用于天车定位和库位管理的控制系统技术方案

一种用于天车定位和库位管理的控制系统，它包括中央控制单元、生产现场数据采集单元、天车行走控制单元、硬件控制单元及地面单元，生产现场数据采集单元用于采集生产现场数据，并通过工业无线通信网络单元与中央控制单元通信，天车行走控制单元用于采集天车的Ｘ、Ｙ、Ｚ轴地址以及车上信号、控制天车自动走行以及将生产计划显示给天车司机，中央控制单元用于接受和处理从生产现场数据采集单元和天车行走控制单元采集过来的数据，并处理结果反馈给生产现场数据采集单元和天车行走控制单元，硬件控制单元用于位置检测和物重检测，并通过工业无线通信网络单元与中央控制单元通信。本实用新型专利技术能够实现网络全覆盖、天车位置自动检测、自动定位等功能。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术主要涉及到现代物流生产设备领域，特指一种用于天车定位和库位管理的控 制系统。
技术介绍
在现代物流生产、仓储过程中，往往采用天车调运大型部件入库、出库和生产转运。传 统管理模式是操作工与在地操作工人的配合下直接操作调运设备进行装卸，地面人员事后记 录和管理库房中物料。由于采用人工或半人工管理方法，必然导致人为事故的出现，影响来 料验收、加工生产、下线和发货等工作。因此，传统仓储业向现代物流转换，应考虑如何提 升仓库装卸及收、发、管的自动化和智能化。天车库管控制系统目前主要采用的技术有天车位置检测技术、计算机技术和网络通信技术。现有技术中，对于天车的定位和库位管理，通常是使用人工手动操作。如果采用人工手 动操作则有定位操作难度大，对操作人员的技术水平和素质要求高，定位精度差，因无位置 检测，所以也无目标定位操作值，人工操作往往需要几次操作才能达到定位；另外也易出现 误操作，造成安全事故；网络通信一般采用有线固定网络，由于是立体仓库， 一般天上与地 面无法布线，因此不能即时通信，调度人员很难判断天车即时状态，影响调度和指挥。另外， 物料库位信息量非常大，人工进行库区数据管理造成工作强度大，也易于造成库区物料数据 错误。现有的用于天车库管的控制系统，功能单一，自动化程度不高，安装复杂，还存在以 下缺点(1) 、定位功能是二维定位，不能实现立体定位；(2) 、不能自动检测位置，需要人工输入；(3) 、只能通过有线网络实现地面固定节点的通信， 一些不适合或比较困难布线的地方会 出现网络盲区。为实现对移动机车、天车和立体库位等复杂要素构成的仓库进行有效管理，存在如下几 个问题需要解决(1) 需要立体的网络全覆盖，实现动态节点(如移动机车和移动设备)、天车、中控室和地 面调度员之间的实时通信；(2) 库区部件位置信息自动记录和跟踪；(3) 高精度的立体位置检测功能，从而确定调运部件的实时位置信息(X坐标、Y坐标和Z坐标)；(4)实现自动定位和自走功能，根据目标库位位置信息，系统控制天车走行方向、速度、 起吊和放吊时机等。
技术实现思路
本技术要解决的问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本技术提供一种 网络全覆盖的、天车位置自动检测、自动定位、库区物料三维位置信息实时监控、记录和跟 踪的可靠性应用系统，可广泛应用于现代物流生产、仓库管理控制中的用于天车定位和库位 管理的控制系统，尤其适合一轨多车及吊运工作量非常繁忙的仓库的管理与自动控制中。为解决上述技术问题，本技术提出的解决方案为 一种用于天车定位和库位管理的 控制系统，其特征在于它包括中央控制单元、生产现场数据采集单元、天车行走控制单元 以及硬件控制单元，所述生产现场数据采集单元用于采集生产现场数据，并通过工业无线通 信网络单元与中央控制单元通信，所述天车行走控制单元用于采集天车的X、 Y、 Z轴地址以 及车上信号、控制天车自动走行以及将生产计划显示给天车司机，所述中央控制单元用于接 受和处理从生产现场数据采集单元和天车行走控制单元采集过来的数据，并将处理结果反馈 给生产现场数据采集单元和天车行走控制单元，所述硬件控制单元用于位置检测和物重检测， 并通过工业无线通信网络单元与中央控制单元通信。所述天车行走控制单元装设于天车上，天车行走控制单元包括装设于车上的无线硬件接 口单元、触摸屏单元、车上控制柜单元和编码电缆单元，车上控制柜单元通过无线硬件接口 单元与工业无线通信网络单元相连。与现有技术相比，本技术的优点就在于-(1) 采用工业无线局域网技术，通过部署移动节点，实现动态节点(如移动机车和移动 设备)、天车、中控室和地面调度员之间的实时通信，确保生产现场的网络全覆盖，极大提高 了系统通信能力、简化网络布局和硬件结构，保证了系统的灵活性、可靠性和可操作性。