CN112645220B - 一种无人抓斗起重机控制***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人抓斗起重机控制***及控制方法，该***可以实现无人操作，起重机自动工作，自动完成抓取、吊装运送、卸放物料工作；该方法提供了无人抓斗起重机控制程序模块，将路线复杂的抓斗执行任务分解为多个模块负责的一个一个对应动作按指定顺序执行实现无人化自动控制，完成无人抓斗作业。本发明具有自动化程度高、***运行流畅、易于安装的优点，具有较高的推广应用价值。

Description

一种无人抓斗起重机控制***及控制方法

技术领域

本专利申请属于无人起重机控制技术领域，更具体地说，是涉及一种无人抓斗起重机控制***及控制方法。

背景技术

桥式抓斗起重机应用很广，比如钢铁企业高炉、炼钢、轧钢抓渣***。操作工人工作环境恶劣，风吹日晒、高温、蒸汽、粉尘等，企业人工成本很高，实现无人操作自动抓渣很有必要。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种无人抓斗起重机控制***及控制方法，该***用以实现无人操作，抓斗起重机自动工作，自动完成抓取、吊装运送、卸放物料工作，该方法用以实现无人抓斗起重机控制程序的处理。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种无人抓斗起重机控制***，包括传感器、PLC、变频器、机械传动装置、视频监控装置，传感器与PLC的输入端连接，变频器、机械传动装置与PLC的输出端连接，视频监控装置与主控电脑（也就是服务器）信息连接；变频器用于驱动抓斗起重机的大车、小车，机械传动装置用于驱动抓斗的吊装和物料运送；

PLC 内安装有控制程序模块，该控制程序模块包括定位模块FB1、大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4、顺序控制自动连续多步动作模块FC5，其中：

定位模块FB1用于实现抓斗起重机的具体定位；

大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3为抓斗起重机三个方向的控制模块、并都调用了定位模块FB1；

自动开闭斗控制模块FC4是抓斗的控制模块，当一个抓渣任务的三个方向定位完成后，执行抓斗打开抓渣或闭合；

顺序控制自动连续多步动作模块FC5为全自动抓渣的多步骤顺序模块，它依次调用大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4并形成能循环执行的自动模式。

本发明技术方案的进一步改进在于：传感器为位置传感器，包括位于抓斗大车轨道上的大车位置传感器、位于抓斗小车轨道上的小车位置传感器、位于抓斗升降方向上的抓斗位置传感器，大车位置传感器、小车位置传感器、抓斗位置传感器均与PLC的输入端连接并分别用以感测大车、小车、抓斗的位置信息。

本发明技术方案的进一步改进在于：大车位置传感器、小车位置传感器采用编码尺，抓斗位置传感器采用激光测距仪。

本发明技术方案的进一步改进在于：大车位置传感器、小车位置传感器采用格雷母线，抓斗位置传感器采用编码器。

本发明技术方案的进一步改进在于：定位模块采用渐进的逼近方式进行定位，具体过程为：

S1、首先设置目标位置tagpos，当前位置prepos，滑行距离Ls，给定速度V，行走快速度V1，行走慢速度V2，误差进度△L；

S2、抓斗起重机启动后，获取抓斗起重机的当前位置prepos，在达到目标位置tagpos前，通过目标位置tagpos与当前位置prepos逻辑比较的差值△Ls判断给定速度V的正负来执行车体的前进后退，具体的：当△Ls>0，V取正，也就是前进；△Ls<0，V取负，也就是后退；△Ls=0，V取0，也就是保持不动；

S3、将△Ls与滑行距离Ls比较得△L2，若△L2>0，证明距离目标位置tagpos还比较远，需要加速行进，将行走快速度V1赋值给V，并执行步骤S4；若△L2≤0，证明距离目标位置tagpos比较近，需要减速行进，将行走慢速度V2赋值给V，并执行步骤S5，以此控制行走速度；

