物理第6讲(10-25).pdf

2011 10 21 1 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 2 6 1 供电方式供电方式 三项五线制 三根火线 一根零线 一根地线 三项五线制 三根火线 一根零线 一根地线 三相四线制 三根火线 一根零线 利用导轨接地 三相四线制 三根火线 一根零线 利用导轨接地 三相三线制 三根火线 机内装变压器提供三相三线制 三根火线 机内装变压器提供220伏电压 伏电压 利用导轨接地 利用导轨接地 供电制式 供电制式 电缆供电 地面拖链 吊索拖线 适用于微 电缆供电 地面拖链 吊索拖线 适用于微 小型堆垛机 小型堆垛机 滑触线供电 中 大型堆垛机 滑触线供电 中 大型堆垛机 供电方式 供电方式 Automatic control system of the AS RS 2 6 2 控制模式控制模式 手动控制手动控制 半自动控制半自动控制 全自动控制全自动控制 按照控制的自动化程度分按照控制的自动化程度分 按照控制的布置形式按照控制的布置形式 集中控制集中控制 分层分布控制分层分布控制 基于现场总线的控制基于现场总线的控制 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 2011 10 21 2 1 集中控制系统 集中控制系统 成型于成型于20世纪世纪 70年代末 年代末 80年年 代初代初 适应比较小适应比较小 的系统 数据量的系统 数据量 少 功能简单 少 功能简单 易于实现实时控易于实现实时控 制制 一旦发生故障 一旦发生故障 将影响整个将影响整个系统系统 的的运行运行 因此对设因此对设 备备的的可靠性要求可靠性要求 高高 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 2 分 分层层分布控制系统分布控制系统 DCS 全部全部系统功能系统功能不不集中集中在在一一台或几台设备上台或几台设备上 因此因此 即使某台或某几台设备即使某台或某几台设备发生发生 故障 故障 对其他设备也不会产对其他设备也不会产生生影响或影响很影响或影响很小 小 而且而且控制方式控制方式也是也是分分层次层次的 系的 系 统统既可在高层次上运行既可在高层次上运行 也可在低次下运行也可在低次下运行 这种这种控制系统控制系统结构目前在国结构目前在国内内外使外使 用较用较多多 它它适用于大适用于大规规模控制的模控制的场合场合 操作站操作站 控制控制站站 现现 场场 仪仪 表表 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 2011 10 21 3 3 基基于现于现场总场总线控制系统线控制系统 FCS FCS是新是新一代一代 分布式控制分布式控制结构结构 它将它将DCS中的中的 操作站操作站一控制一控制站站 一现一现场仪表场仪表 三三 层结构层结构简化成简化成 工作站工作站一现一现场总场总 线线智智能能仪表仪表 二二 层结构层结构 降低了降低了 系统系统构构成成成成本本 提提高了高了系统系统可靠可靠 性性 并并实现实现了真了真 正正的的开放开放式式互连互连 系统系统结构结构 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 1 手手动控制动控制 直直接接在在堆垛机控制堆垛机控制柜柜的的输入键盘或输入键盘或触触摸屏上逐条输入作业指令摸屏上逐条输入作业指令 控制堆垛机控制堆垛机完完成成所需所需的的作业作业 主要主要用于用于设备调设备调试试的的场合场合 2 单机自动 单机自动 半半自动 控制自动 控制 将作业指令将作业指令写写入入PLC控制程控制程序序 按 按下运行开下运行开关后关后 堆垛机 堆垛机即即按按 照程照程序序指令指令自动自动执执行作业行作业 主要主要用于单用于单台台堆垛机的堆垛机的临临时时作业作业控制 控制 3 联联机自动 机自动 全全自动 控制自动 控制 中控中控计算计算机机通过通过数据数据总总线线与各与各台台堆垛机的控制器相堆垛机的控制器相连连 由由中控中控 计算计算机机向各向各控制器控制器下下达达作业指令作业指令 控制 控制各各堆垛机堆垛机完完成成作业作业任务任务 堆 堆 垛机垛机正正常常工作工作时的控制模式 时的控制模式 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 2011 10 21 4 3 拖动控制拖动控制 方方案案1 水平水平行行走采走采用用感感应式应式交流交流电动机 电动机 调调速采速采用变用变频频调调压 压 PWM 垂 垂 直直升升降降感感应式应式交流双速交流双速电动机 电动机 调调速采速采用变用变极极调调压压 货叉伸缩采 货叉伸缩采用用感感应式应式交交 流流单单速速电动机电动机无无调调速速 