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智能装卸机械的电气控制系统的制作方法

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1.本实用新型涉及电气控制技术领域,特别涉及一种智能装卸机械的电气控制系统。


背景技术:

2.目前我国冷链物流站台装卸的智能化程度不高,国内研制生产相关智能作业机械的企业相对较少,未来随着冷链物流站台作业自动化程度的提高,相应智能装卸机械的需求也将逐渐扩大,智能装卸机械作为辅助或替代人力作业的设备除了具备符合作业要求的机械结构外,电气控制系统犹如其大脑及神经,控制所有执行机构的动作及逻辑。


技术实现要素:

3.本实用新型提供了一种智能装卸机械的电气控制系统,其目的是为了解决传统的装卸机械的智能化程度不高的问题。
4.为了达到上述目的,本实用新型的实施例提供了一种智能装卸机械的电气控制系统,包括:
5.plc主控制器,所述plc主控制器的第一端与遥控装置车载端收发器的第一端电连接,所述plc主控制器的第二端与所述遥控装置车载端收发器的第二端电连接,所述遥控装置车载端收发器的第三端与遥控装置电连接,所述plc主控制器的第三端与传感监测系统电连接;
6.链条移栽机构控制模块,所述链条移栽机构控制模块的第一端与所述plc主控制器的第四端电连接,所述链条移栽机构控制模块的第二端与所述plc主控制器的第五端电连接;
7.机臂控制模块,所述机臂控制模块的第一端与所述链条移栽机构控制模块的第一端电连接,所述机臂控制模块的第二端与所述链条移栽机构控制模块的第二端电连接;
8.作业平台角度控制模块,所述作业平台角度控制模块的第一端与所述机臂控制模块的第一端电连接,所述作业平台角度控制模块的第二端与所述机臂控制模块的第二端电连接;
9.皮带输送控制模块,所述皮带输送控制模块的第一端与所述作业平台角度控制模块的第一端电连接,所述皮带输送控制模块的第二端与所述作业平台角度控制模块的第二端电连接;
10.真空吸具升降控制模块,所述真空吸具升降控制模块的第一端与所述plc主控制器的第六端电连接,所述真空吸具升降控制模块的第二端与所述plc主控制器的第七端电连接;
11.真空吸具伸缩控制模块,所述真空吸具伸缩控制模块的第一端与所述真空吸具升降控制模块的第一端电连接,所述真空吸具伸缩控制模块的第二端与所述真空吸具升降控制模块的第二端电连接;
12.对中装置控制模块,所述对中装置控制模块的第一端与所述真空吸具升降控制模块的第一端电连接,所述对中装置控制模块的第二端与所述真空吸具升降控制模块的第二端电连接;
13.驱动控制模块,所述驱动控制模块的第一端与所述plc主控制器的第八端电连接,所述驱动控制模块的第二端与所述plc主控制器的第九端电连接;
14.辊筒输送控制模块,所述辊筒输送控制模块的第一端与所述plc主控制器的第十端电连接;
15.照明和视频监测模块,所述照明和视频监测模块的第一端与所述辊筒输送控制模块的第二端电连接,所述照明和视频监测模块的第二端与所述照明和视频监测模块的第一端电连接;
16.380v三相交流电源,所述380v三相交流电源分别与所述链条移栽机构控制模块、所述机臂控制模块、所述作业平台角度控制模块、所述皮带输送控制模块、所述真空吸具升降控制模块、所述真空吸具伸缩控制模块和所述对中装置控制模块的第三端电连接;
17.24v直流电源,所述24v直流电源分别与所述驱动控制模块的第三端和所述辊筒输送控制模块的第二端电连接。
18.其中,所述链条移栽机构控制模块、所述机臂控制模块和所述作业平台角度控制模块均包括:
19.第一交流三相伺服驱动器,所述第一交流三相伺服驱动器设置有多个,每个第一交流三相伺服驱动器的第一端与所述plc主控制器的第四端电连接,每个第一交流三相伺服驱动器的第二端与所述plc主控制器的第五端电连接;每个第一交流三相伺服驱动器的第三端与所述380v三相交流电源电连接;
20.第一伺服电机,所述第一伺服电机设置有多个,每个所述第一伺服电机与对应的所述第一交流三相伺服驱动器的第四端电连接。
21.其中,所述皮带输送控制模块包括:
