CN219349386U - 一种穿梭车控制系统和立体仓库控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种穿梭车控制系统，至少包括控制器、伺服驱动模块2和无线交换模块，其中，控制器至少包括CPU单元以及扩展接口；伺服驱动模块2可拆卸地安装于控制器的扩展接口上，并与控制电机连接，其中，控制电机至少包括轨道运动控制电机、旋转运动控制电机和夹爪运动控制电机；无线交换模块与控制器连接，控制器被配置为通过无线交换模块接入工业无线网络。基于该方案的穿梭车控制系统代替了使用传统的较大尺寸的PLC设备和驱动器设备的方式，大大减少了占用空间，同时更加方便安装及接线。本实用新型还提供一种立体仓库控制系统。

Description

一种穿梭车控制系统和立体仓库控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及一种物流控制系统领域，尤其涉及一种穿梭车控制系统和立体仓库控制系统。

背景技术

随着近年来物流行业的快速发展，对于穿梭车以及穿梭车所应用的立体仓库管理的需求也越来越大。

目前市面上的立体仓库的穿梭车控制系统硬件上一般采用尺寸较大的PLC和驱动器，结构不够紧凑，占用空间较大，严重地制约缩减了穿梭车体积。

因此，亟需发明一种结构紧凑的穿梭车控制系统，使得穿梭车体积更小、更为轻巧。

实用新型内容

本实施例提供了一种穿梭车控制系统，以至少部分解决上述问题。

根据本实用新型实施例的穿梭车控制系统，包括

控制器，至少包括CPU单元以及扩展接口；

伺服驱动模块，所述伺服驱动模块可拆卸地安装于所述扩展接口上，并与控制电机连接，其中，所述控制电机至少包括轨道运动控制电机、旋转运动控制电机和夹爪运动控制电机；

无线交换模块，所述无线交换模块与所述控制器连接，所述控制器被配置为通过所述无线交换模块接入工业无线网络。

进一步的，所述控制器为SIMATIC ET200SP控制器。

进一步的，所述伺服驱动模块为SIMATIC F-TM伺服驱动模块。

进一步的，所述控制器被配置为基于PROFINET协议无线通信。

进一步的，还包括电源模块，所述电源模块包括供电电池，和/或所述电源模块还包括调压模块与电源分配模块。

进一步的，还包括HMI，所述HMI与所述控制器连接。

进一步的，所述HMI采用WinCC Unified PC。

进一步的，所述伺服驱动模块还与安全输入输出模块连接，所述安全输入输出模块与外部急停设备连接。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供一种立体仓库控制系统，包括主控系统、穿梭车以及根据上述实施例的穿梭车控制系统。

进一步的，所述控制器、所述伺服驱动模块、所述无线交换模块均安装于所述穿梭车上。

可以看到，本实用新型实施例的技术方案中，采用结构紧凑、可扩展接口的控制器，将伺服驱动模块可拆卸地插装在控制器的扩展接口中，并通过伺服驱动模块连接到控制电机用于对穿梭车上的运动控制轴进行控制，从而代替了使用传统的较大尺寸的PLC设备和驱动器设备的方式，大大减少了占用空间，同时更加方便安装及接线。

此外，根据本实用新型的技术方案的控制系统，控制器通过无线通讯，一方面无需额外的硬件，另一方面可以很方便地与其它支持相同协议的控制系统兼容，扩展性强，配置灵活。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1为根据本实用新型一个实施例的穿梭车控制系统的结构示意图

图2为根据本实用新型一个实施例的立体仓库控制系统的结构示意图

其中，附图标记如下：

1控制器 2伺服驱动模块 3控制电机 10无线交换模块

12供电电池 14稳压模块 16电源分配模块 18CAN总线

20HMI 100主控系统 200穿梭车 210轨道运动控制轴

220旋转运动控制轴 230夹爪运动控制轴

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下用实施例对本实用新型进一步详细说明。

图1为根据本实用新型一个实施例的穿梭车控制系统的结构示意图；

如图1所示，穿梭车控制系统至少包括控制器1、伺服驱动模块2和无线交换模块10，控制器1至少包括CPU单元以及扩展接口；伺服驱动模块2可拆卸地安装于控制器1的扩展接口上，并与控制电机3连接，其中，控制电机3至少包括轨道运动控制电机、旋转运动控制电机和夹爪运动控制电机；无线交换模块10与控制器1连接，控制器1被配置为通过无线交换模块10接入工业无线网络。