S4、车体运行到与目标位置tagpos的距离长度等于滑行距离Ls时，车体行走速度由行走快速度V1更换为行走慢速度V2；意思是，车体距离目标位置tagpos太远时，快速运行逼近，快到目标位置tagpos时，让车速度慢下来逼近目标反而更快的实现任务，防止车达到目标位置tagpos时由于快速刹车刹不住越过目标位置tagpos，从而出现车体的反复摇摆。进一步说，自动控制理论里，有渐进逼近目标的运行方式，有在目标值上下波动地逼近目标的运行方式，在这个发明里，根据实际情况宜采用渐进的逼近方式，先快速后慢速的逼近运行方式兼顾了效率和精度。

S5、完成行走快慢速度的重新赋值或调整后，比较△L2与误差速度△L得到差值§，若§>0，返回S3中的将行走慢速度V2赋值给V并继续执行，若§≤0则完成定位任务，然后视车体是否达到目标位置tagpos。

一种无人抓斗起重机控制方法，将路线复杂的抓斗执行任务分解为多个模块负责的一个一个对应动作并按指定顺序执行，在逼近目标位置时采取分段配速的方式以加快运行效率，距离远时配高速，距离近时配慢速，在达到目标位置期间不停轮询，根据定位精度逐步逼近，从而最终实现抓斗起重机的无人化操作。

本发明技术方案的进一步改进在于：通过无人抓斗起重机控制***实现，该控制***包括传感器、PLC、变频器、机械传动装置、视频监控装置，传感器与PLC的输入端连接，变频器、机械传动装置与PLC的输出端连接，视频监控装置与主控电脑（服务器）信息连接；变频器用于驱动抓斗起重机的大车、小车，机械传动装置用于驱动抓斗的吊装和物料运送；

PLC 内安装有控制程序模块，该控制程序模块包括定位模块FB1、大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4、顺序控制自动连续多步动作模块FC5，其中：

定位模块FB1用于实现抓斗起重机的具体定位，大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3均与定位模块FB1信息连接；

大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3为抓斗起重机三个方向的控制模块、并都调用了定位模块FB1；

自动开闭斗控制模块FC4是抓斗的控制模块，当一个抓渣任务的三个方向定位完成后，执行抓斗打开抓渣或闭合；

顺序控制自动连续多步动作模块FC5为全自动抓渣的多步骤顺序模块，它依次调用大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4并形成能循环执行的自动模式。

本发明技术方案的进一步改进在于：定位模块采用渐进的逼近方式进行定位，具体过程为：

S1、首先设置目标位置tagpos，当前位置prepos，滑行距离Ls，给定速度V，行走快速度V1，行走慢速度V2，误差进度△L。

S2、抓斗起重机启动后，获取抓斗起重机的当前位置prepos，在达到目标位置tagpos前，通过目标位置tagpos与当前位置prepos逻辑比较的差值△Ls判断给定速度V的正负来执行车体的前进后退，具体的：当△Ls>0，V取正，也就是前进；△Ls<0，V取负，也就是后退；△Ls=0，V取0，也就是保持不动。

S3、将△Ls与滑行距离Ls比较得△L2，若△L2>0，证明距离目标位置tagpos还比较远，需要加速行进，将行走快速度V1赋值给V，并执行步骤S4；若△L2≤0，证明距离目标位置tagpos比较近，需要减速行进，将行走慢速度V2赋值给V，并执行步骤S5，以此控制行走速度。

S4、车体运行到与目标位置tagpos的距离长度等于滑行距离Ls时，车体行走速度由行走快速度V1更换为行走慢速度V2；意思是，车体距离目标位置tagpos太远时，快速运行逼近，快到目标位置tagpos时，让车速度慢下来逼近目标反而更快的实现任务，防止车达到目标位置tagpos时由于快速刹车刹不住越过目标位置tagpos，从而出现车体的反复摇摆。进一步说，自动控制理论里，有渐进逼近目标的运行方式，有在目标值上下波动地逼近目标的运行方式，在这个发明里，根据实际情况宜采用渐进的逼近方式，先快速后慢速的逼近运行方式兼顾了效率和精度。

S5、完成行走快慢速度的重新赋值或调整后，比较△L2与误差速度△L得到差值§，若§>0，返回S3中的将行走慢速度V2赋值给V并继续执行，若§≤0则完成定位任务，然后视车体是否达到目标位置tagpos。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：