22.第二交流三相伺服驱动器,所述第二交流三相伺服驱动器的第一端与所述plc主控制器的第四端电连接,所述第二交流三相伺服驱动器的第二端与所述plc主控制器的第五端电连接,所述第二交流三相伺服驱动器的第三端与所述380v三相交流电源电连接;
23.第二伺服电机,所述第二伺服电机与所述第二交流三相伺服驱动器的第四端电连接。
24.其中,所述真空吸具升降控制模块包括:
25.第三交流三相伺服驱动器,所述第三交流三相伺服驱动器设置有多个,每个所述第三交流三相伺服驱动器的第一端与所述plc主控制器的第六端电连接,每个所述第三交流三相伺服驱动器的第二端与所述plc主控制器的第七端电连接,每个所述第三交流三相伺服驱动器的第三端与所述380v三相交流电源电连接;
26.第三伺服电机,所述第三伺服电机设置有多个,每个所述第三伺服电机与对应的所述第三交流三相伺服驱动器的第四端电连接。
27.其中,所述真空吸具伸缩控制模块和所述对中装置控制模块均包括:
28.第四交流三相伺服驱动器,所述第四交流三相伺服驱动器设置有多个,每个所述第四交流三相伺服驱动器的第一端与所述plc主控制器的第六端电连接,每个所述第四交
流三相伺服驱动器的第二端与所述plc主控制器的第七端电连接,每个所述第四交流三相伺服驱动器的第三端与所述380v三相交流电源电连接;
29.第四伺服电机,所述第四伺服电机设置有多个,每个所述第四伺服电机与对应的所述第四交流三相伺服驱动器的第四端电连接。
30.其中,所述驱动控制模块包括:
31.直流驱动器,所述直流驱动器设置有多个,每个所述直流驱动器的第一端与所述plc主控制器的第八端电连接,每个所述直流驱动器的第二端与所述plc主控制器的第九端电连接,每个所述直流驱动器的第三端与所述24v直流电源电连接;
32.三相交流异步电机,所述三相交流异步电机设置有多个,每个所述三相交流异步电机与对应的所述直流驱动器的第四端电连接。
33.其中,所述辊筒输送控制模块包括:
34.驱动卡,所述驱动卡设置有多个,每个所述驱动卡的第一端与所述plc主控制器的第十端电连接,每个所述驱动卡的第二端与所述24v直流电源电连接;
35.直流电动辊筒,所述直流电动辊筒设置有多个,每个所述直流电动辊筒与对应的所述驱动卡的第三端电连接。
36.其中,所述照明和视频监测模块包括:
37.照明单元,所述照明单元与所述24v直流电源电连接;
38.监控主机,所述监控主机的第一端与所述照明单元电连接;
39.摄像头,所述摄像头的第一端与所述监控主机的第二端电连接;
40.显示屏,所述显示屏与所述摄像头的第二端电连接。
41.本实用新型的上述方案有如下的有益效果:
42.本实用新型的上述实施例所述的智能装卸机械的电气控制系统,采用模块化设计,通过plc主控制器和各模块的伺服驱动器相结合,实现对执行机构电机的动作控制,使装卸机械能高效智能地实现整套装货及卸货过程中的复杂动作,给装卸机器赋予动力及智能化,控制集成度高,控制功能模块化。
附图说明
43.图1是本实用新型的结构示意图;
44.图2是本实用新型的具体结构示意图。
45.【附图标记说明】
46.1-plc主控制器;2-链条移栽机构控制模块;3-机臂控制模块;4-作业平台角度控制模块;5-皮带输送控制模块;6-真空吸具升降控制模块;7-真空吸具伸缩控制模块;8-对中装置控制模块;9-驱动控制模块;10-辊筒输送控制模块;11-照明和视频监测模块;12-380v三相交流电源;13-24v直流电源;14-第一交流三相伺服驱动器;15-第一伺服电机;16-第二交流三相伺服驱动器;17-第二伺服电机;18-第三交流三相伺服驱动器;19-第三伺服电机;20-第四交流三相伺服驱动器;21-第四伺服电机;22-直流驱动器;23-三相交流异步电机;24-驱动卡;25-直流电动辊筒;26-照明单元;27-监控主机;28-摄像头;29-显示屏;30-遥控装置车载端收发器;31-遥控装置;32-传感监测系统。
具体实施方式
47.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
48.本实用新型针对现有的装卸机械的智能化程度不高的问题,提供了一种智能装卸机械的电气控制系统。
