基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于它包括橋式起重機(jī)電機(jī)單元、變頻器單元、測量單元、下位機(jī)單元、總線轉(zhuǎn)換卡單元、工控機(jī)單元及人機(jī)界面單元；其工作方法包括運(yùn)動、定位、采集、控制、反饋；其優(yōu)越性在于：①定位速度快、精度高、易于實現(xiàn)；②提高了管理效率和控制；③為橋式起重機(jī)應(yīng)用在危險的、人無法介入的場合提供有利的條件。
【專利說明】
基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)(—)

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明屬于金屬制造業(yè)檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]傳統(tǒng)橋式起重機(jī)操作方式是由操作人員與地面指揮人員互相配合，操作人員通過觀察橋式起重機(jī)的運(yùn)行方向墻壁上橫、縱向彩條并接受地面人員的指揮來操作橋式起重機(jī)，最終實現(xiàn)定位的目標(biāo)，這種定位方法效率低、安全性能低、能耗大以及定位精度低，自動定位時大多使用編碼器作為測距傳感器，當(dāng)橋式起重機(jī)剎車時，橋式起重機(jī)輪軸會出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，而編碼器的數(shù)值不會發(fā)生變化，但實際橋式起重機(jī)的位置卻發(fā)生了變化，因此，無法進(jìn)行精確地定位。所以，迫切需要新型的橋式起重機(jī)定位操作系統(tǒng)的研發(fā)。尤其是測量精度準(zhǔn)確、智能化功能強(qiáng)大的系統(tǒng)的研究更是變得十分重要。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)，它可以克服傳統(tǒng)橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)存在的定位精度較差、運(yùn)行不平穩(wěn)問題，是一種采用激光測距器、條碼定位儀及模糊控制算法的系統(tǒng)，使橋式起重機(jī)的運(yùn)行定位精度高、運(yùn)行快速、高效和安全，且結(jié)構(gòu)簡單、智能。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于它包括橋式起重機(jī)電機(jī)單元、變頻器單元、測量單元、下位機(jī)單元、總線轉(zhuǎn)換卡單元、工控機(jī)單元及人機(jī)界面單元；其中所述測量單元是由激光測距器、編碼器及條碼定位儀構(gòu)成；所述測量單元的輸入端采集橋式起重機(jī)的信號；所述激光測距器安裝在橋式起重機(jī)小車行走機(jī)構(gòu)上，采集橋式起重機(jī)縱向運(yùn)動位置和速度信號；所述編碼器用于吊鉤高度和速度測量；所述條碼定位儀安裝在橋式起重機(jī)大車行走機(jī)構(gòu)上，測量橋式起重機(jī)橫向運(yùn)動的位置和速度信號；所述激光測距器與下位機(jī)單元連接；所述編碼器及條碼定位儀的輸出端與下位機(jī)單元的輸入端之間依總線連接；所述變頻器單元的輸入端與橋式起重機(jī)電機(jī)單元的輸出端連接，其輸出端與下位機(jī)單元的輸入端連接；所述人機(jī)界面單元的輸入端與工控機(jī)單元的輸出端連接；所述下位機(jī)單元依總線轉(zhuǎn)換卡單元與工控機(jī)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述工控機(jī)單元的輸出端連接人機(jī)界面單元的輸出端。
[0005]所述橋式起重機(jī)電機(jī)單元由吊鉤電機(jī)、大車電機(jī)和小車電機(jī)構(gòu)成；所述吊鉤電機(jī)、大車電機(jī)和小車電機(jī)的輸出端分別連接變頻器單元的輸入端。
[0006]所述變頻器單元是由吊鉤變頻器、大車變頻器、小車變頻器構(gòu)成；所述吊鉤變頻器、大車變頻器、小車變頻器的輸入端分別與吊鉤電機(jī)、大車電機(jī)和小車電機(jī)連接，其輸出端與下位機(jī)單元的輸入端連接。
[0007]所述下位機(jī)單元與工控機(jī)之間通過PROFIBUS-DP總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述變頻器單元與下位機(jī)之間通過PROFIBUS-DP總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