该***可以实现无人操作，起重机自动工作，自动完成抓取、吊装运送、卸放物料工作，***衔接顺畅，自动化程度高。

该方法提供了无人抓斗起重机控制程序模块，设计了手动、半自动、自动三种控制模式，可以将路线复杂的抓斗执行任务分解为多个模块负责的一个一个对应动作并按指定顺序执行，在逼近目标位置时采取分段配速以加快运行效率，距离远时配高速，距离近时配慢速，在达到目标时不停轮询，根据定位精度逐步逼近，从而最终实现无人化操作。

附图说明

图1是本发明***的一种实施方式的控制***图；

图2是FB1的自动定位控制流程图；

图3是本发明***的组态拓扑图；

图4是本发明方法的半自动界面图；

图5是本发明方法的全自动界面图；

图6是本发明方法的模块调用关系图；

其中：1、X轴编码尺；2、X轴行走轨道；3、Y轴行走轨道；4、小车；5、抓斗钩头；6、Y轴编码尺；7、抓斗升降电机；8、编码器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明公开了一种无人抓斗起重机控制***，参见图1、图3，包括传感器、PLC、变频器、机械传动装置、视频监控装置，传感器与PLC的输入端连接，变频器、机械传动装置与PLC的输出端连接，视频监控装置与主控电脑（也就是服务器）信息连接；变频器用于驱动抓斗起重机的大车、小车，机械传动装置用于驱动抓斗的吊装和物料运送。

图1中，小车4沿着X轴行走轨道2、Y轴行走轨道3位移，X轴行走轨道2上有X轴编码尺1，Y轴行走轨道3上有Y轴编码尺6，抓斗钩头5受抓斗升降电机7控制而升降运动，抓斗钩头5上有编码器8用于感测抓斗钩头5的升降信息。

PLC 内安装有控制程序模块，该控制程序模块包括定位模块FB1、大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4、顺序控制自动连续多步动作模块FC5，其中：

定位模块FB1用于实现抓斗起重机的具体定位，大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3均与定位模块FB1信息连接；

大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3为抓斗起重机三个方向的控制模块、并都调用了定位模块FB1；

自动开闭斗控制模块FC4是抓斗的控制模块，当一个抓渣任务的三个方向定位完成后，执行抓斗打开抓渣或闭合；

顺序控制自动连续多步动作模块FC5为全自动抓渣的多步骤顺序模块，它依次调用大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4并形成能循环执行的自动模式。

传感器为位置传感器，包括位于抓斗大车轨道上的大车位置传感器、位于抓斗小车轨道上的小车位置传感器、位于抓斗升降方向上的抓斗位置传感器，大车位置传感器、小车位置传感器、抓斗位置传感器均与PLC的输入端连接并分别用以感测大车、小车、抓斗的位置信息。

大车位置传感器、小车位置传感器采用编码尺，抓斗位置传感器采用激光测距仪。

或者，大车位置传感器、小车位置传感器采用格雷母线，抓斗位置传感器采用编码器。

参见图3，定位模块采用渐进的逼近方式进行定位，具体过程为：

S1、首先设置目标位置tagpos，当前位置prepos，滑行距离Ls，给定速度V，行走快速度V1，行走慢速度V2，误差进度△L。

S2、抓斗起重机启动后，获取抓斗起重机的当前位置prepos，在达到目标位置tagpos前，通过目标位置tagpos与当前位置prepos逻辑比较的差值△Ls判断给定速度V的正负来执行车体的前进后退，具体的：当△Ls>0，V取正，也就是前进；△Ls<0，V取负，也就是后退；△Ls=0，V取0，也就是保持不动。

S3、将△Ls与滑行距离Ls比较得△L2，若△L2>0，证明距离目标位置tagpos还比较远，需要加速行进，将行走快速度V1赋值给V，并执行步骤S4；若△L2≤0，证明距离目标位置tagpos比较近，需要减速行进，将行走慢速度V2赋值给V，并执行步骤S5，以此控制行走速度。