49.如图1至图2所示,本实用新型的实施例提供了一种智能装卸机械的电气控制系统,包括:plc主控制器1,所述plc主控制器1的第一端与遥控装置车载端收发器30的第一端电连接,所述plc主控制器1的第二端与所述遥控装置车载端收发器30的第二端电连接,所述遥控装置车载端收发器30的第三端与遥控装置31电连接,所述plc主控制器1的第三端与传感监测系统32电连接;链条移栽机构控制模块2,所述链条移栽机构控制模块2的第一端与所述plc主控制器1的第四端电连接,所述链条移栽机构控制模块2的第二端与所述plc主控制器1的第五端电连接;机臂控制模块3,所述机臂控制模块3的第一端与所述链条移栽机构控制模块2的第一端电连接,所述机臂控制模块3的第二端与所述链条移栽机构控制模块2的第二端电连接;作业平台角度控制模块4,所述作业平台角度控制模块4的第一端与所述机臂控制模块3的第一端电连接,所述作业平台角度控制模块4的第二端与所述机臂控制模块3的第二端电连接;皮带输送控制模块5,所述皮带输送控制模块5的第一端与所述作业平台角度控制模块4的第一端电连接,所述皮带输送控制模块5的第二端与所述作业平台角度控制模块4的第二端电连接;真空吸具升降控制模块6,所述真空吸具升降控制模块6的第一端与所述plc主控制器1的第六端电连接,所述真空吸具升降控制模块6的第二端与所述plc主控制器1的第七端电连接;真空吸具伸缩控制模块7,所述真空吸具伸缩控制模块7的第一端与所述真空吸具升降控制模块6的第一端电连接,所述真空吸具伸缩控制模块7的第二端与所述真空吸具升降控制模块6的第二端电连接;对中装置控制模块8,所述对中装置控制模块8的第一端与所述真空吸具升降控制模块6的第一端电连接,所述对中装置控制模块8的第二端与所述真空吸具升降控制模块6的第二端电连接;驱动控制模块9,所述驱动控制模块9的第一端与所述plc主控制器1的第八端电连接,所述驱动控制模块9的第二端与所述plc主控制器1的第九端电连接;辊筒输送控制模块10,所述辊筒输送控制模块10的第一端与所述plc主控制器1的第十端电连接;照明和视频监测模块11,所述照明和视频监测模块11的第一端与所述辊筒输送控制模块10的第二端电连接,所述照明和视频监测模块11的第二端与所述照明和视频监测模块11的第一端电连接;380v三相交流电源12,所述380v三相交流电源12分别与所述链条移栽机构控制模块2、所述机臂控制模块3、所述作业平台角度控制模块4、所述皮带输送控制模块5、所述真空吸具升降控制模块6、所述真空吸具伸缩控制模块7和所述对中装置控制模块8的第三端电连接;24v直流电源13,所述24v直流电源13分别与所述驱动控制模块9的第三端和所述辊筒输送控制模块10的第二端电连接。
50.本实用新型的上述实施例所述的智能装卸机械的电气控制系统,所述遥控装置车载端收发器30的第一端与所述plc主控制器1的can4h接口电连接,所述遥控装置车载端收发器30的第二端与所述plc主控制器1的can4l接口电连接,所述述遥控装置车载端收发器30用于所述遥控装置31与所述智能装卸机械的电气控制系统之间的通讯;所述传感监测系统32包括多个测距传感器和多个感应开关,所述智能装卸机械的电气控制系统采用的电源为所述380v三相交流电源12和所述24v直流电源13,其中,所述380v三相交流电由市电直接
供给,连接到各模块中的交流三相伺服驱动器提供驱动电源;所述24v直流电源13由200ah的可充电锂电池供给,所述遥控装置车载端收发器的第三端与遥控装置无线连接。
51.其中,所述链条移栽机构控制模块2、所述机臂控制模块3和所述作业平台角度控制模块4均包括:第一交流三相伺服驱动器14,所述第一交流三相伺服驱动器14设置有多个,每个第一交流三相伺服驱动器14的第一端与所述plc主控制器1的第四端电连接,每个第一交流三相伺服驱动器14的第二端与所述plc主控制器1的第五端电连接;每个第一交流三相伺服驱动器14的第三端与所述380v三相交流电源12电连接;第一伺服电机15,所述第一伺服电机15设置有多个,每个所述第一伺服电机15与对应的所述第一交流三相伺服驱动器14的第四端电连接。
