基于行车机构的智能控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于行车机构的智能控制系统，该系统应用于传统行车的智能化改造中，包括，行车的运行控制方案、行车运行控制PLC程序逻辑、行车与辊道互锁控制方案，其中，为了方便与不同型号硬件设备进行通信，行车运行控制方案设计涉及到三种接口方案：ModBusTCP、ModBusRTU以及ProfiBus

【技术实现步骤摘要】
基于行车机构的智能控制系统


[0001]本专利技术属于行车的智能化控制领域，尤其涉及一种非基于行车机构的智能控制系统。

技术介绍

[0002]钢板作为船舶企业的生产原材料，全部储存在钢板堆场中，在对钢板进行移动时需要借助行车进行运送，传统行车是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。传统行车的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。其桥架沿铺设在两侧高架上的轨道(辊道)纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。广泛用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。
[0003]目前国内船企堆场操作的行车均采用传统人工操作模式，现场环境复杂，钢板重量、尺寸和风速等参数多变，操作过程严重依靠人工经验，控制精度一般，这导致企业难以对工厂实施智能化控制，所以迫切需要对现有的行车的控制模块进行智能化改造。传统行车控制方式所存在的不足严重影响船舶企业的生产效率以及对堆场生产原料的自动化控制，这就需要对传统行车的控制模块进行改进，而现有的一些改进方案中涉及到行车控制模块极为少量，问题的特殊性导致一些控制模块的改进方案不通用。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于行车机构的智能控制系统。本文研究的是基于传统行车的驱动模块设计的智能化的行车控制模块，首先进行行车的运行控制方案设计，每台行车机构各配备一套PLC控制柜，通过IO接口接入原有的起重设备，以替代原有的人工控制，通过提出三种接口方案实现各设备之间的通讯；然后对行车运行控制的PLC程序逻辑进行设计；最后为了避免行车与辊道的碰撞，设计了行车与辊道的互锁控制。这三部分共同构成了行车的智能化控制模块，完成了对传统行车控制模块的智能化升级。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]设计行车运行控制方案，将每台行车机构各配备一套PLC控制柜，通过IO接口接入原有的起重设备，以替代原有的人工控制，PLC控制柜设置三种接口方案实现各设备之间的通讯，设计PLC程序逻辑实现对行车运行的智能化控制，最后加装行车与辊道的互锁控制，避免行车与辊道的碰撞。
[0007]所述行车运行控制方案，每台行车机构各配备一套三菱R系列PLC控制柜，通过IO接口接入原有的起重设备，以替代原有的人工控制。
[0008]所述行车运行控制方案，以以太网或串行通讯协议与RFID读卡器和激光测距仪进
行通讯读取ID、距离信息。激光测距仪包括用于测量行车机构水平方向的激光测距仪和用于测量行车机构垂直方向的激光测距仪。
[0009]所述行车运行控制方案，每套PLC控制柜里配备了一个MES接口模块，配合无线通讯模块与作业管理系统间构建无线通讯链路，处理接收作业管理系统下发的行车命令并反馈，同时在无线通讯链路异常时进行缓存。同时，每套PLC控制柜还配置了一个10寸的HMI触摸屏，方便工作人员在现场时了解当前状况和在必要时进行手动控制。
[0010]所述行车运行控制方案，为了方便与不同型号硬件设备进行通信，PLC控制柜提出了三种接口方案：ModBusTCP、ModBusRTU以及ProfiBus&ProfiNet。
[0011]所述行车运行控制方案，对PLC控制柜三种接口方案共同的要求如下：
[0012](1)每台行车机构配备一套MITSUBISHI的高性能R系列PLC,每个PLC配置一个10寸的HMI触摸屏，用来作为人机交互的载体。
[0013](2)每台行车机构的PLC柜体侧配备一个无线通讯模块，通过该无线通讯模块和在中央控制室的无线AP，构建无线通讯链路。
