行車智能化控制系統的製作方法
2023-09-12 20:37:15
專利名稱：行車智能化控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種行車智能控制系統，屬於企業製造執行系統技術領域。
背景技術：
行車智能控制系統，它是企業製造執行系統MES(Manufacturing Execution System)的前置執行系統。能對鑄造起重機、冶金起重機(夾鉗起重機、電磁起重機、淬火起重機)、普通橋式起重機、門式起重機的大車，小車和吊鉤位置進行實時檢測，監控行車工作狀態，在線跟蹤記錄庫中的物流，實現生產廠各單元的行車自動調度、庫場管理信息採集和行車工作狀態的實時監控。行車智能控制系統集成了位置檢測技術，無線通信技術，網絡通訊技術，自動化控制技術。可用於鋼鐵、港口、有色金屬冶煉、造紙業、木行業、垃圾焚燒堆場等惡劣的工作場所。對於提升庫，堆場的物流自動化，信息化水平有著重要的作用。
目前的行車控制系統大多數採用旋轉編碼器測距定位，採用對講機人工傳送吊運命令來進行吊運，由於旋轉編碼器定位方法的缺陷，因此無法避免行車過衝現象。同時，由於人工操作及現場控制設備性能限制等原因，行車設備狀態和物料堆放信息無法及時進入上位管理機系統。同樣，吊運計劃或車輛調度指令也無法傳送到小車上，嚴重影響了物流的順暢及庫內貨物流動的準確性。此外，吊車的走行方式和調運指令全部由操作工手工操作，這樣吊車的定位精度和工作效率低，操作工的工作負荷大，容易出錯，特別在煙霧、水霧，高溫等較惡劣的工作條件下，容易造成貨物碰撞，嚴重時會造成重大人員傷亡事故。
市面上已有集成的定位系統，像集成的雷射測距定位系統，存在水霧、煙霧環境中不適用的缺陷；像集成的誘導母線實現的通信和定位方法，存在數據傳輸速率低，維護困難等問題。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種定位精度高、工作效率高的行車智能化控制系統，它能夠在惡劣的環境中使用。
為達上述目的，本發明採用如下技術方案一種行車智能化控制系統，包括車上局系統和地上局系統，其中，所述車上局系統包括車載PLC控制系統和與其相連的三維定位測距系統、電氣控制系統、車載計算機；所述三維定位測距系統採集行車X、Y、Z三軸信號並發送至車載PLC控制系統和車載計算機，所述車載計算機設有無線網卡，用於接受和顯示地面控制管理計算機的工作指令，並接受和發送定位信息；所述車載PLC控制系統接受車載計算機的控制信號，驅動由變頻控制器及變頻電機等組成的行車機構，採集和控制行車走行位置，檢測和控制貨物信號及電氣信號；其中，貨物信號包括重量信號、夾緊信號、夾緊高度信號等，電氣信號包括電氣鎖定信號等。
所述地上局系統包括無線擴頻基站、光電轉換器、地面控制管理計算機、MES系統，所述無線擴頻基站與光電轉換器相連，所述光電轉換器、地面控制管理計算機、MES系統通過網絡互聯；無線擴頻基站用於控制管理計算機和各行車間的無線通信，所述地面控制管理計算機用於實時地接受MES系統工作指令信息並將此指令信息發送至各行車上，同時接受各行車作業的實績信息，並將此信息發送至MES系統。
所述三維定位測距系統包括X-Y軸測距絕對型線性編碼器和Z軸測距旋轉編碼器。其中所述絕對型線性編碼器用於對行車的大、小車走行距離定位；所述旋轉編碼器用於對行車的吊鉤Z軸測距定位。
所述車載計算機的無線網卡為802.11b無線網卡，所述無線擴頻基站與車載計算機的無線網卡之間採用直序擴頻協議進行數據無線通訊。
