钢卷盘库起重机控制系统及控制方法与流程

本发明涉及起重机设备技术领域，具体涉及一种钢卷盘库起重机控制系统及控制方法。

背景技术：

起重机械是一种大型的搬运设备，属于特种设备，是钢铁企业钢卷库盘库主要设备，完成钢卷卸料、上料、入库、出库、倒库工作，由操作工根据调度单及库区繁忙程度手动作业，人员劳动强度较大，人为因素导致的故障停车频率较高，企业的生产效率较低，目前针对盘库起重机使用过程中没有完善可靠的安全监控和计算机管理系统，传统控制技术满足不了对起重机运行控制方面的需求。起重设备安全高效运行以及设备的维护一直是企业设备管理的重点，对起重机设备监控的数据进行挖掘分析和针对性的处理。实现起重机与工厂管理系统的通讯，货物垛位号对位，起吊动作连锁，生产过程计算机管理以及最终达到库区内无人操作等一系列自动化技术问题的解决，对企业的安全生产，提高生产管理水平，提高产品质量和经济效益有着十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种钢卷盘库起重机控制系统及控制方法，实现钢卷盘库作业自动化，提高钢卷盘库的作业效率和速度，行车操作工可以脱离地面人员辅助，独立完成出入库装卸作业，减轻人员劳动强度，降低地面理货人员的安全风险，降低人力资源成本；行车自动定位和rfid自动设别钢卷编号并可实时跟踪追溯，降低差错率。

本发明的目的是这样实现的：

一种钢卷盘库起重机控制系统，包括wms系统和起重机，所述起重机包括主控plc、吊具、吊具plc、地面小车和地面小车plc，所述主控plc控制行车定位、行车安全及大小车运行和升降驱动，所述吊具通过吊具plc抓放钢卷，所述钢卷上设有rfid标签，所述吊具和地面小车上分别设有rfid读写器，所述wms系统、主控plc、吊具plc和地面小车plc之间通过通讯实现数据交换和过程控制。

优选的，所述吊具的两边夹爪的下方设有地面防撞检测传感器，所述吊具的两边夹爪的内侧设有夹紧防撞检测传感器，所述吊具的中间设有激光高度传感器检测钢卷。

优选的，所述吊具和地面小车上分别设有称重单元。

一种钢卷盘库起重机控制系统方法，采用上述控制系统，包括以下步骤：

步骤一、入库

地面小车扫描待入库的钢卷的rfid标签，钢卷放置在地面小车上，地面小车向wms系统发出信号请求入库，wms系统扫描rfid标签，访问erp物料数据，按规格搜索空置库，行车去地面小车位置起吊，行车扫描确认规格，输送到目标库位，行车验证该库位可存，完成入库数据存入；

步骤二、出库

wms系统发送待出库钢卷的出库指令，查找对应库位，主控plc控制行车去目标库位，行车扫描验证物料规格，起吊到地面小车，地面小车出库扫描，验证正确后完成出库数据记录。

本发明的有益效果是：

将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术应用到机械的驱动和控制系统，实现起重机的自动化和智能化。在起重机单机自动化的基础上，通过计算机把各种起重运输机械组成一个物料搬运集成系统，通过中央控制的控制单元，与生产设备有机结合，与生产系统协调配合。起重机自动化程度高，具有信息处理功能，可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑判断、变换等处理加工，进而向执行机构发出控制指令，具有较好的信息输入、输出接口，实现信息全部、准确、可靠的传输。

集无线电技术、网络通讯技术、自动化控制技术于一身的起重机智能化控制系统，采用无线数传系统、高精度定位系统，对起重机的吊钩三维位置进行实时检测，监控设备工作状态，在线跟踪记录库中的物流状态，实现对各单元生产设备的自动调度、库场管理和工作信息的实时汇总，保证生产过程中物流的顺畅。实现高度自动化，实现仓储管理智能化；高安全性和可靠性；优化的调度算法，能提高生产效率；降低人为操作出错概率；数据的追溯性；可接入企业信息系统；降低设备故障率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为吊具的结构示意图。