S4、车体运行到与目标位置tagpos的距离长度等于滑行距离Ls时，车体行走速度由行走快速度V1更换为行走慢速度V2；意思是，车体距离目标位置tagpos太远时，快速运行逼近，快到目标位置tagpos时，让车速度慢下来逼近目标反而更快的实现任务，防止车达到目标位置tagpos时由于快速刹车刹不住越过目标位置tagpos，从而出现车体的反复摇摆。进一步说，自动控制理论里，有渐进逼近目标的运行方式，有在目标值上下波动地逼近目标的运行方式，在这个发明里，根据实际情况宜采用渐进的逼近方式，先快速后慢速的逼近运行方式兼顾了效率和精度。

S5、完成行走快慢速度的重新赋值或调整后，比较△L2与误差速度△L得到差值§，若§>0，返回S3中的将行走慢速度V2赋值给V并继续执行，若§≤0则完成定位任务，然后视车体是否达到目标位置tagpos。

本发明还提供了一种无人抓斗起重机控制方法，参见图2、图4、图5，该方法将路线复杂的抓斗执行任务分解为多个模块负责的一个一个对应动作并按指定顺序执行，在逼近目标位置时采取分段配速的方式以加快运行效率，距离远时配高速，距离近时配慢速，在达到目标位置期间不停轮询，根据定位精度逐步逼近，从而最终实现抓斗起重机的无人化操作。

通过无人抓斗起重机控制***实现，该控制***包括传感器、PLC、变频器、机械传动装置、视频监控装置，传感器与PLC的输入端连接，变频器、机械传动装置与PLC的输出端连接，视频监控装置与主控电脑（服务器）信息连接；变频器用于驱动抓斗起重机的大车、小车，机械传动装置用于驱动抓斗的吊装和物料运送。

PLC 内安装有控制程序模块，参见图6，该控制程序模块包括定位模块FB1、大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4、顺序控制自动连续多步动作模块FC5，其中：

定位模块FB1用于实现抓斗起重机的具体定位，大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3均与定位模块FB1信息连接。

大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3为抓斗起重机三个方向的控制模块、并都调用了定位模块FB1。

自动开闭斗控制模块FC4是抓斗的控制模块，当一个抓渣任务的三个方向定位完成后，执行抓斗打开抓渣或闭合。

顺序控制自动连续多步动作模块FC5为全自动抓渣的多步骤顺序模块，它依次调用大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4并形成能循环执行的自动模式。

定位模块采用渐进的逼近方式进行定位，具体过程为：

S1、首先设置目标位置tagpos，当前位置prepos，滑行距离Ls，给定速度V，行走快速度V1，行走慢速度V2，误差进度△L。

S2、抓斗起重机启动后，获取抓斗起重机的当前位置prepos，在达到目标位置tagpos前，通过目标位置tagpos与当前位置prepos逻辑比较的差值△Ls判断给定速度V的正负来执行车体的前进后退，具体的：当△Ls>0，V取正，也就是前进；△Ls<0，V取负，也就是后退；△Ls=0，V取0，也就是保持不动。

S3、将△Ls与滑行距离Ls比较得△L2，若△L2>0，证明距离目标位置tagpos还比较远，需要加速行进，将行走快速度V1赋值给V，并执行步骤S4；若△L2≤0，证明距离目标位置tagpos比较近，需要减速行进，将行走慢速度V2赋值给V，并执行步骤S5，以此控制行走速度。

S4、车体运行到与目标位置tagpos的距离长度等于滑行距离Ls时，车体行走速度由行走快速度V1更换为行走慢速度V2；意思是，车体距离目标位置tagpos太远时，快速运行逼近，快到目标位置tagpos时，让车速度慢下来逼近目标反而更快的实现任务，防止车达到目标位置tagpos时由于快速刹车刹不住越过目标位置tagpos，从而出现车体的反复摇摆。进一步说，自动控制理论里，有渐进逼近目标的运行方式，有在目标值上下波动地逼近目标的运行方式，在这个发明里，根据实际情况宜采用渐进的逼近方式，先快速后慢速的逼近运行方式兼顾了效率和精度。