[0008]所述下位機(jī)單元是S7-300PLC可編程邏輯控制器；所述激光測距器與S7-300PLC可編程邏輯控制器的模擬量模塊連接。
[0009]所述工控機(jī)單元是工業(yè)控制計算機(jī)。
[0010]所述激光測距器采集的是4_20mA模擬信號，信號直接輸入下位機(jī)單元的PLC可編程邏輯控制器的模擬量模塊；所述條碼定位儀采集的是數(shù)字量信號。
[0011]一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)的工作方法，其特征在于它包括以下步驟:
[0012]①大車變頻器帶動電機(jī)驅(qū)動大車橫向行走，即X方向運(yùn)動，小車變頻器帶動電機(jī)驅(qū)動小車縱向行走，即Y方向運(yùn)動；大車變頻器和小車變頻器通過PR0FIBUS-DP總線與下位機(jī)通訊；
[0013]②激光測距器安裝在橋式起重機(jī)小車行走機(jī)構(gòu)上，采集橋式起重機(jī)縱向運(yùn)動位置信號及速度信號，將位置信號記作Y軸信號，并將位置及速度信號發(fā)送給下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC ；
[0014]③絕對值編碼器安裝在橋式起重機(jī)的吊鉤上，采集吊鉤的高度及速度信號，將高度信號記作Z軸信號，并通過PR0FIBUS-DP總線傳輸將高度及速度信號發(fā)送給下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC;
[0015]④條碼定位儀安裝在橋式起重機(jī)大車行走機(jī)構(gòu)上，測量橋式起重機(jī)橫向運(yùn)動的位置及速度信號，將橫向位置信號記作X軸信號，并通過總線傳輸將橫向位置及速度信號發(fā)送給下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC ；
[0016]⑤下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC，將接收到的關(guān)于起重機(jī)運(yùn)動的X軸、Y軸、Z軸信號以及橋式起重機(jī)的大車、小車、吊鉤運(yùn)動的速度信號通過總線轉(zhuǎn)換卡，將信號轉(zhuǎn)換成工控機(jī)單元可以接收的信號；
[0017]⑥所述工控機(jī)單元，即工業(yè)控制計算機(jī)，將橋式起重機(jī)的大車、小車及吊鉤的位置及速度實時信息，進(jìn)行處理、判斷并進(jìn)行最優(yōu)化計算，將計算結(jié)果通過給出指令的方式控制下位機(jī)，下位機(jī)控制各個變頻器的輸出從而達(dá)到控制各個電機(jī)按照規(guī)定好的速度和啟停曲線自動運(yùn)行，并將大車、小車和吊鉤位置、速度信息通過人機(jī)界面單元進(jìn)行顯示；進(jìn)而實現(xiàn)橋式起重機(jī)自動運(yùn)行。
[0018]本發(fā)明的工作原理:
[0019]如圖2所示，首先由安裝在橋式起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)(大車、小車)上的高精度的條形碼定位儀和激光測距傳感器通過光學(xué)反射原理測取橋式起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)在作業(yè)空間的坐標(biāo)并產(chǎn)生相應(yīng)的模擬信號，通過工控機(jī)上的數(shù)據(jù)采集卡將測量的模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號傳給工控機(jī)單元。
[0020]I)橋式起重機(jī)空間定位系統(tǒng)設(shè)計，如圖2所示為橋式起重機(jī)空間結(jié)構(gòu)原理圖:基于x、y、z三維空間坐標(biāo)的定位方式，橋式起重機(jī)大車運(yùn)動方向規(guī)定為X，橋式起重機(jī)小車的運(yùn)動方向規(guī)定為y，橋式起重機(jī)主、副起升的運(yùn)動方向規(guī)定為z。通過條碼定位儀(大車)、激光測距器(小車)和絕對編碼器(吊鉤)系統(tǒng)對x、y、z的準(zhǔn)確定位，使橋式起重機(jī)能夠準(zhǔn)確、快速定位；
[0021]2)將相應(yīng)的測量信號傳給上位機(jī)處理并在定位控制系統(tǒng)監(jiān)控界面顯示吊鉤的實時坐標(biāo)以便操作人員觀測，同時操作人員可以在定位控制系統(tǒng)監(jiān)控界面用鼠標(biāo)代替原來的操縱桿完成對起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的控制；