其中：地面防撞检测传感器1；rfid读写器2；夹紧防撞检测传感器3；激光高度传感器4；称重单元5。

具体实施方式

参见图1和2，本发明涉及一种钢卷盘库起重机控制系统，包括wms系统和起重机，所述起重机包括主控plc、吊具、吊具plc、地面小车和地面小车plc，所述主控plc控制行车定位、行车安全及大小车运行和升降驱动，所述吊具通过吊具plc抓放钢卷，所述钢卷上设有rfid标签，所述rfid标签在每个入库的货物外表面粘贴货物标签，内容为该货物的id号和该货物的信息，如货物种类，型号，入库时间等。所述吊具和地面小车上分别设有rfid读写器2，所述wms系统、主控plc、吊具plc和地面小车plc之间通过通讯实现数据交换和过程控制。

主控plc接收wms系统的目标位置后自动运行到位，执行装卸作业。行车所有外部运行控制均由主控plc发出指令。wms系统与起重机的运行协调工作，按顺序完成作业单任务，工作过程中主控plc控制起重机执行各动作，wms系统采集信号并给出处理结果。所述主控plc采用西门子s7-300或s7-1500，所述吊具plc和地面小车plc采用西门子s7-1200或s7-1500。

所述通讯采用无线网络，遍布于车间充分覆盖全区域的ap布局，在特定区域可以冗余布设，确保网络通畅。

所述吊具的两边夹爪的下方设有地面防撞检测传感器1，所述吊具的两边夹爪的内侧设有夹紧防撞检测传感器3，所述吊具的中间设有激光高度传感器4检测钢卷。

所述吊具和地面小车上分别设有称重单元5，监控起吊物重量，记录钢卷重量数据，出入库时自动核对重量数据。

吊具的钢卷起吊操作：

1）行车到达预定位置，主控plc对比位置无误后，控制起升机构运行放下吊具；

2）吊具下降过程中两边夹爪下方的地面防撞检测传感器1检测有无碰撞，当检测到有物体时，停止下降；吊具中间的激光高度传感器4检测钢卷，防止下降过程中钢卷顶住吊具；当激光高度传感器4检测到钢卷并到达预定范围（判断钢卷中心）时，夹紧防撞检测传感器3判断是否在中心（是否空心），当条件具备后（判断夹具到中心），开始夹紧操作；

3）夹紧过程中，是否钢卷居中，当不居中时，微调行车大车运行，直到两臂与钢卷位置相同，继续夹紧操作，同时夹具两臂钢卷检测是否夹紧到位；到位后，停止夹紧操作；

4）完成夹紧操作后，起升机构开始起吊。

钢卷下放操作：

1）到达指定位置后，主控plc对比位置无误后，如果是放到地面小车上，则判断地面小车在装料位置，然后控制起升机构运行放下吊具；当地面小车位置发生移动则不下放，并报警；操作人员可以控制地面小车到位后继续任务，或撤销任务，钢卷回到原仓位；

2）下放过程中自动检测判断钢卷是否触地；正常情况下，下放过程根据已知的过跨车高度或钢卷的层数自动控制起升机构的减速，吊具上的激光高度传感器4检测吊具下降到钢卷中心后停止下放；

3）打开夹具，直到最大位置；

4）吊具上升，夹具的上碰撞限位会确定是否允许上升（夹具不会勾到钢卷），直到到达等待工作位。

在起吊过程中通常需要增加一个货物的比对过程，如rfid和重量是否和实际的匹配，如果有一项不匹配，起吊过程会暂停，并报警。

一种钢卷盘库起重机控制方法，采用上述控制系统，包括以下步骤：

步骤一、入库

地面小车扫描待入库的钢卷的rfid标签，钢卷放置在地面小车上，地面小车向wms系统发出信号请求入库，wms系统扫描rfid标签，访问erp物料数据，按规格搜索空置库，行车去地面小车位置起吊，行车扫描确认规格，输送到目标库位，行车验证该库位可存，完成入库数据存入；

步骤二、出库

wms系统发送待出库钢卷的出库指令，查找对应库位，主控plc控制行车去目标库位，行车扫描验证物料规格，起吊到地面小车，地面小车出库扫描，验证正确后完成出库数据记录。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。