具体的，基于该实施例的穿梭车控制系统，包括一个或多个控制器1组成，一个控制器1可以用于控制一个穿梭车；根据本实用新型实施例的控制器1为结构紧凑、占用空间较小的控制器1产品，并且，具有多个可扩展接口；

伺服驱动模块2可拆卸地安装在扩展接口上，并通过连线连接到控制电机3，控制电机3连接穿梭车的运动轴，这样，通过伺服驱动模块2来控制穿梭车的运动轴的工作；控制电机3至少包括轨道运动控制电机、旋转运动控制电机和夹爪运动控制电机；相应的，设置至少三个伺服驱动模块2，分别连接到这三个控制电机3上。

在一种实现方式中，采用包括无线交换模块10和无线发射设备的SCALANCE工业无线网络产品，将无线交换模块10与控制器1通过网线连接，以使得控制器1加入无线发射设备建立的工业无线网络中，进而与该工业无线网络中其它设备通信，也可以与主控系统100进行通信。基于该实施例的穿梭车控制系统，无需通过额外硬件，很方便的实现与主控系统100之间的通信。

进一步的，控制器1为SIMATIC ET200SP控制器。采用该种紧凑型控制器产品，一方面由于其自身占用体积小，使得控制系统整体占用地体积大为缩减，另一方面满足扩展功能。

进一步的，伺服驱动模块2为SIMATIC F-TM伺服驱动模块。通过SIMATIC ET200SP控制器和SIMATIC F-TM伺服驱动模块的搭配，将SIMATIC F-TM伺服驱动模块安装在SIMATIC ET200SP控制器的BaseUnit扩展接口上，结构紧凑、配置简单、高效。

进一步的，控制器1被配置为基于PROFINET协议无线通信。控制器1上具有PROFINET接口，通过将无线交换模块10插接到该PROFINET接口上，从而实现控制器1基于PROFINET协议通信。

基于此，本实施例的穿梭车控制系统可以很方便地与其它支持PROFINET协议的控制系统进行通信，兼容性强、配置灵活、通讯稳定。

进一步的，控制系统还包括电源模块，电源模块包括供电电池10，和/或调压模块14和电源分配模块16。具体的，供电电池10与调压模块14连接，调压模块14与电源分配模块16连接，从电源分配模块16连线与控制器1连接，以对控制器1供电。供电电池10例如提供24V或48V的直流电源，调压模块14例如将直流电源进行转压、稳压，电源分配模块16可以具有四路输出，分别对控制器1、伺服驱动模块2、无线交换模块10等进行供电，此外，供电电池10还与控制器1之间通过CAN总线18连接，以对供电电池10进行电池使用情况实时监测。

进一步的，穿梭车控制系统还包括HMI20，HMI20与控制器1连接，以方便对控制器1进行操作。

进一步的，HMI20采用西门子WinCC Unified PC。基于上述实施例的技术方案，整体采用标准化设计规范，方便未来对于系统的扩展和维护。

进一步的，伺服驱动模块2还与安全输入输出模块连接，安全输入输出模块与外部急停设备连接。外部急停设备例如包括安全门、急停开关等紧急安防设备，以保证生产中的安全。安全输入输出模块例如，用来控制伺服驱动模块2的STO信号(安全扭矩取消信号)，从而实现安全控制功能。

图2为根据本实用新型一个实施例的立体仓库控制系统的结构示意图；

如图2所示的立体仓库控制系统包括主控系统100、穿梭车200以及上述实施例的穿梭车控制系统，控制器1与主控系统100连接，一个控制器1被配置为控制一个穿梭车200。这里，主控系统100表示的是逻辑上位于穿梭车控制系统上层的控制系统，其至少包括一主控机，包含有物流管理系统、MES等系统的控制系统。

进一步的，控制器1、伺服驱动模块2、无线交换模块10均安装在穿梭车200上。例如，将一个或多个的伺服驱动模块2分别插设在控制器1的扩展接口中，无线交换模块10被卡设于导轨上，通过常规的螺栓等紧固件连接的方式将控制器1固定安装在穿梭车200的车体合适位置。

基于该方案，可将控制器1和伺服驱动模块2、无线交换模块10一体安装在穿梭车200上，结构紧凑、大大节省了现场布局的空间。

进一步的，每一个穿梭车包括三个运动控制轴，每一个运动控制轴与一个控制电机3连接；每一个控制器1上安装三个伺服驱动模块2，其中，每一个伺服驱动模块2与一个控制电机3连接。