[0022]3)如圖5所示，在定位控制系統(tǒng)監(jiān)控界面中，操作者通過鼠標(biāo)對行走機(jī)構(gòu)目標(biāo)位置點擊，可以顯示出行走機(jī)構(gòu)當(dāng)前位置距目標(biāo)位置的橫向(X)和縱向(Y)距離，即起重機(jī)的本次作業(yè)行程，從而也就得知起重機(jī)本次行程最大速度vmax，并將Vmax傳給PLC作為給定速度，行走機(jī)構(gòu)開始向目標(biāo)位置運(yùn)動；所述激光測距器采集的是4-20mA模擬信號，測得Y方向的坐標(biāo)；所述條碼定位儀采集的是數(shù)字量信號，經(jīng)過條碼閱讀器內(nèi)部的解碼器把大車實時的位置信息經(jīng)由PR0FIBUS — DP總線傳輸至PLC處理數(shù)據(jù)，測得X方向的坐標(biāo)；
[0023]4)運(yùn)動過程的加速與減速都是通過模糊控制策略實現(xiàn)調(diào)速控制，目的是為了使行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程尤其是速度切換的拐點處更快速、平穩(wěn)。由于加速和減速距離是一樣的(行走機(jī)構(gòu)速度曲線是對稱的)，所以測距傳感器在行走機(jī)構(gòu)達(dá)到Vmax后將測量的加速距離傳送給上位機(jī)，上位機(jī)經(jīng)與全程距離計算可以得出減速距離，即減速的起始位置，并給下位控制器減速信號，使行走機(jī)構(gòu)在合理的位置開始減速，在這過程中再次由模糊控制策略完成減速控制，最后以非常慢的速度接近目標(biāo)進(jìn)入“爬行速度”，速度極慢，通常是滿速的2 %?3 %，走行一段很小的距離后自動停車，最終完成行走機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確定位。
[0024]工控機(jī)中使用VisualBasic高級語言開發(fā)平臺編寫人機(jī)界面監(jiān)控系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)采集卡安裝在工控機(jī)CPU上來處理采集數(shù)據(jù)，并通過OPC接口技術(shù)以PR0FIBUS-DP總線的方式查詢并讀取PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，為滿足系統(tǒng)要求，編寫相應(yīng)的PLC控制程序；在人機(jī)界面用圖形動畫實時顯示起重機(jī)當(dāng)前運(yùn)行位置、高度以及狀態(tài)信息等實時數(shù)據(jù)，并用數(shù)據(jù)庫加以管理和記錄如圖4所示，在運(yùn)行過程中工控機(jī)結(jié)合模糊控制并根據(jù)測距傳感器反饋回來的信號處理后實時調(diào)整變頻器的頻率值，使機(jī)車快速平穩(wěn)準(zhǔn)確的到達(dá)目的地址，實現(xiàn)起重機(jī)運(yùn)行位置與速度的閉環(huán)控制，較好地滿足了橋式起重機(jī)作業(yè)中高速運(yùn)行、換速平穩(wěn)、低速停準(zhǔn)的速度控制和準(zhǔn)確定位要求。
[0025]OPC技術(shù)主要完成上位工控機(jī)與下位機(jī)PLC的通訊協(xié)議編程。
[0026]所述下位機(jī)PLC主要作為I/O控制站是數(shù)據(jù)采集和動作控制的核心，負(fù)責(zé)對測距傳感器的位置信號進(jìn)行采集，并利用各種數(shù)字量、模擬量模塊完成實時數(shù)據(jù)采樣、報警信號檢測與輸出，以及對變頻器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。S7-300PLC作為下位機(jī)通過PR0FIBUS-DP與工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并負(fù)責(zé)控制現(xiàn)場大、小車行走機(jī)構(gòu)的行走，準(zhǔn)確運(yùn)行到指定位置。在調(diào)速過程中，結(jié)合先進(jìn)的智能控制方法——模糊控制算法，完成橋式起重機(jī)作業(yè)過程中的變頻調(diào)速，使之快速平穩(wěn)的運(yùn)行。
[0027]由于上述兩種測距傳感器的模擬信號與橋式起重機(jī)位置成線形關(guān)系，所以，工控機(jī)通過對來自測距傳感器的模擬信號處理后，結(jié)合先進(jìn)的模糊控制算法實現(xiàn)橋式起重機(jī)運(yùn)行位置的檢測和定位。這種測距傳感器與模糊控制相結(jié)合的測距方式測量精度較高、定位較準(zhǔn)確。
