一种基于自主控制的起重机控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于自主控制的起重机控制系统,包括本地控制系统和远程控制系统，所述本地控制系统包括工业计算机、机载新增可编程逻辑控制器、机载原有可编程逻辑控制器和执行机构；所述远程控制系统包括远程监视器及计算机群、远程操作可编程逻辑控制器、任务分发可编程逻辑控制器和港口操作系统；所述远程操作系统将起重机控制模式切换指令发送给所述本地控制系统，本地控制系统将所选择的起重机控制模式输出到所述远程控制系统，其中，所述起重机控制模式包括自主控制模式、远程控制模式、本地控制模式和维修模式。本发明专利技术提供的基于自主控制的起重机控制系统，提高了港口的作业效率，能够更大程度上的解放人力。

A crane control system and method based on autonomous control

The invention discloses a crane control system based on independent control, including a local control system and a remote control system, the local control system includes an industrial computer, an onboard new PLC, an onboard original PLC and an actuator; the remote control system includes a remote monitor and a computer group, and a remote operation PLC Controller, task distribution PLC and port operating system; the remote operating system sends the crane control mode switching instruction to the local control system, and the local control system outputs the selected crane control mode to the remote control system, wherein the crane control mode includes autonomous control mode, remote control mode and local control mode System mode and maintenance mode. The crane control system based on the self-control provided by the invention improves the operation efficiency of the port and can liberate human resources to a greater extent.

