专利名称：一种轮对立体仓库控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轮对立体仓库控制系统，属于电气、自动控制技术领域。
背景技术：
专利号为200920308671. 9，名称为一种巷道堆垛机控制系统的实用新型，公开了 一种巷道堆垛机的控制系统。动车组是近几年开始于我国大面积推广应用的，北京动车客车段作为国内第一个 动车检修基地，其采用的所有针对动车的维修设备大部分是国内首次使用，而且所有设备 均针对动车组特点进行了特殊设计。轮对立体库则是首次应用于动车检修基地中，以前虽 有立体存放库控制系统公开专利，但其针对的是普通散货，动车组轮对相对于普通货物具 有很强的特殊性，对立体存放库及相关设备的控制有特殊要求。现有专利只是用于普通堆垛机的控制，其控制的堆垛机只能对普通货物进行存取 操作，即只是通过堆垛机的水平、垂直运动对准货位，通过货叉的伸缩存取托盘。对于动车 组轮对，其完全不能适用。
发明内容本实用新型的目的是为了解决现有动车组轮对的整体立体存放的技术问题，提出 一种轮对立体仓库控制系统。本实用新型的一种轮对立体仓库控制系统，包括上位监控机、地面控制系统，其特 征在于还包括堆垛机控制系统，地面控制系统包括地面控制主控系统、地面控制分控系 统；地面控制主控系统、地面控制分控系统、堆垛机控制系统采用PLC作为控制器；上位监控机、地面控制主控系统、地面控制分控系统之间通过现场总线进行连接， 轮对立体仓库中的堆垛机设有红外光通讯器，上位监控也设有红外光通讯器，上位监控与 堆垛机控制系统之间通过红外通讯器进行通讯。本实用新型的优点在于(1)本实用新型中上位监控机、地面控制主控系统、地面控制分控系统之间通过现 场总线进行连接，由于堆垛机是移动设备，本实用新型中堆垛机设有一个红外光通讯器，上 位监控也设有一个红外光通讯器，上位监控与堆垛机控制系统之间通过红外通讯器进行通 讯，以光为通讯介质实现和上位监控机通讯；(2)由于地面设备较为分散，如果采用集中控制的话，硬件连接较为复杂，成本高 且故障率高，所以本实用新型采用分布式I/O系统，即采用地面控制主控系统和地面控制 分控系统，地面控制分控系统作为一个从站，它们之间采用现场总线进行通讯，有效地解决 了设备分散控制的问题；(3)本实用新型采用矢量控制的好处是电机的转速得到精确控制，且在很低的转 速甚至零速下仍然具有足够大的转矩，使系统能够具有更好的动态响应。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型中堆垛机控制系统的机构示意图。图中1-上位监控机2-地面控制主控系统 3-地面控制分控系统 4-堆 垛机控制系统5"现场总线6红外光通讯器401-轮对自动上料装 402-PLC主控制器403-轮对自动下料装 404-升降变频器置置405-运行货叉变频器 406-升降激光测距仪 407-运行激光测距仪 408-液压油泵
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。本实用新型是一种轮对立体仓库控制系统，如图1所示，包括上位监控机1、地面 控制主控系统2、地面控制分控系统3、堆垛机控制系统4和现场总线5。地面控制主控系统2、地面控制分控系统3、堆垛机控制系统4采用PLC作为控制
ο上位监控机1、地面控制主控系统2、地面控制分控系统3之间通过现场总线5进 行连接，所述的现场总线5为PR0FIBUS现场总线。由于地面设备较为分散，如果采用集中 控制的话，硬件连接较为复杂，成本高且故障率高。所以本发明采用分布式I/O系统，即采 用地面控制主控系统2、地面控制分控系统3，地面控制分控系统3作为一个从站，它们之间 采用现场总线5进行通讯，有效地解决了设备分散控制的问题。地面控制主控系统2、地面控制分控系统3具有检测堆垛机的功能，地面控制主控 系统2、地面控制分控系统3的软件上具有安全互锁功能，实现整个系统的安全运行。由于堆垛机是移动设备，通讯采用电缆连接很困难，因此，本实用新型中堆垛机设 有一个红外光通讯器6，上位监控1也设有一个红外光通讯器6，上位监控1与堆垛机控制 系统4之间通过红外通讯器6进行通讯，以光为通讯介质实现和上位监控机1通讯。堆垛机控制系统4如图2所示，包括轮对自动上料装置401、PLC主控制器402、轮 对自动下料装置403、升降变频器404、运行货叉变频器405、升降激光测距仪406和运行激 光测距仪407。PLC主控制器402通过现场总线与升降变频器404、运行货叉变频器405、升降激 光测距仪406和运行激光测距仪407连接，升降变频器404及运行货叉变频器405用于驱 动电机，PLC主控制器402控制升降变频器404及运行货叉变频器405的频率，通过改变升 降变频器404及运行货叉变频器405的频率改变堆垛机的速度；在水平和垂直运行的电机 上，设有增量编码器，升降变频器404及运行货叉变频器405采用编码器矢量闭环方式控制 电机。