CN205275124U - 一种无人驾驶堆垛机组控制系统 - Google Patents

Abstract

一种无人驾驶堆垛机组控制系统属于远程驾驶起重机的控制技术领域，尤其涉及一种无人驾驶堆垛机组控制系统。本实用新型提供一种效率高、安全性高、使用效果好的无人驾驶堆垛机组控制系统。本实用新型包括后台管控部分、无线数据交换装置、堆垛机组PLC控制部分、水平位置检测与采集装置、大车变频器、大车行走电机、垂直位置检测与采集装置、阳极变频器和阳极提升电机；其结构要点所述堆垛机组PLC控制部分的信号传输端口分别与水平位置检测与采集装置的信号传输端口、大车变频器的信号传输端口、垂直位置检测与采集装置的信号传输端口、阳极变频器的信号传输端口相连。

Description

一种无人驾驶堆垛机组控制系统

技术领域

本实用新型属于远程驾驶起重机的控制技术领域，尤其涉及一种无人驾驶堆垛机组控制系统。

背景技术

堆垛多功能起重机组是碳素行业炭块仓库车间的专用设备，其主要用途是夹持炭块在车间内往返堆垛、装车，以及车间内零星的吊运工作。目前，国内堆垛多功能起重机组都是由操作者在机组的驾驶室进行驾驶的，这种方式的好处是直观，居高临下方便操作。但对操作者技能要求较高，并且生产效率较低，还存在安全隐患，如果堆垛误差较大有可能造成炭块堆坍塌的事故性后果。随着国内制铝行业等炭块消耗行业的快速发展以及国家对安全生产的越发重视，传统的堆垛多功能起重机组及其控制方式急需向高效率、自动化的方向发展。

发明内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种效率高、安全性高、使用效果好的无人驾驶堆垛机组控制系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括后台管控部分、无线数据交换装置、堆垛机组PLC控制部分、水平位置检测与采集装置、大车变频器、大车行走电机、垂直位置检测与采集装置、阳极变频器和阳极提升电机；其结构要点所述堆垛机组PLC控制部分的信号传输端口分别与水平位置检测与采集装置的信号传输端口、大车变频器的信号传输端口、垂直位置检测与采集装置的信号传输端口、阳极变频器的信号传输端口相连，大车变频器的信号传输端口与大车行走电机的控制部分的信号传输端口相连，阳极变频器的信号传输端口与阳极提升电机的控制部分的信号传输端口相连。

所述无线数据交换装置包括与后台管控部分连接的作为AP的无线数据交换装置和与堆垛机组PLC控制部分连接的作为Client的无线数据交换装置。

作为一种优选方案，本实用新型还包括检测炭块夹具是否夹持炭块的压力传感器，压力传感器的信号输出端口与所述PLC控制部分的信号输入端口相连。

作为另一种优选方案，本实用新型还包括测量机组距垛顶层炭块距离的设置在机组大梁两侧的激光测距传感器，激光测距传感器的信号输出端口与所述PLC控制部分的信号输入端口相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述水平位置检测与采集装置包括度量标尺和条码定位传感器，度量标尺铺设在车间大轨道梁处，条码定位传感器安装在堆垛机组与度量标尺对应的固定位置。

其次，本实用新型所述垂直位置检测与采集装置包括码盘、光电传感器和机械制动器，所述堆垛机组PLC控制部分分别与光电传感器、机械制动器相连，码盘安装在所述阳极提升电机的卷筒的转动轴上，光电传感器检测码盘的转动频率，并将脉冲信号发送给堆垛机组PLC控制部分。

另外，本实用新型所述码盘和光电传感器设置在安全罩中，光电传感器通过立板固定在底座上。

本实用新型有益效果。

由于车间各机组均为独立设备，之间无硬性连接，且各有一套控制系统，并且车间空间障碍较多，要实现多台设备的协同工作及与管控中心通讯就需要采取适当的通讯方式。而通过无线网络可方便的将各机组控制系统与后台管理系统组网，甚至可连接至车间炭块编组、解组系统，实现信息互联互通与协同控制。

堆垛机组PLC控制系统用于堆垛机组的信息采集与运动控制。通过PLC控制系统接入各种形式的限位开关，并可读取位置检测装置采集的数据信息，这些信息为运动控制提供依据。PLC控制系统通过无线数据交换装置接收后台管控系统发出的运动指令，并根据PLC程序的控制模型发出相应的动作输出，输出经过相应的驱动电路驱动电机等执行机构运行，最终完成运行控制过程。

本实用新型通过各部分的配合使用，可根据远程后台管控系统发布的命令，自动抵达指定工作区域，完成精确定位和炭块堆垛，减少了吊运过程中对炭块的损坏，减少了安全隐患。提高了生产效率，降低了人工成本，实现了炭块生产的信息化。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1为本实用新型的系统组成原理图。

图2为本实用新型的车间网络结构图。

图3为本实用新型码盘与光电传感器相对位置结构示意图。

图4为本实用新型码盘和光电传感器与卷扬机起升机构连接示意图。

图3、4中，1为底座、2为立板、3为安全罩、4为光电传感器、5为码盘、6为转动轴。

具体实施方式

如图所示，本实用新型包括后台管控部分、无线数据交换装置、堆垛机组PLC控制部分、水平位置检测与采集装置、大车变频器、大车行走电机、垂直位置检测与采集装置、阳极变频器和阳极提升电机。