所述車載PLC控制系統通過RS232接口與車載計算機相連。
所述光電轉換器、地面控制管理計算機、MES系統通過乙太網互聯。
所述無線通信擴頻基站的天線為12dBd天線。
本發明技術方案集定位、無線數據傳輸、物流管理技術於一身，其定位精度高、工作效率高。該方案基於非接觸的磁性檢測技術，無磨損，特別適合應用在惡劣的環境中工作。避免了普通行車採用有線電纜傳送數據容易造成電纜經常損壞的問題；該系統能夠用於不同的庫管理系統。
圖1為本發明車上局系統；圖2為本發明三維定位測距系統；圖3為本發明地上局系統。
具體實施例方式
一種行車智能化控制系統，包括車上局系統和地上局系統，其中，所述車上局系統如圖1所示，包括車載PLC控制系統和與其相連的三維定位測距系統、電氣控制系統、車載計算機；所述車載PLC控制系統通過RS232接口與車載計算機相連。所述三維定位測距系統如圖2所示，包括X-Y軸測距絕對型線性編碼器和Z軸測距旋轉編碼器。其中所述絕對型線性編碼器用於對行車的大、小車走行距離定位；所述旋轉編碼器用於對行車的吊鉤Z軸測距定位。所述三維定位測距系統採集行車X、Y、Z三軸信號並發送至車載PLC控制系統和車載計算機，所述車載計算機設有802.11b無線網卡，用於接受和顯示地面控制管理計算機的工作指令，並接受和發送定位信息；所述車載PLC控制系統接受車載計算機的控制信號，驅動由變頻控制器及變頻電機等組成的行車機構，採集和控制行車走行位置，檢測和控制貨物信號及電氣信號；其中，貨物信號包括重量信號、夾緊信號、夾緊高度信號等，電氣信號包括電氣鎖定信號等。
所述地上局系統如圖3所示，包括無線擴頻基站、光電轉換器、地面控制管理計算機、MES系統，所述無線擴頻基站與光電轉換器相連，所述光電轉換器、地面控制管理計算機、MES系統通過太網互聯。所述無線擴頻基站與車載計算機的無線網卡之間採用直序擴頻協議進行數據無線通訊。例如採用Lucent WaveLANIEEE802.11b直序擴頻協議完成數據無線通訊，由於該無線系統支持WDS無線分布系統，它支持雙網卡技術，所以可以支持兩塊802.11b無線網卡，或同時支持802.11b和窄頻技術。因此實時控制管理能力強，傳輸速率最大達11Mbps。無線通信擴頻基站可採用與之配套的12dBd天線，用於控制管理計算機和各行車間的無線通信，實時地將行車的工作命令上傳至各行車車載計算機上；同時，還實時地將各行車的作業信息下傳給控制管理計算機上。此外無線通信基站還負責實時監測與無線通信子站之間的通信是否暢通。當無線通信出現故障時，則無線通信基站能夠在第一時間通知控制管理計算機。使用時，應儘可能地使無線信號全面覆蓋行車作業區，避免出現盲區。所述地面控制管理計算機用於實時地接受MES系統工作指令信息並將此指令信息發送至各行車上，同時接受各行車作業的實績信息，並將此信息發送至MES系統。
考慮到連接的距離，為方便連接，也可以在無線擴頻基站與光電轉換器之間增加一個或多個光纖端接箱和光電轉換器的方式連接。即無線擴頻基站、光電轉換器、光纖端接箱、光電轉換器依次連接。光纖端接箱與光電轉換器之間可以通過二芯光纖跳線連接，各光纖端接箱之間可採用四芯多模光纖連接。
本實用例中行車智能化控制系統系統可採用現有成熟的軟體技術編制以下模塊化的系統控制軟體，即，