S5、完成行走快慢速度的重新赋值或调整后，比较△Ls与误差速度△L得到差值§，若§>0，返回S3中的将行走慢速度V2赋值给V并继续执行，若§≤0则完成定位任务，然后视车体是否达到目标位置tagpos。

下面举例详细说明。

本发明的方式，首先通过位置传感器在抓斗起重机的工作范围建立X、Y、Z三个轴向坐标，X轴是大车行走方向，Y轴是小车行走方向，Z轴是吊钩升降方向。

如图1所示，抓斗的大车行走轨道X轴方向、小车行走轨道Y轴方向上装有位置编码尺，Z轴为抓斗吊钩的升降方向由编码器来控制提升位置。参见图3，三个方向的位置信息通过相应的位置通讯模块传送给PLC控制，PLC执行动作时由变频电机对应驱动X轴抓斗大车行走驱动装置、Z轴抓斗升降驱动装置、Y轴抓斗小车行走驱动装置，当抓斗为开闭位置时，通过限位开关传输到PLC，执行动作时由液压缸驱动抓斗开合驱动装置，而整体装置都在视频监控中通过USB传输到主控电脑（服务器）及HMI（人机交互）。见图1和图3。

无人抓斗起重机控制方法主要体现在***的软件部分，以下论述只涉及控住软件的主体思路，不涉及具体软件代码。事实上只要主体思路确定，代码可以通过多种不同编程语言实现，在此不再占用篇幅。

定位模块采用渐进的逼近方式进行定位，具体过程为：

S1、首先设置目标位置tagpos，当前位置prepos，滑行距离Ls，给定速度V，行走快速度V1，行走慢速度V2，误差精度△L。

S2、抓斗起重机启动后，获取抓斗起重机的当前位置prepos，在达到目标位置tagpos前，通过目标位置tagpos与当前位置prepos逻辑比较的差值△Ls判断给定速度V的正负来执行车体的前进后退，具体的：当△Ls>0，V取正，也就是前进；△Ls<0，V取负，也就是后退；△Ls=0，V取0，也就是保持不动。

S3、将△Ls与滑行距离Ls比较得△L2，若△L2>0，证明距离目标位置tagpos还比较远，需要加速行进，将行走快速度V1赋值给V，并执行步骤S4；若△L2≤0，证明距离目标位置tagpos比较近，需要减速行进，将行走慢速度V2赋值给V，并执行步骤S5，以此控制行走速度。

S4、车体运行到与目标位置tagpos的距离长度等于滑行距离Ls时，车体行走速度由行走快速度V1更换为行走慢速度V2；意思是，车体距离目标位置tagpos太远时，快速运行逼近，快到目标位置tagpos时，让车速度慢下来逼近目标反而更快的实现任务，防止车达到目标位置tagpos时由于快速刹车刹不住越过目标位置tagpos，从而出现车体的反复摇摆。进一步说，自动控制理论里，有渐进逼近目标的运行方式，有在目标值上下波动地逼近目标的运行方式，在这个发明里，根据实际情况宜采用渐进的逼近方式，先快速后慢速的逼近运行方式兼顾了效率和精度。

S5、完成行走快慢速度的重新赋值或调整后，比较△Ls与误差精度△L得到差值§，若§>0，返回S3中的将行走慢速度V2赋值给V并继续执行，若§≤0则完成定位任务，然后视车体是否达到目标位置tagpos。

现在采用具体数据举例如下：

首先，用赋值的例子说明定位模块如何采用渐进的逼近方式进行定位，具体过程为：

首先设置目标位置tagpos=9.00m，当前位置prepos=6.00m（在运行时一直在改变），滑行距离Ls=1.00m，给定速度V=0.00/s，行走快速度V1=1.00m/s，行走慢速度V2=0.10m/s，误差精度△L=0.01m。

抓斗起重机启动后，通过目标位置tagpos与当前位置prepos逻辑比较的差值△Ls=9.00-6.00=3.00ms>0判断给定速度V的为正来执行车体的前进。

将△Ls=3.00m与滑行距离Ls=1.00m比较得△L2=2.00m>0，距离目标位置tagpos=9.00m还比较远，需要加速行进，将行走快速度V1=1.00m/s赋值给V，车体以1.00m/s速度快速逼近目标位置。