【技术实现步骤摘要】
一种基于自主控制的起重机控制系统及方法
本专利技术涉及起重机运输领域，尤其涉及一种基于自主控制的起重机控制系统及方法。
技术介绍
港口作业是指船舶进出港口进行调度、装卸货物、排除障碍等作业。港口作业基本上是以拖车、铲车、吊机等大型流动、固定机械为主要工具进行的，且一般是连续作业。传统的港口作业普遍采用人工操作的方式对轮吊进行系列操作，这种操作方式不仅依赖于大量的人工操作，而且作业效率低下。近年来，随着港口自动化生产技术的不断发展，人们对起重机的操作方式进行了改进，目前传统港口及现有经过自动化改造的港口普遍采用的方法是以人工操作或半自动化控制的方式对起重机进行操作。然而由于港口作业的复杂性和连续性，虽然半自动化控制的方式在一定程度上减轻了人工的工作强度和压力，但仍然需要辅之以人力的群体劳动，并且通常要进行24小时的3班连续作业和货物的空间位移。因此有必要提供一种起重机控制系统及方法，可以提高港口的作业效率，能够更大程度上的解放人力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供起重机控制系统及方法，通过设置多种起重机控制模式，大大提高起重机自动化作业的时间，提高港口作业效率。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于自主控制的起重机控制系统,包括本地控制系统和远程控制系统，所述本地控制系统包括工业计算机、机载新增可编程逻辑控制器、机载原有可编程逻辑控制器和执行机构；所述远程控制系统包括远程监视器及计算机群、远程操作可编程逻辑控制器、任务分发可编程逻辑控制器和港口操作系统；所述远程操作可编程逻辑控制器用于将起重机控制模式切换指令发送给所述任务分发可编程逻辑控制器；所述任务分发可编程逻辑控制器用于将所述切换指令发送给所述机载新增可编程逻辑控制器；所述机载新增可编程逻辑控制器用于判断是否满足切换条件，如满足所述切换条件则切换到所选择的起重机控制模式，如不满足所述切换条件则不允许切换；所述机载新增可编程逻辑控制器用于将所选择的起重机控制模式输出到所述任务分发可编程逻辑控制器；所述任务分发可编程逻辑控制器用于将所述机载新增可编程逻辑控制器的状态转发到所述远程操作可编程逻辑控制器；其中，所述起重机控制模式包括自主控制模式、远程控制模式、本地控制模式和维修模式，所述自主控制模式下融合了所述起重机的大车、小车、吊具的精准定位和高精视觉伺服，使所述起重机控制系统具有多个层次的自主控制等级。优选地，所述自主控制模式是默认作业模式，所述自主控制模式下所述起重机根据所述港口操作系统下发的任务自动完成作业指令；当所述自主控制模式无法完成任务时，所述本地控制系统将所述自主控制模式无法完成任务的状态反馈到所述远程控制系统以切换成所述远程控制模式，在所述远程控制模式下所述起重机根据所述远程控制系统下发的任务完成作业指令；当通信故障或所述机载新增可编程逻辑控制器停止工作时，自动切换到本地控制模式，在所述本地控制模式下所述起重机根据所述本地控制系统下发的任务完成作业指令；当故障发生时，切换到所述维修模式，在所述维修模式下所述起重机无法完成作业指令。优选地，所述当通信故障或所述机载新增可编程逻辑控制器停止工作时，自动切换到本地控制模式包括当所述起重机停止作业超过预设时间，并且远程操作可编程逻辑控制器和所述工业计算机没有下发新的切换指令时，自动切换到所述本地控制模式。优选地，所述起重机控制模式的优先级从高到低依次为所述维修模式、所述本地控制模式、所述远程控制模式和所述自主控制模式。优选地，所述本地控制系统和所述远程控制系统通过无线或光纤连接。本专利技术为解决上述技术问题而采用的另一种技术方案是提供一种基于上述自主控制的起重机控制系统的起重机控制方法，包括以下步骤：S101：所述远程操作可编程逻辑控制器将起重机控制模式切换指令发送给所述任务分发可编程逻辑控制器；S102：所述任务分发可编程逻辑控制器将所述切换指令发送给所述机载新增可编程逻辑控制器；S103：所述机载新增可编程逻辑控制器判断是否满足切换条件，如满足所述切换条件则跳转到步骤S104切换到所选择的起重机控制模式，如不满足所述切换条件则跳转到步骤S105不允许切换；S106：所述机载新增可编程逻辑控制器将所选择的起重机控制模式输出到所述任务分发可编程逻辑控制器；S107：所述任务分发可编程逻辑控制器将所述机载新增可编程逻辑控制器的状态转发到所述远程操作可编程逻辑控制器；其中，步骤S101中的所述起重机控制模式包括自主控制模式、远程控制模式、本地控制模式和维修模式，所述自主控制模式下融合了所述起重机的大车、小车、吊具的精准定位和高精视觉伺服，使所述起重机控制系统具有多个层次的自主控制等级。优选地，所述自主控制模式是默认作业模式，所述自主控制模式下所述起重机根据所述港口操作系统下发的任务自动完成作业指令；当所述自主控制模式无法完成任务时，所述本地控制系统将所述自主控制模式无法完成任务的状态反馈到所述远程控制系统以切换成所述远程控制模式，在所述远程控制模式下所述起重机根据所述远程控制系统下发的任务完成作业指令；当通信故障或所述机载新增可编程逻辑控制器停止工作时，自动切换到本地控制模式，在所述本地控制模式下所述起重机根据所述本地控制系统下发的任务完成作业指令；当故障发生时，切换到所述维修模式，在所述维修模式下所述起重机无法完成作业指令。优选地，所述步骤S103包括：当所述起重机停止作业超过预设时间，并且远程操作可编程逻辑控制器和所述工业计算机没有下发新的切换指令时，自动切换到所述本地控制模式。优选地，所述起重机控制模式的优先级从高到低依次为所述维修模式、所述本地控制模式、所述远程控制模式和所述自主控制模式。优选地，所述本地控制系统和所述远程控制系统通过无线或光纤连接。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术提供的基于自主控制的起重机控制系统及方法，包括本地控制系统和远程控制系统，所述远程控制系统将起重机控制模式切换指令发送给所述本地控制系统，所述本地控制系统将所选择的起重机控制模式输出到所述远程控制系统，所述起重机控制模式包括自主控制模式、远程控制模式、本地控制模式和维修模式，通过自主控制模式、远程控制模式、本地控制模式和维修模式的自主切换，实现多级起重机控制模式，大大提高了起重机自动化作业的时间，提高了港口的作业效率，能够更大程度上的解放人力。进一步地，所述自主控制模式下融合了所述起重机的大车、小车、吊具的精准定位和高精视觉伺服，使所述起重机控制系统具有多个层次的自主控制等级，所述自主控制模式下将起重机的感知能力、决策能力、计算能力和执行能力有机的结合起来，并在港口环境下根据堆场情况、海陆侧作业情况、集卡进出箱作业情况等自我评估自主控制等级，在合适的时候向远程司机发出控制邀请，实现多级起重机自主控制模式。进一步地，基于自主控制的起重机控制系统及方法，当所述起重机停止作业本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自主控制的起重机控制系统,包括本地控制系统和远程控制系统，其特征在于，/n所述本地控制系统包括工业计算机、机载新增可编程逻辑控制器、机载原有可编程逻辑控制器和执行机构；/n所述远程控制系统包括远程监视器及计算机群、远程操作可编程逻辑控制器、任务分发可编程逻辑控制器和港口操作系统；/n所述远程操作可编程逻辑控制器用于将起重机控制模式切换指令发送给所述任务分发可编程逻辑控制器；/n所述任务分发可编程逻辑控制器用于将所述切换指令发送给所述机载新增可编程逻辑控制器；/n所述机载新增可编程逻辑控制器用于判断是否满足切换条件，如满足所述切换条件则切换到所选择的起重机控制模式，如不满足所述切换条件则不允许切换；/n所述机载新增可编程逻辑控制器用于将所选择的起重机控制模式输出到所述任务分发可编程逻辑控制器；/n所述任务分发可编程逻辑控制器用于将所述机载新增可编程逻辑控制器的状态转发到所述远程操作可编程逻辑控制器；/n其中，所述起重机控制模式包括自主控制模式、远程控制模式、本地控制模式和维修模式，所述自主控制模式下融合了所述起重机的大车、小车、吊具的精准定位和高精视觉伺服，使所述起重机控制系统具有多个层次的自主控制等级。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于自主控制的起重机控制系统,包括本地控制系统和远程控制系统，其特征在于，
所述本地控制系统包括工业计算机、机载新增可编程逻辑控制器、机载原有可编程逻辑控制器和执行机构；
所述远程控制系统包括远程监视器及计算机群、远程操作可编程逻辑控制器、任务分发可编程逻辑控制器和港口操作系统；
所述远程操作可编程逻辑控制器用于将起重机控制模式切换指令发送给所述任务分发可编程逻辑控制器；
所述任务分发可编程逻辑控制器用于将所述切换指令发送给所述机载新增可编程逻辑控制器；
所述机载新增可编程逻辑控制器用于判断是否满足切换条件，如满足所述切换条件则切换到所选择的起重机控制模式，如不满足所述切换条件则不允许切换；
所述机载新增可编程逻辑控制器用于将所选择的起重机控制模式输出到所述任务分发可编程逻辑控制器；
所述任务分发可编程逻辑控制器用于将所述机载新增可编程逻辑控制器的状态转发到所述远程操作可编程逻辑控制器；
其中，所述起重机控制模式包括自主控制模式、远程控制模式、本地控制模式和维修模式，所述自主控制模式下融合了所述起重机的大车、小车、吊具的精准定位和高精视觉伺服，使所述起重机控制系统具有多个层次的自主控制等级。