或或感感应式应式交流双速交流双速电动机变电动机变极极调调速 升速 升降降与货叉与货叉电机电机 正正反转采反转采用接触变相器 用接触变相器 A B C AC380V AC380V A B C PWM C3 D3 D2 D1 C7 C5C2 C6 C4C1 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 方方案案2 水平水平行行走走 垂垂直直升升降降 货叉伸缩货叉伸缩电机电机均采均采用用感感应应 式式交流交流电动机 电动机 调调速及速及正正反转反转控制控制均采均采用变用变频频调调压 压 PWM PWM PWM D2 D1 D3 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 2011 10 21 5 实实验室验室小型堆垛机的控制系统小型堆垛机的控制系统 CH CIRCUIT DIAGRAM 02 02 1 F E D C B A F E D C B A SIEM 0 75KW 制动禁止 正转 反转 停 快停 低速 高速 输出24V 输出24V 高速 低速 停 快停 反转 正转 制动禁止 SIEM 1 5KW 123455432112 PS307 开关电源 QF0 QF2QF1QF3 KM1KM2KM3KM2KM4 M1M2M3 11 12 13 111112 113 121 122 123 131132 133 143142141 211212 213N5 311 151 152 153 N1 223 222 221 232 233 行走电机出叉电机提升电机行走刹车出叉刹车提升刹车 0 24 KM1KM2KM3KM4 KA1KA2KA3KA4 KM2KM3 RJ RJ 144 145 146 312 313 316 314317318 1N5 红外通讯激光测距 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 PS307 5A CPU313 DI 16X24VCP342 5 L M N L1 M LL M 1L 3M 2M 3L 1M 2L M L 红外 通讯 激光 测距 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 2011 10 21 6 4 堆垛机的自动堆垛机的自动认址认址方式方式 自动认址 停位控制 堆 垛 机 自 动 寻 址 数字式 非数字式 相对数字认址 绝对数字认址 光电开关 磁电式接近开关 机械行程开关 在地址编码上附加停位码 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 数字认址装置数字认址装置 认址片认址片 认址认址器器 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 2011 10 21 7 相对数字认址相对数字认址 沿巷道沿巷道L方方向每列安向每列安装一装一个个 认址片认址片 一 一般般装装在在巷道巷道内 内 沿巷道沿巷道高高度方度方向每向每层层安安装一装一个个 认址片认址片 一 一般般装装在在堆垛机堆垛机上上 堆垛机堆垛机水平水平行行进进时 时 每经过每经过 1列货位列货位 列列数数传感传感器器读取读取一一次次 认址片认址片 计计1个个数数 载货 载货台台升升降降 时 时 每经过每经过1层层货位货位 层层数数传感传感 器器读取读取一一次次认址片认址片 计计1个个数数 累计计累计计数数达到达到需要需要的的列列数数和和层层 数 堆垛机数 堆垛机即即到达到达目目的地的地址址 停止停止运行运行 同样同样的功能的功能也可也可用用编码编码器器 来来实现 实现 计计数数法法 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 绝对数字认址绝对数字认址 采采用用带有带有二二进进制制 编码编码的的认址片认址片 直直接接 标出标出层层数 数 列列数 堆数 堆 垛机垛机运行运行时时就就用一用一组组 光光电电传感传感器 器 对对认址认址 片进片进行行读读数 数 检测检测所所 在在的实的实际际地地址址 然后然后 送人送人地地址址运运算算程程序与序与 目目的地的地址址比较 比较 同样同样的功能的功能元件元件 还有还有条条码带码带 数模数模读取法读取法 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 2011 10 21 8 绝对数字认址绝对数字认址 利用利用激光测距激光测距仪仪实实 时时检测检测堆垛机堆垛机距坐标原距坐标原 点点的的距距离离 与与目目的地的地址址 距距离离比较 比较 确定确定是是否否运运 行行到位到位 多多用于现代大型自用于现代大型自 动动立库立库 精精度度可可达达毫米毫米 级级 测距测距范围从范围从30cm 