当△Ls-Ls=0.00时，换句话说车体运行当前位置prepos=8.00m到与目标位置tagpos=9.00m的距离长度等于滑行距离即△Ls=Ls=1.00m时，车体行走速度V由行走快速度V1=1.00m/s更换为行走慢速度V2=0.10m/s；让车以慢速0.10m/s逼近目标tagpos=9.00m。

车慢速靠近目标位置时△Ls从1.00m逐渐趋向0.00m，同时△Ls一直与误差精度△L=0.01m比较得差值§，当§≤0时视车体达到目标位置tagpos=9.00m。

见图6，FC1、FC2、FC3模块为抓斗车三个方向的控制模块，都调用了FB1，它们体现的控制思路基本一致，以X轴上大车FC1为例，FC1主体部分是调用FB1实现大车在X轴的行走定位，并在这个基础上增加了报警和连锁内容，以保证大车在运行时安全。FC4模块主要是抓斗的控制模块，当一个抓渣任务的三个方向定位完成后，执行抓斗打开抓渣闭合。FC5为全自动抓渣的多步骤顺序模块，它依次调用FC1、FC2、FC3、FC4形成一个能循环执行的自动模式。其调用关系如图6。

按照以上控制方法用高级语言进行编程，抓斗起重机能形成一套半自动、自动控制模式。效果如图4和图5。图4为半自动HMI人机画面，可以一次实现抓斗的一个动作。图5为自动的HMI人机画面，将多个单步动作进行顺序往复执行。这种方法就是这样将复杂的抓斗任务分解为一步一步简单的单步骤动作的顺序执行，化繁为简，思路清晰，使得抓斗起重机实现全自动无人化。

本发明将路线复杂的抓斗执行任务分解为多个模块负责的一个一个对应动作并按指定顺序执行，在逼近目标位置时采取分段配速的方式以加快运行效率，距离远时配高速，距离近时配慢速，在达到目标位置期间不停轮询，根据定位精度逐步逼近，从而最终实现抓斗起重机的无人化操作。本发明具有自动化程度高、***运行流畅、易于安装的优点，具有较高的推广应用价值。

Claims (4)

1.一种无人抓斗起重机控制***，其特征在于：包括传感器、PLC、变频器、机械传动装置、视频监控装置，传感器与PLC的输入端连接，变频器、机械传动装置与PLC的输出端连接，视频监控装置与主控电脑信息连接；变频器用于驱动抓斗起重机的大车、小车，机械传动装置用于驱动抓斗的吊装和物料运送；

PLC 内安装有控制程序模块，该控制程序模块包括定位模块FB1、大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4、顺序控制自动连续多步动作模块FC5，其中：

定位模块FB1用于实现抓斗起重机的具体定位；

大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3为抓斗起重机三个方向的控制模块、并都调用了定位模块FB1；

自动开闭斗控制模块FC4是抓斗的控制模块，当一个抓渣任务的三个方向定位完成后，执行抓斗打开抓渣或闭合；

顺序控制自动连续多步动作模块FC5为全自动抓渣的多步骤顺序模块，它依次调用大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4并形成能循环执行的自动模式；

传感器为位置传感器，包括位于抓斗大车轨道上的大车位置传感器、位于抓斗小车轨道上的小车位置传感器、位于抓斗升降方向上的抓斗位置传感器，大车位置传感器、小车位置传感器、抓斗位置传感器均与PLC的输入端连接并分别用以感测大车、小车、抓斗的位置信息；

定位模块采用渐进的逼近方式进行定位，具体过程为：

S1、首先设置目标位置tagpos，当前位置prepos，滑行距离Ls，给定速度V，行走快速度V1，行走慢速度V2，误差进度△L；

S2、抓斗起重机启动后，获取抓斗起重机的当前位置prepos，在达到目标位置tagpos前，通过目标位置tagpos与当前位置prepos逻辑比较的差值△Ls判断给定速度V的正负来执行车体的前进后退，具体的：当△Ls>0，V取正，也就是前进；△Ls<0，V取负，也就是后退；△Ls=0，V取0，也就是保持不动；