2.如权利要求1所述的基于自主控制的起重机控制系统，其特征在于，
所述自主控制模式是默认作业模式，所述自主控制模式下所述起重机根据所述港口操作系统下发的任务自动完成作业指令；
当所述自主控制模式无法完成任务时，所述本地控制系统将所述自主控制模式无法完成任务的状态反馈到所述远程控制系统以切换成所述远程控制模式，在所述远程控制模式下所述起重机根据所述远程控制系统下发的任务完成作业指令；
当通信故障或所述机载新增可编程逻辑控制器停止工作时，自动切换到本地控制模式，在所述本地控制模式下所述起重机根据所述本地控制系统下发的任务完成作业指令；
当故障发生时，切换到所述维修模式，在所述维修模式下所述起重机无法完成作业指令。


3.如权利要求2所述的基于自主控制的起重机控制系统，其特征在于，所述当通信故障或所述机载新增可编程逻辑控制器停止工作时，自动切换到本地控制模式包括当所述起重机停止作业超过预设时间，并且所述远程操作可编程逻辑控制器和所述工业计算机没有下发新的切换指令时，自动切换到所述本地控制模式。


4.如权利要求1所述的基于自主控制的起重机控制系统，其特征在于，所述起重机控制模式的优先级从高到低依次为所述维修模式、所述本地控制模式、所述远程控制模式和所述自主控制模式。


5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪俊明，
申请(专利权)人：上海驭矩信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31