CN103848346A

CN103848346A - 一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备

Info

Publication number: CN103848346A
Application number: CN201410112630.8A
Authority: CN
Inventors: 谢谢; 郑勇跃
Original assignee: Shenyang University
Current assignee: Shenyang University
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2014-06-11

Abstract

一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备，涉及一种控制设备，包括PC机、调度优化器、无线感应电源、吊机、扭矩传感装置、PLC计算机、数字调频式无线发射器、数字调频式无线接收器；其中PC机、无线感应电源、地面解调器、数字调频式无线发射器、数字调频式无线接收器均安装在地面上；吊机架设在空中的跨架上，吊臂处装有PLC计算机，扭矩传感装置安装在吊机的吊钩与吊臂衔接轴处，应变测量桥路位于扭矩传感装置下部，应变测量桥路的下部安装有V/F变换电路。本设备可用在钢铁企业钢卷仓库，板坯库，集码头装箱堆场及流程工业生产操作车间，集倒垛、存取操作一体化的高精度、低功耗、便于安装功能于一体的综合信息控制设备。

Description

一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备

技术领域

本发明涉及一种自动化设备，特别是涉及一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备。

背景技术

随着物流业自身结构的调整和产业升级的需要，各企业之间的竞争已逐渐从改进工艺降低生产成本转向于降低物流成本，特别是对吊机这类大型、贵重运输设备的管理和调度越来越引起管理者的重视。目前相关企业中大部分的仓库搬运和生产***中（如钢铁企业中热轧后库、热镀锌原料库、酸洗原料库和酸轧后库；集装箱终端的堆场；造船厂原料库等）的吊机倒垛存取作业过程存在问题如下：

钢卷仓库中，由于存储技术的要求，板卷必须按照上下两层堆放，当下游生产或客户需求板卷时，存储在下层没有被上层阻碍的需求板卷可以直接被吊机提起搬运走，否则，在下层板卷被运走前，阻碍的板卷必须首先被倒垛到该区域的其它空位置。

集装箱堆场中，根据集装箱交货期从后到前，吊机按照从下到上的顺序依次重新排列，使得装船过程可以缩短等待时间，重新排列也是倒垛的一种。

然而，很难同时考虑吊机倒垛和存取过程。显然，倒垛和存取是相关联的。目前各企业中吊机对物件的装载、卸载、倒垛、堆垛等多类空间移动调度与物流时间调度通常分阶段进行，即先决策吊机对物件移动位置的空间调度，再根据物件移动的位置确定吊机各移动顺序的时间调度。这种两阶段的过程使得吊机对物件的时间调度过度依赖物件移动的空间调度，将会出现不合理甚至不可行的吊机移动方案。如果将吊机对物件的空间移动调度与时间调度分阶段进行，即使吊机对物件移动的路线最短，往往额外增加了吊机的空移动时间，从而浪费资源、增加运输成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备，该智能控制设备可以对吊机倒垛作业和存取作业进行集成，并进一步优化吊机调度，从而缩短客户的等待时间，减少在制品库存，降低吊机能耗、物耗及生产成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备，所述设备包括PC机、调度优化器、无线感应电源、吊机、扭矩传感装置、PLC计算机、数字调频式无线发射器、数字调频式无线接收器；其中PC机、无线感应电源、地面解调器、数字调频式无线发射器、数字调频式无线接收器均安装在地面上；吊机架设在空中的跨架上，其吊臂处装有PLC计算机，扭矩传感装置安装在吊机的吊钩与吊臂衔接轴处，应变测量桥路位于扭矩传感装置下部，应变测量桥路的下部安装有V/F变换电路，数字调频电路位于扭矩传感装置的一侧。

所述的一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备，所述PC机中装有调度优化器、数字调频式无线发射器和数字调频式无线接收器。

所述的一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备，所述扭矩传感装置包括应变测量桥路、V/F变换电路、数字调频电路、地面解调器、波形整形电路。

所述的一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备，所述数字调频电路的下部安装有波形整形电路。

本发明的优点与效果是：

第一，本发明采用应变式扭矩传感器技术，对传统的扭矩测量技术进行了改进，利用 V/F 变换电路将模拟信号直接转换为抗干扰能力较强的方波频率信号，送给后续发射电路使用；利用 MC2833 和 MC3362无线数据通信芯片设计了一套数字调频式无线通信电路，实现了测量信号无线传输功能。该无线信号传输电路具有较好的线性度，误差小、精度高、性能可靠，在测量范围内能够满足扭矩传感器无线信号传输功能的需要。第二，本发明使用无线感应电源装置对处于移动，抓取状态的扭矩传感器进行不间断供电，数字调频式无线收发装置实现吊机所在位置信号的实时传输，利用调度优化器对物件的实时位置进行分析、处理，最终实现高精度实时定位的目的。第三，无线感应电源的能量头将电磁振荡发生器输出的高频交变电能转换成空间交变电磁能，采用非同心圆环结构设计，免去了其他无线感应电源天线必须同心设计的限制，在实现较高耦合效率的同时，使安装与拆卸更加方便。第四，无线感应电源的AC-DC整流稳压电路是将能量耦合天线中耦合来的高频交流高压低流电能转换成直流 5 V 稳定电压源的装置，利用开关电源反馈自补偿式纹波抑制技术，使本电源最终输出电压的稳定性达到 1％，即使存在外界其他电磁干扰，稳压模块亦可通过过剩能量泄放的方式，使干扰信号不起作用，从而保证输出电压不受影响。

