摘要：利用无人天车控制技术实现了生产线、存储区域和MES之间钢卷信息和钢卷状态等数据的自动共享。该系统可有效降低库区人员的劳动强度，降低天车操作过程中的误操作率。该无人天车系统功能上除了满足了天车无人化的最基本的要求，还兼顾多级数据通讯、安全保护等高端功能，实现了生产流程与产品物流的良好衔接，保证了生产与物流信息的同步化。文章对自控天车定位精度的研究与实现进行了研究分析。
关键词：作业天车；自动定位；控制系统；感应无线技术
1前言
无人天车系统可以分为运输车辆跟踪、产品仓库调度、仓库仓储位置坐标管理、产品工单控制、接口通信兼容、自动装载和自动配送等一系列功能。无人天车系统通过不同的接口对物流系统中的钢卷运输进行智能调度，通过作业指令，把作业实绩跟无人天车进行连接后，实时的进行管理，通过系统管理厂区，管理方式是已区为单位管理在制品存放位置，保证生产与物流信息的同步。
2无人天车控制单元
无人天车控制单元旨在实现企业对天车的全自动、全天候的数据监视和无人化天车动作控制，并运行先进的HMI技术、变频器控制技术、多种通讯管理技术、无线网络控制技术、PLC控制技术。一级自动化PLC控制系统具有强大的数据处理能力，并能适应现场多振动、强电场的工作环境。天车的现场控制模式有多种，能够适应不同的应用条件，操作人员可以根据现场工作需要选择维护模式、自动模式、手动模式、远程控制模式等。无人天车控制单元作为整个系统的设备控制部分，其建立了完整的通信网络控制系统、安全系统，用于实时数据通信，接收控制系统发出的工作命令，并接收数据信息，为产品流提供重要的数据支持。无人天车控制系统采用西门子S7-300PLC并配合IM153连接远程I/O站作为控制系统的主要数据接收和发送单元，I/O模块连接现场各种传感器、执行器、变频器。天车无人化的执行，离不开各种传感器代替操作人员进行距离、位置、高度的把握，这就对传感器的精度和质量提出了更高的要求，在实际应用中为了避免单个传感器故障造成的整个天车系统存在安全隐患，对于同一类数据分析采用数字量和模拟量传感器进行数据采集，并对多种传感器反馈的信号进行汇总、整理、分析，一旦发现错误数据或传感器损坏整个系统后立即报警，并中断相应的动作并采取相应的处理机制以保护天车或产品。在现场的实际应用环境中，由于天车的整个三维空间的工作范围比较大，无人天车控制系统在工业以太网和工业总线的建设中充分利用了无线通讯技术、定位定向技术等，有效地解决了无人天车线缆布线困难的问题。
3天车自动定位控制方案
3.1天车自动定位控制的要求
根据某些特殊场合的要求，作业天车的定位误差不得超过10毫米，为提高工业生产效率，应严格按照要求进行准确定位，也就是在自动控制状态下，作业天车应一次性达到预定的目标位置，误差不得超过预定标准。
3.2实际应用中影响定位精度的因素分析
对于天车轨道而言，因所处位置不同，各处的摩擦系数也各有差别，部分区域还可能存在一定的坡度，且坡度系数也各有差异。差异还存在于不同作业天车之间，即使有的作业天车型号相同，在刹车前速度及刹车灵敏度上也各有不同。对于同一辆作业天车而言，因实行的任务不同，附加的质量也有所差异。另外工业现场存在着随机强躁声干扰，容易引发诱导母线通信的中断。1.绝对位置检测。对于移动机车的位置，可以从相对和绝对的角度分别进行检测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所谓相对位置检测，就是必须知道当前的位置，以当前的位置作为基准相对运行距离换算得到运行后的位置。这种方法存在两个问题，一是由于多种原因，可能失去基准位置，造成位置紊乱；二是误差积累，使得重复性不好，一般这种检测方式采用定点校准的办法，例如：编码器检测位置，所检测的位置就是相对的，并且无法对机车刹车后滑动位置进行准确检测。2.连续位置检测。按照检测方式还可以将移动机车位置检测分为连续位置检测和定点位置检测两种。其中，定点位置检测，只有移动到固定点才给出位置数据，例如，条形码方式、磁编码感应、接近开关等。由于不能连续达到移动机车的位置，无法对移动机车的自动走行与对位进行自动控制。而最为常见的连续位置检测为感应无线位置检测，运用感应无线检测能够实现对几千米距离中任何位置的检测数据。3.检测分辨率高。在位置检测中，对分辨率的检测作为一项重要参数而存在。根据当前国外的相关报道，感应无线位置检测是非接触式检测的一种，抗干扰性强，可靠性高，适应恶劣的工业环境，位于编码电缆内部的电线的结构式相互交叉的，能对来自外来杂散电磁场的干扰力起到很好的抑制作用。对于光学检测方式来说，工业现场的粉尘污染常常使得光学检测失效。曾经采用条形码方式位置检测的，因现场灰尘太严重而无法使用。
4机车自动定位控制系统的构成与功能
从外形上看，编码电缆是呈扁平状的，对位于其内部的对传输线可以按用途的不同进行分类，其位置排列是按照一定的编码规则实施的。下图所示平面图是为了提升观察的便利性而设计的，立体空间中这些对传输线是相互叠放的，其中G0、L1对线还发挥着通信传输的作用。用连接电缆对始端与中央控制室进行相连，并对终端的每一对线之间增加适度的电阻。根据电磁感应理论，每一对传输线都作为一个单圈线圈而存在。位于天线箱内的两组线圈分别被用作数据信息的发送和接收。该两组线圈被矩形塑料箱进行固定。按照移动天车的轨道对编码电缆进行安装，并用圆电缆对始端和中控室进行连接。将天线箱固定在移动机车上，将天线箱用圆电缆与天车上的控制柜连接起来。天车移动的时候天线箱也随之移动，同时与编码电缆之间的安全距离应保持在5-20厘米之间，以确保天线箱线圈与编码电缆中传输对线电磁感应的有效性。1.控制系统中央控制室部分的结构与功能。中控室主要包含地面局和主控计算机两大部分。其核心部分为主控计算机，能够实现生产计划的自动编排或主动接收，对天车相关信息进行收集，并按照预定生产计划对天车的运作进行指挥。位置检车器在PLC的控制下对机车的位置进行检测，并根据地面局PLC发出的串行通信数据的功率进行调制和放大，再由编码电缆发出，再通过编码电缆对机上局PLC发出的调制信号进行接收、放大和解调制，再向地面局PLC进行反馈。2.机上局结构与功能。天车的工作状态可通过机上局PLC进行检测，再由机上局PLC对检测结果信息进行汇总后由通信器进行调制和放大，最后经由发送线圈向外发送。同时，通信器还对经由接收线圈接收的信号进行放大和解调，再发往机上局PLC。主控计算机通过机上局PLC对天车的行驶或刹车以及运行方向及速度进行控制。
5结束语
工业有轨作业天车自动定位控制的实施，是实现原料库区物流管理自动化系统的主要功能基础，为实现原料库区钢卷入库管理、钢卷库间管理及钢卷出库管理过程中天车作业自动化提供了最基础，最可靠的的运行保证。
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论文作者:李文强,李伟志
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/15
标签：天车论文; 位置论文; 作业论文; 控制系统论文; 电缆论文; 机车论文; 数据论文; 《基层建设》2019年第11期论文;