52.本实用新型的上述实施例所述的智能装卸机械的电气控制系统,所述plc主控制器1与各控制模块间由can总线进行连接,所述plc主控制器1共4个can连接口,连接情况如下:所述链条移栽机构控制模块2中两个第一交流三相伺服驱动器14的第一端与所述plc主控制器1的can1h接口电连接,所述链条移栽机构控制模块2中两个第一交流三相伺服驱动器14的第二端与所述plc主控制器1的can1l接口电连接,分配节点号为1和2;所述机臂控制模块3中两个第一交流三相伺服驱动器14的第一端与所述plc主控制器1的can1h接口电连接,所述机臂控制模块3中两个第一交流三相伺服驱动器14的第二端与所述plc主控制器1的can1l接口电连接,分配节点号为3和4;所述作业平台角度控制模块4中两个第一交流三相伺服驱动器14的第一端与所述plc主控制器1的can1h接口电连接,所述作业平台角度控制模块4中两个第一交流三相伺服驱动器14的第二端与所述plc主控制器1的can1l接口电连接,分配节点号为5和6;所述机臂控制模块3与所述作业平台角度控制模块4分手动和自动两种工况:在手动工况下,所述机臂控制模块3与所述作业平台角度控制模块4的调整没有特定的位置要求,采用速度模式;在自动工况下,所述机臂控制模块3与所述作业平台角度控制模块4的调整有特定的位置要求,采用位置模式,所述链条移栽机构控制模块的控制采用位置模式,所述链条移栽机构控制模块2、所述机臂控制模块3和所述作业平台角度控制模块4均包括两个所述第一交流三相伺服驱动器14和两个所述第一伺服电机15。
53.其中,所述皮带输送控制模块5包括:第二交流三相伺服驱动器16,所述第二交流三相伺服驱动器16的第一端与所述plc主控制器1的第四端电连接,所述第二交流三相伺服驱动器16的第二端与所述plc主控制器1的第五端电连接,所述第二交流三相伺服驱动器16的第三端与所述380v三相交流电源12电连接;第二伺服电机17,所述第二伺服电机17与所述第二交流三相伺服驱动器16的第四端电连接。
54.本实用新型的上述实施例所述的智能装卸机械的电气控制系统,所述皮带输送控制模块5中的第二交流三相伺服驱动器16的第一端与所述plc主控制器1的can1h接口电连接,所述皮带输送控制模块5中的第二交流三相伺服驱动器16的第二端与所述plc主控制器1的can1l接口电连接,分配节点号为7;所述皮带输送控制模块5采用速度模式,速度模式下需要控制的变量有:加速度、减速度和速度,所述皮带输送控制模块5通过canopen协议通讯控制速度模式下的所有变量,所述皮带输送控制模块5包括一个所述第二交流三相伺服驱动器16和一个所述第二伺服电机17。
55.其中,所述真空吸具升降控制模块6包括:第三交流三相伺服驱动器18,所述第三交流三相伺服驱动器18设置有多个,每个所述第三交流三相伺服驱动器18的第一端与所述
plc主控制器1的第六端电连接,每个所述第三交流三相伺服驱动器18的第二端与所述plc主控制器1的第七端电连接,每个所述第三交流三相伺服驱动器18的第三端与所述380v三相交流电源12电连接;第三伺服电机19,所述第三伺服电机19设置有多个,每个所述第三伺服电机19与对应的所述第三交流三相伺服驱动器18的第四端电连接。
56.本实用新型的上述实施例所述的智能装卸机械的电气控制系统,所述真空吸具升降控制模块6中4个第三交流三相伺服驱动器18的第一端与所述plc主控制器1的can2h接口电连接,所述真空吸具升降控制模块6中4个第三交流三相伺服驱动器18的第二端与所述plc主控制器1的can2l接口电连接,分配节点号为1、2、3和4;所述真空吸具升降控制模块6包括四个所述第三交流三相伺服驱动器18和四个所述第三伺服电机19。
57.其中,所述真空吸具伸缩控制模块7和所述对中装置控制模块8均包括:第四交流三相伺服驱动器20,所述第四交流三相伺服驱动器20设置有多个,每个所述第四交流三相伺服驱动器20的第一端与所述plc主控制器1的第六端电连接,每个所述第四交流三相伺服驱动器20的第二端与所述plc主控制器1的第七端电连接,每个所述第四交流三相伺服驱动器20的第三端与所述380v三相交流电源12电连接;第四伺服电机21,所述第四伺服电机21设置有多个,每个所述第四伺服电机21与对应的所述第四交流三相伺服驱动器20的第四端电连接。
