可确定所述末端执行器与所述目标物间的第二实时距离，当所述第二实时距离不为零时，则代表所述末端执行器未抓紧所述目标物；当所述第二实时距离为零时，则代表所述末端执行器已成功抓紧所述目标物，此时，PLC控制器7即可控制所述末端执行器停止抓取操作，以确保所述末端执行器维持当前的抓取状态。
在一些实施例中，同样可在所述末端执行器的抓臂上安装光学距离传感器、红外距离传感器等检测装置，通过检测所述末端执行器的抓臂与所述目标物间的第二实时距离来确定所述末端执行器当前是否成功抓取所述目标物，进而确定所述末端执行器抓取所述目标物的抓取牢固度。
所述末端执行器还安装有用于检测所述目标物运动状态的角度传感器5，所述PLC控制器7根据所述角度传感器5检测所得的角度数据计算出所述目标物的实时倾角。
并实时判断所述目标物的实时倾角是否超过预设的目标设定值，若超过则代表所述目标物发生一定程度的倾斜，存在一定安全隐患，此时所述PLC控制器7则可向用于控制所述末端执行器运动的起重机发送减速/暂停指令，控制所述目标物运动速度减小，或让所述目标物暂停转运。与此同时，还可在所述目标物发生严重倾斜时，向声光警示器4发送告警提示以通知人员进行现场检测，尽快解决问题。
在起重机对已经抓取所述目标物的所述末端执行器进行移动控制过程中，还需实时采集各传感器所检测的检测数据，若判断获知所述第一实时距离小于预设的设定范围，或所述第二实时距离不为零时，代表所述末端执行器无法牢固地抓取所述目标物，所述目标物随时有掉落的危险，此时即可向起重机发送减速/暂停指令，控制所述目标物运动速度减小，或让所述目标物暂停转运。与此同时，还可在所述末端执行器的抓取牢固度异常时，向声光警示器4发送告警提示以通知人员进行现场检测，尽快解决问题。
在一些实施例中，还可在所述末端执行器上安装有极限行程开关6，当所述末端执行器抓取所述目标物并将其进行转运过程中，所述末端执行器上的抓臂触碰到所述极限行程开关6，则代表所述末端执行器的抓臂处于松开状态，此时同样可认为所述末端执行器未抓紧所述目标物，此时立即控制所述目标物暂停转运，并发出告警提示。
其中，所述目标物的运动速度的减小量可结合所述目标物的实时倾角的大小进行灵活调整，可通过预先大量测试确定所述目标物在各倾角状态下所对应的最佳速度，根据测试所得的数据调整当前所述目标物的转运速度。
此外，当所述目标物的实时倾角恢复正常，且所述末端执行器的抓取牢固程度也正常时，则可适当增加所述目标物的转运速度，以提高转运效率。
实施例二
本实施例提供一种基于PLC控制的目标物吊运系统，执行如上述的基于PLC控制的目标物吊运方法，所述系统包括：
距离检测模块，包括了超声波传感器2和接近开关传感器1，用于检测末端执行器与目标物间的实时距离；
运动检测模块，包括了角度传感器5，用于检测所述目标物的实时倾角以确定所述目标物的运动状态；
PLC控制模块，与各传感器相连，并与起重机相连，用于根据所述距离检测模块检测所得的实时距离，以及所述运动检测模块检测所得的所述目标物的实时倾角实时调整所述目标物的转运速度。
在搬运的过程中，PLC控制器7实时读取超声波传感器2、接近开关传感器1以及角度传感器5等传感器的信号，计算出目标物的实时倾角，根据所述目标物的实时倾角以及所述末端执行器的抓取牢固程度控制起重机做出合理的决策，使起重机给出最优的速度曲线。
在一些实施例中，还提供一种电子设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例一中的基于PLC控制的目标物吊运方法；
另外，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的基于PLC控制的目标物吊运方法。
上述系统、设备及存储介质与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的多个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施例中的系统、设备及存储介质的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于PLC控制的目标物吊运方法，其特征在于，包括：
获取检测数据计算末端执行器与目标物间的实时距离，根据所述实时距离控制所述末端执行器抓取所述目标物时的抓取状态；
获取所述目标物的运动数据，并结合所述末端执行器的抓取状态调整所述目标物的转运速度。
2.根据权利要求1所述的基于PLC控制的目标物吊运方法，其特征在于，所述检测数据包括：
基于超声波传感器检测所得的定位数据，根据所述定位数据计算出所述末端执行器与所述目标物间的第一实时距离。
3.根据权利要求2所述的基于PLC控制的目标物吊运方法，其特征在于，所述检测数据还包括：
基于装设在所述末端执行器上的接近开关传感器输出的电平信号，根据电平信号反映出所述末端执行器与所述目标物间的第二实时距离。
4.根据权利要求3所述的基于PLC控制的目标物吊运方法，其特征在于，根据所述实时距离控制所述末端执行器的抓取状态的方法为：
当所述第一实时距离到达预设的设定范围时，控制所述末端执行器开始对所述目标物进行抓取；
当所述第二实时距离为零时，控制所述末端执行器停止并维持当前抓取动作。
5.根据权利要求1所述的基于PLC控制的目标物吊运方法，其特征在于，所述运动数据为装设在所述末端执行器上的角度传感器检测所得的角度数据，根据所述角度数据计算出所述目标物的实时倾角。
6.根据权利要求5所述的基于PLC控制的目标物吊运方法，其特征在于，调整所述目标物的转运速度的方法包括：
判断所述目标物的实时倾角是否超过预设的目标设定值，若超过则向用于控制所述末端执行器运动的起重机发送减速/暂停指令。
7.根据权利要求4所述的基于PLC控制的目标物吊运方法，其特征在于，调整所述目标物的转运速度的方法还包括：
当判断获知所述第一实时距离小于预设的设定范围，或所述第二实时距离不为零时，向用于控制所述末端执行器运动的起重机发送减速/暂停指令。
8.一种基于PLC控制的目标物吊运系统，其特征在于，执行如权利要求1～7任一所述的基于PLC控制的目标物吊运方法，所述系统包括：
距离检测模块，用于检测末端执行器与目标物间的实时距离；
运动检测模块，用于检测所述目标物的运动状态；
PLC控制模块，用于根据所述实时距离和所述目标物的运动状态调整所述目标物的转运速度。
9.一种电子设备，其特征在于，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述的基于PLC控制的目标物吊运方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1～7任一所述的基于PLC控制的目标物吊运方法。
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