1)無線通訊模塊通過地面控制計算機及通信軟體，實現MES系統和地面控制機、地面控制機和車載計算機之間的通信，通信內容有吊運命令，其中包括行車號，貨物號，起始位置，目標位置，貨物數量，貨物重量等司機操作信息；2)車上局信號採集模塊X-Y-Z軸三維測距信息和行車上的電氣信號先通過Profibus-DP(現場總線-主站)和I/O模式進入車載PLC控制系統，再從車載PLC控制系統通過RS232傳送到車載計算機；3)行車三維定位測距模塊將行車的物理位置轉換為貨物堆放的邏輯位置；4)吊運命令顯示模塊將地面來的吊運命令信息顯示在畫面上；5)司機操作信息模塊司機操作信息傳遞給地面管理計算機；6)錯誤信息反饋模塊顯示行車通信和測距系統的錯誤信息等故障信息；7)地面局控制模塊實時地將行車吊運命令發送給各行車的車載計算機；同時，監視工作區內所有行車的作業情況。
權利要求
1.一種行車智能化控制系統，包括車上局系統和地上局系統，其特徵在於所述車上局系統包括車載PLC控制系統和與其相連的三維定位測距系統、電氣控制系統、車載計算機；所述三維定位測距系統採集行車X、Y、Z三軸信號並發送至車載PLC控制系統和車載計算機，所述車載計算機設有無線網卡，用於接受和顯示地面控制管理計算機的工作指令，並接受和發送定位信息；所述車載PLC控制系統接受車載計算機的控制信號，驅動行車機構，控制行車走行位置，檢測和控制貨物信號及電氣信號；所述地上局系統包括無線擴頻基站、光電轉換器、地面控制管理計算機、MES系統，所述無線擴頻基站與光電轉換器相連，所述光電轉換器、地面控制管理計算機、MES系統通過網絡互聯；無線擴頻基站用於地面控制管理計算機和各行車車載計算機的無線通信，所述地面控制管理計算機用於接受MES系統工作指令信息並將此指令信息發送至各行車上，並接受各行車作業信息並將此信息發送至MES系統。
2.根據權利要求1所述的行車智能化控制系統，其特徵在於所述三維定位測距系統包括X-Y軸測距絕對型線性編碼器和Z軸測距旋轉編碼器，其中所述絕對型線性編碼器用於對行車的大、小車走行距離定位；所述旋轉編碼器用於對行車的吊鉤Z軸測距定位。
3.根據權利要求1或2所述的行車智能化控制系統，其特徵在於所述車載計算機的無線網卡為802.11b無線網卡。
4.根據權利要求1或2所述的行車智能化控制系統，其特徵在於所述車載PLC控制系統通過RS232接口與車載計算機相連。
5.根據權利要求1或2所述的行車智能化控制系統，其特徵在於所述光電轉換器、地面控制管理計算機、MES系統通過乙太網互聯。
6.根據權利要求1或2所述的行車智能化控制系統，其特徵在於在無線擴頻基站與光電轉換器之間還包括一個或多個光纖端接箱和光電轉換器，所述無線擴頻基站、光電轉換器、光纖端接箱、光電轉換器依次連接，其中光纖端接箱與光電轉換器之間通過二芯光纖跳線連接，各光纖端接箱之間通過四芯多模光纖連接。
7.根據權利要求1或2所述的行車智能化控制系統，其特徵在於所述無線擴頻基站的天線為12dBd天線。
全文摘要
一種行車智能化控制系統，包括車上局系統和地上局系統，其中，所述車上局系統包括車載PLC控制系統和與其相連的三維定位測距系統、電氣控制系統、車載計算機；所述三維定位測距系統採集行車X、Y、Z三軸信號並發送至車載PLC控制系統和車載計算機，所述車載計算機設有無線網卡，用於接受和顯示地面控制管理計算機的工作指令，並接受和發送定位信息；所述車載PLC控制系統接受車載計算機的控制信號，驅動由變頻控制器及變頻電機等組成的行車機構，採集和控制行車走行位置，檢測和控制貨物信號及電氣信號。本發明集定位、無線數據傳輸、物流管理技術於一身，其定位精度高、工作效率高。
文檔編號H04L12/28GK1801017SQ20051003003
公開日2006年7月12日 申請日期2005年9月27日 優先權日2005年9月27日
發明者吳毅平, 鄔國勳 申請人:上海寶信軟體股份有限公司