采用编码器矢量闭环变频控制，能够精确可靠的控制堆垛机行走电机的速度，并能够使升降变频器404及运行货叉变频器405可以以低速下拥有大转矩，使堆垛机在升降激光 测距仪406和运行激光测距仪407的帮助下能够更加精准的实现定位。堆垛机编码器矢量 闭环变频控制可以不选用，而只是变频器开环控制电机。但其定位精度会受到影响，远不如 矢量闭环精准。堆垛机上垂直方向和水平方向分别设有升降激光测距仪406和运行激光测距仪 407，采用PR0FIBUS现场总线和PLC主控制器401进行数据交换。由于激光测距仪的分辨 率达到0. 1mm，加之采用变频器矢量控制，使得堆垛机整体定位精度可达到3mm。液压油泵408连接轮对自动上料装置401和轮对自动下料装置403，为其提供液压 动力，PLC主控制器402控制液压油泵408驱动轮对自动上料装置401和轮对自动下料装 置403实现轮对自动上料、下料。通过PLC输出点控制轮对自动上料装置401抵消轮对自动上料时惯性，实现轮对 自动上料。出库时，在上位监控机命令下，首先地面控制系统控制地面机械设备作相应工作 准备，打开通道。堆垛机运行到指定货位伸货叉取出托盘及轮对，并回到库口。控制系统驱 动轮对自动下料液压装置将轮对推下载货台。入库时，首先地面控制系统控制地面机械设 备作相应工作准备，打开通道。在上位监控机命令下堆垛机运行到指定货位取空托盘并回 到库口并做好贮备。地面控制系统驱动地面设备将早已在地面等待的轮对推上堆垛机载货 台。堆垛机控制系统驱动轮对自动上料装置对滚动的轮对进行制动定位，使之停在载货台 托盘上的正确位置，然后对堆垛机将货物送至指定货位。由于堆垛机和地面设备会产生冲突，为保证安全，采用堆垛机和地面设备互相检 测，并在软件中设置安全互锁，防止地面设备和堆垛机发生碰撞，造成设备损坏。本实用新型精确控制轮对自动上料装置，使之准确停在堆垛机载货台托盘上。它 只在堆垛机入库时其作用，而在其他过程中则不会用到。精确控制堆垛机自动下料液压装 置，使轮对自动滚下载货台托盘。它只在堆垛机出库时起的用，其他过程中不会动作。本实用新型具有特殊货物检测装置，堆垛机上安装有检测开关，可有效检测a)轮对在载货台托盘上是否偏载；b)轮对自动下料液压装置的现实状态；c)轮对自动上料装置的现实状态；d)地面设备状态，通路是否允许堆垛机通过。
权利要求一种轮对立体仓库控制系统，包括上位监控机、地面控制系统，其特征在于还包括堆垛机控制系统，地面控制系统包括地面控制主控系统、地面控制分控系统；地面控制主控系统、地面控制分控系统、堆垛机控制系统采用PLC作为控制器；上位监控机、地面控制主控系统、地面控制分控系统之间通过现场总线进行连接，轮对立体仓库中的堆垛机设有红外光通讯器，上位监控也设有红外光通讯器，上位监控与堆垛机控制系统之间通过红外通讯器进行通讯。
2.根据权利要求1所述的一种轮对立体仓库控制系统，其特征在于，所述的现场总线 为PR0FIBUS现场总线。
3.根据权利要求1所述的一种轮对立体仓库控制系统，其特征在于，所述的堆垛机控 制系统具体包括轮对自动上料装置、PLC主控制器、轮对自动下料装置、升降变频器、运行货 叉变频器、升降激光测距仪和运行激光测距仪；PLC主控制器通过现场总线与升降变频器、运行货叉变频器、升降激光测距仪和运行激 光测距仪连接，升降变频器和运行货叉变频器用于驱动电机，在水平和垂直运行的电机上， 设有增量编码器，升降变频器和运行货叉变频器均采用编码器矢量闭环方式控制电机； 堆垛机上垂直方向和水平方向分别设有升降激光测距仪和运行激光测距仪； 轮对自动下料装置连接液压油泵，PLC主控制器控制液压油泵驱动轮对自动下料装置；通过PLC主控制器输出点控制轮对自动上料装置抵消轮对自动上料时惯性，实现轮对 自动上料。
专利摘要本实用新型公开了一种轮对立体仓库控制系统，包括上位监控机、地面控制系统堆垛机控制系统，地面控制系统包括地面控制主控系统、地面控制分控系统；上位监控机、地面控制主控系统、地面控制分控系统之间通过现场总线进行连接，上位监控与堆垛机控制系统之间通过红外通讯器进行通讯。由于地面设备较为分散，如果采用集中控制的话，硬件连接较为复杂，成本高且故障率高，所以本实用新型采用分布式I/O系统，即采用地面控制主控系统和地面控制分控系统，地面控制分控系统作为一个从站，它们之间采用现场总线进行通讯，有效地解决了设备分散控制的问题。
文档编号G05B19/418GK201765504SQ201020520200
公开日2011年3月16日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者公茂财, 刘进辉, 曹志杰, 殷延超, 秦勤, 胡晓勇 申请人:北京康拓红外技术有限公司