58.本实用新型的上述实施例所述的智能装卸机械的电气控制系统,所述真空吸具伸缩控制模块7中两个第三交流三相伺服驱动器18的第一端与所述plc主控制器1的can2h接口电连接,所述真空吸具伸缩控制模块7中两个第三交流三相伺服驱动器18的第二端与所述plc主控制器1的can2l接口电连接,分配节点号为5和6;所述对中装置控制模块8中两个第三交流三相伺服驱动器18的第一端与所述plc主控制器1的can2h接口电连接,所述对中装置控制模块8中两个第三交流三相伺服驱动器18的第二端与所述plc主控制器1的can2l接口电连接,分配节点号为7和8;所述真空吸具伸缩控制模块7和所述对中装置控制模块8均包括两个所述第四交流三相伺服驱动器20和两个所述第四伺服电机21。
59.本实用新型的上述实施例所述的智能装卸机械的电气控制系统,所述真空吸具伸缩控制模块7、所述真空吸具升降控制模块6和所述对中装置控制模块8均采用位置模式,位置模式下需要控制的变量有:加速度、减速度、速度和位置,通过canopen协议通讯控制位置模式下的所有变量。
60.其中,所述驱动控制模块9包括:直流驱动器22,所述直流驱动器22设置有多个,每个所述直流驱动器22的第一端与所述plc主控制器1的第八端电连接,每个所述直流驱动器22的第二端与所述plc主控制器1的第九端电连接,每个所述直流驱动器22的第三端与所述24v直流电源13电连接;三相交流异步电机23,所述三相交流异步电机23设置有多个,每个所述三相交流异步电机23与对应的所述直流驱动器22的第四端电连接。
61.本实用新型的上述实施例所述的智能装卸机械的电气控制系统,所述驱动控制模块9中4个直流驱动器22的第一端与所述plc主控制器1的can3h接口电连接,所述驱动控制模块9中4个直流驱动器22的第二端与所述plc主控制器1的can3l接口电连接,分配节点号为1、2、3和4;所述驱动控制模块9包括四个所述直流驱动器22和四个所述三相交流异步电机23。
62.其中,所述辊筒输送控制模块10包括:驱动卡24,所述驱动卡24设置有多个,每个
所述驱动卡24的第一端与所述plc主控制器1的第十端电连接,每个所述驱动卡24的第二端与所述24v直流电源13电连接;直流电动辊筒25,所述直流电动辊筒25设置有多个,每个所述直流电动辊筒25与对应的所述驱动卡24的第三端电连接。
63.本实用新型的上述实施例所述的智能装卸机械的电气控制系统,所述辊筒输送控制模块10均采用速度模式,速度模式下需要控制的变量有:加速度、减速度和速度,所述辊筒输送控制模块10通过所述驱动卡24设置固定加速度、减速度和速度,通过所述plc主控制器1输出数字量控制所述直流电动辊筒25的正反转。所述辊筒输送控制模块10包括九个所述驱动卡24和九个所述直流电动辊筒25。
64.其中,所述照明和视频监测模块11包括:照明单元26,所述照明单元26与所述24v直流电源13电连接;监控主机27,所述监控主机27的第一端与所述照明单元26电连接;摄像头28,所述摄像头28的第一端与所述监控主机27的第二端电连接;显示屏29,所述显示屏29与所述摄像头28的第二端电连接。
65.本实用新型的上述实施例所述的智能装卸机械的电气控制系统,所述显示屏与所述摄像头的第二端无线连接,所述监控主机27与所述显示屏29之间通过无线传输将所述摄像头28的画面数据传输至所述显示屏29。
66.本实用新型的上述实施例所述的智能装卸机械的电气控制系统,整个电气控制系统的结构搭建,采用以功能为区分的模块化设计,以单个所述plc主控制器1作为主控制器,多个控制模块的伺服驱动器作为从控制器的树状拓扑结构设计;各个控制模块的电机控制模式的应用选择设计,依据各个执行机构的运动及功能特性设计合适的电机控制模式,以及同一执行机构在不同工况下设计不同的电机控制模式;所述plc主控制器1与各个控制模块的伺服驱动器间的can通讯设计,包括can接口的分配设计及通讯对象节点的分配设计,通过plc主控制器和各模块的伺服驱动器相结合,实现对执行机构电机的动作控制,使装卸机械能高效智能地实现整套装货及卸货过程中的复杂动作,给装卸机器赋予动力及智能化,控制集成度高,控制功能模块化。
67.以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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