[0014](3)每台行车机构的PLC控制柜里配备了一块专用的MES接口模块，即可用来处理接收作业管理系统下发的行车命令，也可用来反馈行车的一些运行状态给作业管理系统，同时该模块还能缓存由于无线通讯链路异常导致的PLC控制柜反馈回作业管理系统的信号丢失，能保证PLC控制柜反馈回作业管理系统数据的完整性，而且还能在作业管理系统侧的服务器上记录每次的反馈日志记录。
[0015](4)每台行车机构的PLC控制柜里配备64点入、64点出的DC模块，用来与外部信号的交互，在PLC柜体内部为每一个输入输出点都配了带显示的中间继电器，即可以起到与外部信号交互的作用，而且还可以起到系统之间隔离的作用，同时还能很方便直观的识别信号的有无。
[0016](5)每台行车机构都是一个独立的系统，行车之间不发生信号交换，每台行车机构的PLC控制柜设计规则是在保留原有行车手动功能前提下，增加行车的自动功能实现。
[0017]所述行车运行控制方案，ModBusTCP接口方案单独要求如下：
[0018](1)每台行车机构的PLC控制柜通过CPU内置以太网接口的方式，用MODBUS
‑
TCP协议的通讯方式与RFID进行通讯，最大程度的保证了与外置的RFID读卡器的稳定性及快速性。
[0019](2)每台行车机构的PLC控制柜通过CPU本体内置的以太网接口，使用工业上成熟MODBUS
‑
TCP方式与激光测距仪进行通讯，最快10M/S的速度，保证了大车及小车在运动的过程中，实时反馈当前的小车位置信息，供行车PLC控制柜调用。
[0020]所述行车运行控制方案，ModBusRTU接口方案单独要求如下：
[0021](1)每台行车机构的PLC控制柜里配备单独的一个Modbus RTU的主站模块，使用串行通讯的方式与RFID进行通讯，最大程度的保证了与外置的RFID读卡器的稳定性及快速性。
[0022](2)每台行车机构的PLC控制柜里配备单独的一个Modbus RTU的主站模块，使用工业上成熟的现场串行总线与激光测距仪进行通讯，保证了大车及小车在运动的过程中，实时反馈当前的小车位置信息，供行车PLC控制柜调用。
[0023]所述行车运行控制方案，ProfiBus&ProfiNet接口方案单独要求如下：
[0024](1)每台行车机构的PLC控制柜里配备PROFINET的主站模块，使用工业以太网总线协议(100M)的方式与RFID进行通讯，最大程度的保证了与外置的RFID读卡器的稳定性及快速性。
[0025](2)每台行车机构的PLC控制柜里配备PROFIBUS
‑
DP的主站模块，使用工业上成熟的现场串行总线与激光测距仪进行通讯，最快10M/S的速度，保证了大车及小车在运动的过程中，实时反馈当前的小车位置信息，供行车PLC控制柜调用。
[0026]所述行车运行控制PLC程序逻辑，包括，管理系统主程序、坐标确认子程序、心跳信号子程序、坐标实时获取子程序、暂停管理子程序本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于行车机构的智能控制系统，其特征在于，包括：设置于行车机构上的激光测距仪、RFID读卡器、无线通讯模块、PLC控制柜，以及作业管理系统，所述激光测距仪用于实时测量行车机构位置信息；RFID读卡器用于识别每批吊运物料上RFID标签以获取物料状态及该批次出入库工作量信息；PLC控制柜通过IO接口接入行车机构以控制行车机构运行，并以以太网或串行通讯协议与RFID读卡器及激光测距仪进行通讯读取ID、距离信息，PLC控制柜里配备了一个MES接口模块，所述MES接口模块配合无线通讯模块及作业管理系统间构建无线通讯链路，以处理接收作业管理系统下发的行车命令并反馈，同时在无线通讯链路异常时进行缓存。2.根据权利要求1所述的基于行车机构的智能控制系统，其特征在于，所述PLC控制柜里配备ModBus TCP的主站模块，用MODBUS
‑
TCP协议的通讯方式与RFID读卡器及激光测距仪进行通讯，以保证了通讯的稳定性及快速性。3.根据权利要求1所述的基于行车机构的智能控制系统，其特征在于，所述PLC控制柜里配备Modbus RTU的主站模块，使用串行通讯的方式与RFID读卡器及激光测距仪进行通讯，以保证了通讯的稳定性及快速性。4.根据权利要求1所述的基于行车机构的智能控制系统，其特征在于，所述PLC控制柜里配备PROFINET的主站模块，使用工业以太网总线协议的方式与RFID及激光测距仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立云，舒中玉，陶然，杨连生，徐靖，李冰，
申请(专利权)人：上海外高桥造船有限公司上海千进工业自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：