[0028]下位機(jī)PLC主要作為I/O控制站是數(shù)據(jù)采集和動作控制的核心，負(fù)責(zé)對測距傳感器的位置信號進(jìn)行采集，并利用各種數(shù)字量、模擬量模塊完成實時數(shù)據(jù)采樣、報警信號檢測與輸出，以及對變頻器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。
[0029]所述激光測距器的工作原理是將激光測距器安裝在小車上，由電脈沖驅(qū)動產(chǎn)生激光束，激光束經(jīng)過安裝在大車一端的反射板反射，通過接收鏡頭返回接收元件產(chǎn)生電脈沖，再測算發(fā)射脈沖及接收脈沖的時間間隔，通過微處理器處理后，輸出模擬量信號(4-20mA)。即得出相應(yīng)的激光器距反射板的距離，也就是Y方向的坐標(biāo)。
[0030]所述條碼定位儀工作原理是將條碼閱讀器安裝在移動的橋式起重機(jī)大車上，將條碼帶全程鋪設(shè)在大車運(yùn)行的軌道中，在大車運(yùn)行過程的中，條碼閱讀器實時讀取條碼，再經(jīng)過條碼閱讀器內(nèi)部的解碼器把大車實時的位置信息經(jīng)由連接器輸出至PLC。
[0031]本發(fā)明的優(yōu)越性在于:①傳感器的定位速度快、定位精度高硬件裝置設(shè)計簡單、易于實現(xiàn)通過高級語言VB將下位機(jī)PLC中的數(shù)據(jù)上傳至工控機(jī)中，以備系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析、處理與顯示，提高了管理效率和控制；③為提高橋式起重機(jī)的自動控制水平，使橋式起重機(jī)應(yīng)用在危險的、人無法介入的場合提供有利的條件
(四)【專利附圖】

【附圖說明】:
[0032]圖1為本發(fā)明所涉一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0033]圖2為本發(fā)明所涉一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0034]圖3為本發(fā)明所涉一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)中激光測距器的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖4為本發(fā)明所涉一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)中VisualBasic開發(fā)的監(jiān)控界面示意圖。
[0036]圖5為本發(fā)明所涉一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)中橋式起重機(jī)在中控室的監(jiān)控界面示意圖。
(五)【具體實施方式】:
[0037]實施例:一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)(見圖1)，其特征在于它包括橋式起重機(jī)電機(jī)單元、變頻器單元、測量單元、下位機(jī)單元、總線轉(zhuǎn)換卡單元、工控機(jī)單元及人機(jī)界面單元；其中所述測量單元是由激光測距器、編碼器及條碼定位儀構(gòu)成；所述測量單元的輸入端采集橋式起重機(jī)的信號；所述激光測距器安裝在橋式起重機(jī)小車行走機(jī)構(gòu)上，采集橋式起重機(jī)縱向運(yùn)動位置和速度信號；所述編碼器用于吊鉤高度和速度測量；所述條碼定位儀安裝在橋式起重機(jī)大車行走機(jī)構(gòu)上，測量橋式起重機(jī)橫向運(yùn)動的位置和速度信號；所述激光測距器與下位機(jī)單元連接；所述編碼器及條碼定位儀的輸出端與下位機(jī)單元的輸入端之間依總線連接；所述變頻器單元的輸入端與橋式起重機(jī)電機(jī)單元的輸出端連接，其輸出端與下位機(jī)單元的輸入端連接；所述人機(jī)界面單元的輸入端與工控機(jī)單元的輸出端連接；所述下位機(jī)單元依總線轉(zhuǎn)換卡單元與工控機(jī)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述工控機(jī)單元的輸出端連接人機(jī)界面單元的輸出端。
[0038]所述橋式起重機(jī)電機(jī)單元(見圖1)由吊鉤電機(jī)、大車電機(jī)和小車電機(jī)構(gòu)成；所述吊鉤電機(jī)、大車電機(jī)和小車電機(jī)的輸出端分別連接變頻器單元的輸入端。