S3、将△Ls与滑行距离Ls比较得△L2，若△L2>0，证明距离目标位置tagpos还比较远，需要加速行进，将行走快速度V1赋值给V，并执行步骤S4；若△L2≤0，证明距离目标位置tagpos比较近，需要减速行进，将行走慢速度V2赋值给V，并执行步骤S5，以此控制行走速度；

S4、车体运行到与目标位置tagpos的距离长度等于滑行距离Ls时，车体行走速度由行走快速度V1更换为行走慢速度V2；

S5、完成行走快慢速度的重新赋值或调整后，比较△L2与误差速度△L得到差值§，若§>0，返回S3中的将行走慢速度V2赋值给V并继续执行，若§≤0则完成定位任务，然后视车体是否达到目标位置tagpos。

2.根据权利要求1所述的一种无人抓斗起重机控制***，其特征在于：大车位置传感器、小车位置传感器采用编码尺，抓斗位置传感器采用激光测距仪。

3.根据权利要求1所述的一种无人抓斗起重机控制***，其特征在于：大车位置传感器、小车位置传感器采用格雷母线，抓斗位置传感器采用编码器。

4.一种无人抓斗起重机控制方法，其特征在于：将路线复杂的抓斗执行任务分解为多个模块负责的一个一个对应动作并按指定顺序执行，在逼近目标位置时采取分段配速的方式以加快运行效率，距离远时配高速，距离近时配慢速，在达到目标位置期间不停轮询，根据定位精度逐步逼近，从而最终实现抓斗起重机的无人化操作；

通过无人抓斗起重机控制***实现，该控制***包括传感器、PLC、变频器、机械传动装置、视频监控装置，传感器与PLC的输入端连接，变频器、机械传动装置与PLC的输出端连接，视频监控装置与主控电脑信息连接；变频器用于驱动抓斗起重机的大车、小车，机械传动装置用于驱动抓斗的吊装和物料运送；

PLC 内安装有控制程序模块，该控制程序模块包括定位模块FB1、大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4、顺序控制自动连续多步动作模块FC5，其中：

定位模块FB1用于实现抓斗起重机的具体定位；

大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3为抓斗起重机三个方向的控制模块、并都调用了定位模块FB1；

自动开闭斗控制模块FC4是抓斗的控制模块，当一个抓渣任务的三个方向定位完成后，执行抓斗打开抓渣或闭合；

顺序控制自动连续多步动作模块FC5为全自动抓渣的多步骤顺序模块，它依次调用大车控制模块FC1、小车控制模块FC2、抓斗控制模块FC3、自动开闭斗控制模块FC4并形成能循环执行的自动模式；

定位模块采用渐进的逼近方式进行定位，具体过程为：

S1、首先设置目标位置tagpos，当前位置prepos，滑行距离Ls，给定速度V，行走快速度V1，行走慢速度V2，误差进度△L；

S2、抓斗起重机启动后，获取抓斗起重机的当前位置prepos，在达到目标位置tagpos前，通过目标位置tagpos与当前位置prepos逻辑比较的差值△Ls判断给定速度V的正负来执行车体的前进后退，具体的：当△Ls>0，V取正，也就是前进；△Ls<0，V取负，也就是后退；△Ls=0，V取0，也就是保持不动；

S3、将△Ls与滑行距离Ls比较得△L2，若△L2>0，证明距离目标位置tagpos还比较远，需要加速行进，将行走快速度V1赋值给V，并执行步骤S4；若△L2≤0，证明距离目标位置tagpos比较近，需要减速行进，将行走慢速度V2赋值给V，并执行步骤S5，以此控制行走速度；

S4、车体运行到与目标位置tagpos的距离长度等于滑行距离Ls时，车体行走速度由行走快速度V1更换为行走慢速度V2；

S5、完成行走快慢速度的重新赋值或调整后，比较△L2与误差速度△L得到差值§，若§>0，返回S3中的将行走慢速度V2赋值给V并继续执行，若§≤0则完成定位任务，然后视车体是否达到目标位置tagpos。

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