所述堆垛机组PLC控制部分的信号传输端口分别与水平位置检测与采集装置的信号传输端口、大车变频器的信号传输端口、垂直位置检测与采集装置的信号传输端口、阳极变频器的信号传输端口相连，大车变频器的信号传输端口与大车行走电机的控制部分的信号传输端口相连，阳极变频器的信号传输端口与阳极提升电机的控制部分的信号传输端口相连。

所述无线数据交换装置包括与后台管控部分连接的作为AP的无线数据交换装置和与堆垛机组PLC控制部分连接的作为Client的无线数据交换装置。可使用IEEE802.11a及IEEE802.11i协议，输出功率远高，可达54Mbps；接收灵敏度高，通讯距离远。可忍受恶劣环境、高电磁干扰、射频干扰或高温环境。

所述后台管控部分完成堆垛机组命令发布、状态显示、部分参数设置、数据处理与存储。

所述作为AP的无线数据交换装置与作为Client的无线数据交换装置通过SSID建立无线局域网络。

本实用新型还包括检测炭块夹具是否夹持炭块的压力传感器，压力传感器的信号输出端口与所述PLC控制部分的信号输入端口相连。

本实用新型还包括测量机组距垛顶层炭块距离的设置在机组大梁两侧的激光测距传感器，激光测距传感器的信号输出端口与所述PLC控制部分的信号输入端口相连。

所述水平位置检测与采集装置包括度量标尺和条码定位传感器，度量标尺铺设在车间大轨道梁处，条码定位传感器安装在堆垛机组与度量标尺对应的固定位置。本实用新型水平位置检测与采集装置检测数据准确，不受机械传动本身的误差影响。

所述垂直位置检测与采集装置包括码盘5、光电传感器4和机械制动器，所述堆垛机组PLC控制部分分别与光电传感器4、机械制动器相连，码盘5安装在所述阳极提升电机的卷筒的转动轴6上，光电传感器4检测码盘5的转动频率，并将脉冲信号发送给堆垛机组PLC控制部分。本实用新型垂直位置检测与采集装置可将升级运动距离转化为脉冲信号，机组控制系统根据对脉冲信号数量与相应传动装置数据对应关系的分析解译，即可获取卷扬机构当前的高度位置及速率信息。码盘5安装在被测卷筒的转动轴6上，直接测定卷筒的转速，与现有超速开关相比更接近运行机构，中间环节少，控制精确度高。

所述码盘5和光电传感器4设置在安全罩3中，光电传感器4通过立板2固定在底座1上。安全罩3可对码盘5和光电传感器4进行有效防护。首先，光电传感器4检测码盘5转动频率，并将脉冲信号发送给PLC。然后，PLC的计数器计算出规定时间内的脉冲频率，在数据锁存器中将每一次记录的数据存储，同时由测量脉冲发生器记录测量周期，完成对数据的采集、记录、存取、计算值比对等工作，再通过键盘和显示器设置并显示出详细的数据记录情况。最后，通过驱动电路分别这些信号以进行三种情况开关量的输出：第一种情况为达到设定转速的90%时，进入预警状态，光报警；第二种情况为超出设定转速的105%，进行报警，声光报警；第三种情况为超出设定转速的110%，确定为超速故障，在声光报警的同时，控制机械制动器产生夹紧动作，使机构运动紧急停止。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无人驾驶堆垛机组控制系统，包括后台管控部分、无线数据交换装置、堆垛机组PLC控制部分、水平位置检测与采集装置、大车变频器、大车行走电机、垂直位置检测与采集装置、阳极变频器和阳极提升电机；其特征在于所述堆垛机组PLC控制部分的信号传输端口分别与水平位置检测与采集装置的信号传输端口、大车变频器的信号传输端口、垂直位置检测与采集装置的信号传输端口、阳极变频器的信号传输端口相连，大车变频器的信号传输端口与大车行走电机的控制部分的信号传输端口相连，阳极变频器的信号传输端口与阳极提升电机的控制部分的信号传输端口相连；

所述无线数据交换装置包括与后台管控部分连接的作为AP的无线数据交换装置和与堆垛机组PLC控制部分连接的作为Client的无线数据交换装置。

2.根据权利要求1所述一种无人驾驶堆垛机组控制系统，其特征在于还包括检测炭块夹具是否夹持炭块的压力传感器，压力传感器的信号输出端口与所述PLC控制部分的信号输入端口相连。

3.根据权利要求1所述一种无人驾驶堆垛机组控制系统，其特征在于还包括测量机组距垛顶层炭块距离的设置在机组大梁两侧的激光测距传感器，激光测距传感器的信号输出端口与所述PLC控制部分的信号输入端口相连。

4.根据权利要求1所述一种无人驾驶堆垛机组控制系统，其特征在于所述水平位置检测与采集装置包括度量标尺和条码定位传感器，度量标尺铺设在车间大轨道梁处，条码定位传感器安装在堆垛机组与度量标尺对应的固定位置。

5.根据权利要求1所述一种无人驾驶堆垛机组控制系统，其特征在于所述垂直位置检测与采集装置包括码盘、光电传感器和机械制动器，所述堆垛机组PLC控制部分分别与光电传感器、机械制动器相连，码盘安装在所述阳极提升电机的卷筒的转动轴上，光电传感器检测码盘的转动频率，并将脉冲信号发送给堆垛机组PLC控制部分。

6.根据权利要求5所述一种无人驾驶堆垛机组控制系统，其特征在于所述码盘和光电传感器设置在安全罩中，光电传感器通过立板固定在底座上。