(2) 采用无线感应技术进行物料三维定位，使系统实现对物料实时监控，根据所检测的 物料位置信息实现天车自动走行和自动执行吊运计划，从而提高系统的自动化水平，保证了 生产的自动化。提高了生产现场的作业水平并杜绝了安全事故的发生。G)采用硬件冗余技术，即在物重仪失效时采用电流检测技术判断物重变化，极大程度 上保证了系统的可靠性。(4)采用软件冗余技术，即采用数据缓存和数据同步技术技术，当网络或服务器出现故 障时，可保证数据能临时保存在PDA设备上，当网络或服务器恢复时，暂存在PDA上的数据可以同步到服务器上，从而保证了系统的可靠性和安全性。附图说明图1是本技术的框架结构示意图； 图2是本技术具体实施例的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明。如图1和图2所示，本技术用于天车定位和库位管理的控制系统，它包括中央控制 单元l、生产现场数据采集单元2、天车行走控制单元3以及硬件控制单元4，所述生产现场 数据采集单元2用于采集生产现场数据，并通过工业无线通信网络单元5与中央控制单元1 通信，天车行走控制单元3用于采集天车的X、 Y、 Z轴地址以及车上信号、控制天车自动走 行以及将生产计划显示给天车司机，中央控制单元1用于接受和处理从生产现场数据采集单 元2和天车行走控制单元3采集过来的数据，并将处理结果反馈给生产现场数据采集单元2 和天车行走控制单元3，硬件控制单元4用于位置检测和物重检测，并通过工业无线通信网 络单元5与中央控制单元1通信。天车行走控制单元3装设于天车上，其包括装设于车上的 无线硬件接口单元31、触摸屏单元32、车上控制柜单元33和编码电缆单元34，车上控制柜 单元33通过无线硬件接口单元31与工业无线通信网络单元5相连。在具体实施例中，无线 硬件接口单元31 (包括每个方向的天线箱)采用SCALANCE W744作为无线局域网的客户 端，SCALANCEW788作无线连接，PLC通过它们组成的无线局域网与上位机之间通信。触 摸屏单元32连接车上控制柜单元33，用于显示库区动画、作业计划及其它数据。车上控制 柜单元33采用PLC控制模块7-226+EM221+CP243-l 、地址检测器2个检测X、 Y轴地址、 信号发生器1个对Y轴发送信号、旋转编码器Z轴位置检测以及物重检测装置检测物 重信号。编码电缆单元34包括X轴方向编码电缆(车上检地址)和Y轴方向编码电缆(地 上检地址)。天线箱包括X轴方向编码电缆车上检地址天线箱和Y轴方向编码电缆地上检地 址天线箱。参见图2，各单元通过AP接入无线局域网，中央控制单元l通过有线网络接入企 业内部局域网。中央控制单元1由2台IBM中控服务器、1台DELL个人计算机和一台交换 机组成。外部综合自动化系统通过有线局域网与交换设备连接，实现与本系统的网络通信。 中控室内客户机与中控服务器相连，客户机负责动画监控和日常事务处理，中控服务器负责 物料数据处理，并通过移动AP接入无线局域网，实现于PLC的通信。地面单元主要由若干 台PDA终端设备组成，通过移动AP接入无线局域网，负责物料数据的录入、査询和修改。 天车行走控制单元3由X天线箱、Y天线箱、X地址检测器、Y地址检测器、Z轴旋转编码器、Y轴通信器、PLC控制模块、备用X地址检测器、物重仪和触摸屏组成。X天线箱、Y 天线箱通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于天车定位和库位管理的控制系统，其特征在于：它包括中央控制单元（１）、生产现场数据采集单元（２）、天车行走控制单元（３）、硬件控制单元（４）以及地面单元，所述生产现场数据采集单元（２）用于采集生产现场数据，并通过工业无线通信网络单元（５）与中央控制单元（１）通信，所述天车行走控制单元（３）用于采集天车的Ｘ、Ｙ、Ｚ轴地址以及车上信号、控制天车自动走行以及将生产计划显示给天车司机，所述中央控制单元（１）用于接受和处理从生产现场数据采集单元（２）和天车行走控制单元（３）采集过来的数据，并将处理结果反馈给生产现场数据采集单元（２）和天车行走控制单元（３），所述硬件控制单元（４）用于位置检测和物重检测，并通过工业无线通信网络单元（５）与中央控制单元（１）通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志和，陈勇波，李伟，龚曙波，周晓辉，陈进，
申请(专利权)人：岳阳千盟电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]