附图说明

图1为本发明优化控制设备结构组合示意图；

图2为扭矩传感装置剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步详述。

一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备，包括PC机、调度优化器，无线感应电源，吊机、扭矩传感装置，PLC计算机，数字调频式无线发射器，数字调频式无线接收器。其中，PC机，无线感应电源，地面解调器，数字调频式无线发射器，数字调频式无线接收器安装在地面，PC机中装有调度优化器，数字调频式无线发射器和数字调频式无线接收器。吊机架设在空中的跨上，吊臂处装有PLC计算机，扭矩传感装置安装在吊机的吊钩与吊臂衔接轴处，扭矩传感装置包括应变测量桥路，V/F变换电路，数字调频电路，地面解调器，波形整形电路。应变测量桥路位于扭矩传感装置下部，应变测量桥路的下部安装有V/F变换电路，数字调频电路位于扭矩传感装置的一侧，在数字调频电路的下部安装有波形整形电路。

本发明中PC机将客户的订单信息通过数字调频式无线接收器传递给调度优化器，调度优化器根据订单的要求信息和目标，结合当前各备选物件的具***置以及当前吊机的可利用情况，决策出物件存取的顺序以及倒垛物件的堆存位置，将产生结果方案由地面解调器完成接收解调，再通过数字调频式无线发射器发送给扭矩传感装置中的波形整形电路，经波形整形电路，整形后送入吊臂处PLC计算机显示、存储、处理及定位。根据PLC计算机下达的指令，吊机在实施对不同位置物件的倒垛存取操作过程中，由感应电源统一给轴上扭矩传感装置供电，应变测量桥路测量出与扭矩成正比的应变信号，经模拟放大后，送入 V/F 变换电路，变成占空比不等的方波频率信号，通过数字调频电路上载频后发射出去，由地面解调器完成接收解调功能，再通过数字调频式无线接收器发送给PC机的调度优化器进行实时动态监控。

实施例1：

本发明的结构示意图如图1所示，包括PC机1、无线感应电源2、地面解调器3、数字调频式无线发射器4、数字调频式无线接收器5、吊机6、跨7、PLC计算机8、扭矩传感装置9。其中扭矩传感装置9由应变测量桥路10、V/F变换电路11、数字调频电路12、波形整形电路13组成，图2为扭矩传感装置9的剖面结构示意图。PC机1将客户所需物件信息通过数字调频式无线接收器5传递给调度优化器，调度优化器根据当前各备选物件的具***置以及当前吊机的可利用情况，给出客户所需物件存取的抓取顺序以及各倒垛物件的堆存位置，将产生结果方案由地面解调器3完成接收解调通过LED显示屏显示，进一步通过数字调频式无线发射器4发送给扭矩传感装置9中的波形整形电路13，经波形整形电路整形后送入吊臂处PLC计算机8显示，如分别使用不同颜色表示需求物件、倒垛物件及其他物件、存储及指令下达。根据PLC计算机8下达的调度指令，吊机6沿跨7移动过程中依次实施对不同位置物件的倒垛和存取。吊机的倒垛或存取操作通过无线感应电源2统一给轴上扭矩传感装置9供电，应变测量桥路10测量出与扭矩成正比的应变信号，经模拟放大后，送入 V/F 变换电路11，变成占空比不等的方波频率信号，通过数字调频电路12上载频后发射出去，由地面解调器3完成接收解调功能，再通过数字调频式无线接收器5发送给PC机1的调度优化器进行实时动态监控，每完成一次物件的倒垛或存取过程，PC机1的调度优化器将当前部分调度的结果通过LED显示屏显示。

此外，当客户所需物件动态到达时，调度优化器将新增各物件的位置信息与当前未被抓取出的物件位置信息重新整合、再调度，进一步决策并由地面解调器3完成接收解调，通过数字调频式无线发射器4进一步为吊机上的扭矩传感装置9发送新指令。

Claims

1. 一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备，其特征在于，所述设备包括PC机、调度优化器、无线感应电源、吊机、扭矩传感装置、PLC计算机、数字调频式无线发射器、数字调频式无线接收器；其中PC机、无线感应电源、地面解调器、数字调频式无线发射器、数字调频式无线接收器均安装在地面上；吊机架设在空中的跨架上，其吊臂处装有PLC计算机，扭矩传感装置安装在吊机的吊钩与吊臂衔接轴处，应变测量桥路位于扭矩传感装置下部，应变测量桥路的下部安装有V/F变换电路，数字调频电路位于扭矩传感装置的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备，其特征在于，所述PC机中装有调度优化器、数字调频式无线发射器和数字调频式无线接收器。

3.根据权利要求1所述的一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备，其特征在于，所述扭矩传感装置包括应变测量桥路、V/F变换电路、数字调频电路、地面解调器、波形整形电路。

4.根据权利要求1所述的一种集成吊机倒垛存取作业的优化控制设备，其特征在于，所述数字调频电路的下部安装有波形整形电路。