具体的，穿梭车200为三向穿梭车，每一个穿梭车200包括轨道运动控制轴210、旋转运动控制轴220和夹爪运动控制轴230，分别用于控制轨道方向的运动、旋转运动和取货夹爪的伸缩运动；轨道运动控制轴210、旋转运动控制轴220和夹爪运动控制轴230各自连接有控制电机3，相应地，在控制器1上安装有三个伺服驱动模块2，这三个伺服驱动模块2分别与该控制器1对应控制的穿梭车上的三个控制电机3连接，进而用于控制轨道运动控制轴210、旋转运动控制轴220和夹爪运动控制轴230的运动。

进一步的，根据本实用新型实施例的立体仓库控制系统基于第一仿真系统进行穿梭车控制系统的控制系统部分的仿真，基于第二仿真系统进行机械结构部分的仿真。

可选的，第一仿真系统和第二仿真系统分别包括第一硬件平台和第二硬件平台，第一仿真系统的软件部分采用S7-PLCSIM Advanced，可以对根据本实用新型实施例的穿梭车控制系统进行独立的仿真，无需等待机械设计全部完成才能进行控制系统的开发，缩减了开发周期。第二仿真系统的软件部分采用西门子NX MCD，以对本实用新型实施例的机械部分进行独立的机械部分仿真。

基于以上实施例，通过第一仿真软件和第二仿真软件进行仿真的软件原理和方法为本领域技术人员所熟知的技术，此处不做详细描述。本实用新型实施例侧重的是在结构上通过仿真系统或者仿真设备，以实现穿梭车控制系统现有技术中所没有的仿真功能。

综合以上，可以看到，根据本实用新型实施例的穿梭车控制系统和立体仓库控制系统，至少具有以下优点：

1、采用紧凑型、可扩展的控制器，可以灵活的安装伺服驱动模块，使得系统整体上结构更为紧凑、占用空间大为缩减、扩展性强。

2、控制器采用无线通信的方式与主控系统通信，无需额外的硬件便可实现，配置灵活、方便。

3、基于PROFINET协议的通信，使得本申请的方案可以与其它系统更好的兼容、扩展性更强、通讯稳定。

4、控制系统和机械部分分别引用仿真系统进行同步仿真，大大缩减开发周期。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种穿梭车控制系统，其特征在于，至少包括：

控制器(1)，至少包括CPU单元以及扩展接口；

伺服驱动模块(2)，所述伺服驱动模块(2)可拆卸地安装于所述扩展接口上，并与控制电机(3)连接，其中，所述控制电机(3)至少包括轨道运动控制电机、旋转运动控制电机和夹爪运动控制电机；

无线交换模块(10)，所述无线交换模块(10)与所述控制器(1)连接，所述控制器(1)被配置为通过所述无线交换模块(10)接入工业无线网络。

2.根据权利要求1所述的一种穿梭车控制系统，其特征在于，所述控制器(1)为SIMATICET200SP控制器。

3.根据权利要求1所述的一种穿梭车控制系统，其特征在于，所述伺服驱动模块(2)为SIMATIC F-TM伺服驱动模块。

4.根据权利要求1所述的一种穿梭车控制系统，其特征在于，所述控制器(1)被配置为基于PROFINET协议无线通信。

5.根据权利要求1所述的一种穿梭车控制系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块包括供电电池(12)，和/或所述电源模块还包括调压模块(14)与电源分配模块(16)。

6.根据权利要求1所述的一种穿梭车控制系统，其特征在于，还包括HMI(20)，所述HMI(20)与所述控制器(1)连接。

7.根据权利要求6所述的一种穿梭车控制系统，其特征在于，所述HMI(20)采用WinCCUnified PC。

8.根据权利要求1所述的一种穿梭车控制系统，其特征在于，所述伺服驱动模块还与安全输入输出模块连接，所述安全输入输出模块与外部急停设备连接。

9.一种立体仓库控制系统，其特征在于，包括主控系统(100)、穿梭车(200)以及如权利要求1-8任一项所述的穿梭车控制系统，所述控制器(1)与所述主控系统(100)连接，一个所述控制器(1)被配置为控制一个所述穿梭车(200)。

10.根据权利要求9所述的一种立体仓库控制系统，其特征在于，所述控制器(1)、所述伺服驱动模块(2)、所述无线交换模块(10)均安装于所述穿梭车(200)上。

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