基于PLC的天車(chē)無(wú)人化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研發(fā)及應(yīng)用

基于PLC的天車(chē)無(wú)人化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研發(fā)及應(yīng)用【摘要】介紹全國(guó)首家天車(chē)無(wú)人化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用。該系統(tǒng)結(jié)合傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)擬合曲線法研發(fā)了擺角控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了天車(chē)多模式控制、全自動(dòng)運(yùn)行、設(shè)備全天候監(jiān)視和鋼卷跟蹤等功能。應(yīng)用表明，系統(tǒng)顯著提高了天車(chē)效率和平穩(wěn)度，降低了天車(chē)工勞動(dòng)強(qiáng)度和天車(chē)點(diǎn)檢難度，增加了天車(chē)可靠性。為庫(kù)房管理和物流工藝發(fā)展升級(jí)提供了堅(jiān)實(shí)的設(shè)備基礎(chǔ)?！娟P(guān)鍵詞】天車(chē)控制天車(chē)無(wú)人化PLC擺角控制全天候監(jiān)視1引言目前，國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)天車(chē)控制模式中，均采用純電氣控制。在很大程度上限制了天車(chē)控制水平進(jìn)步、庫(kù)房管理和物流工藝的發(fā)展和升級(jí)。傳統(tǒng)天車(chē)，操作工長(zhǎng)期暴露在危險(xiǎn)環(huán)境下從事高強(qiáng)度重復(fù)性勞動(dòng)；天車(chē)?yán)眯实?，?dòng)作平穩(wěn)程度不高；天車(chē)屬于高空作業(yè)，設(shè)備不易點(diǎn)檢，故障不易發(fā)現(xiàn)[1]。唐鋼于2014年著手自主研發(fā)并最終在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用天車(chē)無(wú)人化控制系統(tǒng)很好的解決了這些問(wèn)題。2設(shè)計(jì)方案以實(shí)現(xiàn)天車(chē)全自動(dòng)和天車(chē)設(shè)備全天候監(jiān)控為目的，綜合無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、PLC控制技術(shù)和HMI技術(shù)，設(shè)計(jì)天車(chē)無(wú)人化控制系統(tǒng)。一套可靠的PLC系統(tǒng)，需要具備多種環(huán)境下的處置能力，據(jù)此采用手動(dòng)模式、自動(dòng)模式、遙控模式、維護(hù)模式四結(jié)合的原則，實(shí)現(xiàn)天車(chē)控制方式多樣化。基于面向?qū)ο笤瓌t，將系統(tǒng)劃分為命令層、基礎(chǔ)層、執(zhí)行層，如圖1所示，依托現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和無(wú)線通訊技術(shù)串接PLC控制系統(tǒng)、傳感器、傳動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)控制精準(zhǔn)化。明確控制對(duì)象，劃分控制功能，分別為大車(chē)控制、小車(chē)控制、主鉤升降控制、主鉤旋轉(zhuǎn)控制、天車(chē)擺角控制、天車(chē)防撞控制、夾鉗控制、鋼卷跟蹤、事件中斷及手動(dòng)干預(yù)的處理、參數(shù)設(shè)定、故障報(bào)警、人機(jī)接口等功能。作為智能化庫(kù)房的設(shè)備控制部分，建立完善的通訊結(jié)構(gòu)，保障系統(tǒng)與WMS進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊，接收WMS下發(fā)工單，反饋天車(chē)和鋼卷信息，生成信息數(shù)據(jù)流，為生產(chǎn)物流提供數(shù)據(jù)支撐。圖1控制系統(tǒng)層次劃分及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3硬件結(jié)構(gòu)采用西門(mén)子S7-300PLC及ET200遠(yuǎn)程站做為控制架構(gòu)，組成命令層，結(jié)合傳感器狀態(tài)，經(jīng)由連鎖和邏輯判斷對(duì)執(zhí)行層下達(dá)具體動(dòng)作命令；執(zhí)行層包括ABB變頻器及其控制的電機(jī)等傳動(dòng)裝置，通過(guò)Profibus工業(yè)總線接收命令層指令進(jìn)行電機(jī)等設(shè)備的動(dòng)作；基礎(chǔ)層由各種傳感器組成，對(duì)天車(chē)實(shí)際動(dòng)作和當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并反饋到命令層PLC中，作為PLCNonlinearCraneDynamics[J].JournalofVibrationandControl，2010，16（4）：477-501.作者簡(jiǎn)介：李志亮（1982―），男，河北唐