[0039]所述變頻器單元(見圖1)是由吊鉤變頻器、大車變頻器、小車變頻器構(gòu)成；所述吊鉤變頻器、大車變頻器、小車變頻器的輸入端分別與吊鉤電機(jī)、大車電機(jī)和小車電機(jī)連接，其輸出端與下位機(jī)單元的輸入端連接。
[0040]所述下位機(jī)單元與工控機(jī)之間通過PR0FIBUS-DP總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述變頻器單元與下位機(jī)之間通過PROFIBUS-DP總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
[0041]所述下位機(jī)單元(見圖1)是S7-300PLC可編程邏輯控制器；所述激光測距器與S7-300PLC可編程邏輯控制器的模擬量模塊連接。
[0042]所述工控機(jī)單元是工業(yè)控制計算機(jī)。
[0043]所述激光測距器采集的是4_20mA模擬信號，信號直接輸入下位機(jī)單元的PLC可編程邏輯控制器的模擬量模塊；所述條碼定位儀采集的是數(shù)字量信號。
[0044]一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)的工作方法，其特征在于它包括以下步驟:
[0045]①大車變頻器帶動電機(jī)驅(qū)動大車橫向行走，即X方向運(yùn)動，小車變頻器帶動電機(jī)驅(qū)動小車縱向行走，即Y方向運(yùn)動；大車變頻器和小車變頻器通過PR0FIBUS-DP總線與下位機(jī)通訊；
[0046]②激光測距器安裝在橋式起重機(jī)小車行走機(jī)構(gòu)上，采集橋式起重機(jī)縱向運(yùn)動位置信號及速度信號，將位置信號記作Y軸信號，并將位置及速度信號發(fā)送給下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC ；
[0047]③絕對值編碼器安裝在橋式起重機(jī)的吊鉤上，采集吊鉤的高度及速度信號，將高度信號記作Z軸信號，并通過PR0FIBUS-DP總線傳輸將高度及速度信號發(fā)送給下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC;
[0048]④條碼定位儀安裝在橋式起重機(jī)大車行走機(jī)構(gòu)上，測量橋式起重機(jī)橫向運(yùn)動的位置及速度信號，將橫向位置信號記作X軸信號，并通過總線傳輸將橫向位置及速度信號發(fā)送給下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC ；
[0049]⑤下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC，將接收到的關(guān)于起重機(jī)運(yùn)動的X軸、Y軸、Z軸信號以及橋式起重機(jī)的大車、小車、吊鉤運(yùn)動的速度信號通過總線轉(zhuǎn)換卡，將信號轉(zhuǎn)換成工控機(jī)單元可以接收的信號；
[0050]⑥所述工控機(jī)單元，即工業(yè)控制計算機(jī)，將橋式起重機(jī)的大車、小車及吊鉤的位置及速度實時信息，進(jìn)行處理、判斷并進(jìn)行最優(yōu)化計算，將計算結(jié)果通過給出指令的方式控制下位機(jī)，下位機(jī)控制各個變頻器的輸出從而達(dá)到控制各個電機(jī)按照規(guī)定好的速度和啟停曲線自動運(yùn)行，并將大車、小車和吊鉤位置、速度信息通過人機(jī)界面單元進(jìn)行顯示；進(jìn)而實現(xiàn)橋式起重機(jī)自動運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于它包括橋式起重機(jī)電機(jī)單元、變頻器單元、測量單元、下位機(jī)單元、總線轉(zhuǎn)換卡單元、工控機(jī)單元及人機(jī)界面單元；其中所述測量單元是由激光測距器、編碼器及條碼定位儀構(gòu)成；所述測量單元的輸入端采集橋式起重機(jī)的信號；所述激光測距器安裝在橋式起重機(jī)小車行走機(jī)構(gòu)上，采集橋式起重機(jī)縱向運(yùn)動位置和速度信號；所述編碼器用于吊鉤高度和速度測量；所述條碼定位儀安裝在橋式起重機(jī)大車行走機(jī)構(gòu)上，測量橋式起重機(jī)橫向運(yùn)動的位置和速度信號；所述激光測距器與下位機(jī)單元連接；所述編碼器及條碼定位儀的輸出端與下位機(jī)單元的輸入端之間依總線連接；所述變頻器單元的輸入端與橋式起重機(jī)電機(jī)單元的輸出端連接，其輸出端與下位機(jī)單元的輸入端連接；所述人機(jī)界面單元的輸入端與工控機(jī)單元的輸出端連