到到300m 激光测距法激光测距法 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 非数字式认址系统非数字式认址系统 这种这种认址认址系统系统只只检测检测是是否已否已到到预定预定的的目目的地的地址址 而不而不检测检测实实际际 己己到到了了什么什么地地址址或或离离目目的地的地址还有址还有多多远远 采采用用这种这种系统时 系统时 在在每每个个 货货格格前前装一装一个个发发号号元件元件 例如例如电电子子线线圈圈 而在而在堆垛机堆垛机上上安安装装有有相应相应 的的检测元件检测元件 如干簧管如干簧管 当当堆垛机堆垛机来到来到目目的地的地址址前前时 时 磁磁场使场使堆垛堆垛 机机上上的的检测元件检测元件动动作作 堆垛机 堆垛机即即能能确确认认己己到到了目了目的地的地址址 这种这种认址认址 系统系统由由于于需要需要大量的发大量的发号号元件元件 又又由由于于难难于发于发出出提提前前减减速速的的信号信号 所所以以使使用较少 用较少 但但这种这种系统系统可靠性高可靠性高 较少发生 较少发生认址认址错误错误 特别特别适适 用于地用于地址址数数不多不多的的场合场合 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 2011 10 21 9 停位精度的控制停位精度的控制 1 al a 要求停止位置 实际停止位置 物品 检测元件 位位置置检测检测 停位停位控制控制 调调速速电机分电机分段减段减速速 刹车刹车装置装置 设设检测检测物品长物品长度度为为l 停位停位精精 度度为为双向双向等值等值的的 a 接 接近近开开 关关之间之间的的安安装装距距离离应应满足满足关关 系 系 l l 2a 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 目前工目前工程程上上常常用的用的组组合合认址认址方式 方式 水平水平行行走认址走认址 激光测距激光测距 旋旋转编码转编码器器校核校核 垂垂直直升升降降认址认址 认址片认址片 旋旋转编码转编码器器校核校核 条条码带码带 旋旋转编码转编码器器校核校核 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 各各种种认址认址方方法法的适用的适用范围范围 V 100m min 认址片认址片 V 100 120m min 认址片认址片 编码编码器器 V 120 140m min 激光激光 V 160m min 条条码带码带 灰尘灰尘小 小 码码轨 轨 灰尘灰尘大 大 2011 10 21 10 5 堆垛机的堆垛机的安安全全保护保护装置装置 过载过载保护保护装置装置 防防止止因因货货物超物超载载或或机机构运行构运行中中受受到到非非正正常常阻力阻力而而引起引起机机构构损损 坏坏和和电机电机烧坏烧坏 有有机机械械方式 方式 限力矩限力矩联联轴轴器 器 和和电电子子方式 方式 过流过流保护保护器 器 断绳保护断绳保护装置装置 防防止止因因起重钢丝绳起重钢丝绳或或链链条条断裂断裂使使得得货货物物和载货和载货台台跌落跌落 终端限终端限位位装置装置 防防止水平止水平行行走走或或升升降降时时超超过极过极限限位位置置引起事引起事故 一故 一般般用用光光电电 开开关和关和机机械械式式行行程程开开关关实现实现强强制制减减速和速和强强制制停停车车档档位位 并设并设置机置机械阻械阻挡挡器 器 超超速速保护保护装置装置 当当检测到检测到电机电机运运转速转速度度超超过过额额定定速速度度15 时 时 强强制制停停车车 避避 免免发生发生事事故 故 此此项项保护保护装置装置对对于于高高速速堆垛机堆垛机是是必必不可不可少的 少的 货货物物尺寸尺寸检测检测装置装置 防防止止运行运行中中与货与货架碰撞架碰撞 发生 发生事事故 故 由光由光电电开开关组关组成 成 货位货位探探测测装置装置 存存货货时时要要探探测货位测货位是是否否空空置 置 取货取货时时要要探探测货测货物物是是否否取到取到 常常规规电电气气保护保护 包括包括 断断电电保护保护 缺缺相相保护保护 过流过过流过压压保护保护 漏漏电电保护保护 电 电 机机正正 反转反转连连锁锁保护保护 货叉货叉电机电机与与行行走升走升降降电机电机锁锁止止保护保护 2 6 AS RS的自动控制系统的自动控制系统 6 新新技术技术的应用的应用 u高高速速堆垛机堆垛机技术技术 水平水平方方向向最最大大可可达达400米米 分分钟钟 垂垂直直速速度度达达 100米米 分分钟钟 u高高精精度度定定位位技术技术 采采用用旋旋转码转码器器加加激光激光定定位位 使使停位停位精精度度从从土土10 毫米毫米 提 提高高到到土土3毫米毫米 u变变频频调调速速技术技术的的改改进进 采采用内置用内置嵌嵌人人式式计算计算机机矢矢量变量变频频调调速速技术技术 从从而而获获得得