接；所述下位機(jī)單元依總線轉(zhuǎn)換卡單元與工控機(jī)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述工控機(jī)單元的輸出端連接人機(jī)界面單元的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于所述橋式起重機(jī)電機(jī)單元由吊鉤電機(jī)、大車電機(jī)和小車電機(jī)構(gòu)成；所述吊鉤電機(jī)、大車電機(jī)和小車電機(jī)的輸出端分別連接變頻器單元的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于所述變頻器單元是由吊鉤變頻器、大車變頻器、小車變頻器構(gòu)成；所述吊鉤變頻器、大車變頻器、小車變頻器的輸入端分別與吊鉤電機(jī)、大車電機(jī)和小車電機(jī)連接，其輸出端與下位機(jī)單元的輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于所述下位機(jī)單元與工控機(jī)之間通過PROFIBUS-DP總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述變頻器單元與下位機(jī)之間通過PROFIBUS-DP總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于所述下位機(jī)單元是S7-300PLC可編程邏輯控制器；所述激光測距器與S7-300PLC可編程邏輯控制器的模擬量模塊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于所述工控機(jī)單元是工業(yè)控制計算機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)，其特征在于所述激光測距器采集的是4-20mA模擬信號，信號直接輸入下位機(jī)單元的PLC可編程邏輯控制器的模擬量模塊；所述條碼定位儀采集的是數(shù)字量信號。
8.一種基于激光測距與條碼定位技術(shù)的橋式起重機(jī)定位系統(tǒng)的工作方法，其特征在于它包括以下步驟: ①大車變頻器帶動電機(jī)驅(qū)動大車橫向行走，即X方向運(yùn)動，小車變頻器帶動電機(jī)驅(qū)動小車縱向行走，即Y方向運(yùn)動；大車變頻器和小車變頻器通過PROFIBUS-DP總線與下位機(jī)通訊； ②激光測距器安裝在橋式起重機(jī)小車行走機(jī)構(gòu)上，采集橋式起重機(jī)縱向運(yùn)動位置信號及速度信號，將位置信號記作Y軸信號，并將位置及速度信號發(fā)送給下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC ； ③絕對值編碼器安裝在橋式起重機(jī)的吊鉤上，采集吊鉤的高度及速度信號，將高度信號記作Z軸信號，并通過PROFIBUS-DP總線傳輸將高度及速度信號發(fā)送給下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC ； ④條碼定位儀安裝在橋式起重機(jī)大車行走機(jī)構(gòu)上，測量橋式起重機(jī)橫向運(yùn)動的位置及速度信號，將橫向位置信號記作X軸信號，并通過總線傳輸將橫向位置及速度信號發(fā)送給下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC ； ⑤下位機(jī)單元，即可編程控制器PLC，將接收到的關(guān)于起重機(jī)運(yùn)動的X軸、Y軸、Z軸信號以及橋式起重機(jī)的大車、小車、吊鉤運(yùn)動的速度信號通過總線轉(zhuǎn)換卡，將信號轉(zhuǎn)換成工控機(jī)單元可以接收的信號； ⑥所述工控機(jī)單元，即工業(yè)控制計算機(jī)，將橋式起重機(jī)的大車、小車及吊鉤的位置及速度實時信息，進(jìn)行處理、判斷并進(jìn)行最優(yōu)化計算，將計算結(jié)果通過給出指令的方式控制下位機(jī)，下位機(jī)控制各個變頻器的輸出從而達(dá)到控制各個電機(jī)按照規(guī)定好的速度和啟停曲線自動運(yùn)行，并將大車、小車和吊鉤位置、速度信息通過人機(jī)界面單元進(jìn)行顯示；進(jìn)而實現(xiàn)橋式起重機(jī)自動運(yùn)行。
【文檔編號】B66C13/22GK104129715SQ201410344531
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】冷建偉, 倪建云, 徐曉寧 申請人:天津理工大學(xué)