基于BPS的集裝箱起重機(jī)自動(dòng)定位控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著全球化物流的迅猛發(fā)展，特別是我國(guó)集裝箱運(yùn)輸吞吐量的高速持續(xù)增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的人工操作集裝箱裝卸模式越來越難以滿足物流運(yùn)輸自動(dòng)化的發(fā)展需要。針對(duì)集裝箱起重機(jī)裝卸過程中，需人工操作起重機(jī)使集裝箱吊具到達(dá)目標(biāo)集裝箱正上方這一最費(fèi)時(shí)最耗力的難題。集裝箱起重機(jī)自動(dòng)定位控制系統(tǒng)采用BPS（條碼定位系統(tǒng)），用條碼定位來代替人工肉眼定位，使這一過程完全自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了集裝箱起重機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)定位，大大提高了集裝箱裝卸效率。
　　以集裝箱起重機(jī)自動(dòng)定位控

2、制系統(tǒng)為開發(fā)目標(biāo)，首先分析了系統(tǒng)的功能需求，搭建了系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。然后依據(jù)位移條碼編碼理論，解析了定位條碼的設(shè)計(jì)制作步驟，完成了條碼定位系統(tǒng)在集裝箱仿真平臺(tái)上的安裝。最后應(yīng)用軟件Unity Pro XL編寫集裝箱起重機(jī)PLC控制程序。具體研究工作內(nèi)容如下:
　　l、對(duì)不同類型的條碼，即一維條碼和二維條碼，分別分析其結(jié)構(gòu)組成、功能特點(diǎn)，并歸納了兩者之間的區(qū)別。結(jié)合集裝箱起重機(jī)大車、小車運(yùn)行定位的特點(diǎn)，選擇一維

3、條碼作為定位條碼表現(xiàn)形式，并確定激光式掃描設(shè)備作為定位條碼識(shí)讀設(shè)備。
　　2、依據(jù)集裝箱起重機(jī)自動(dòng)定位控制系統(tǒng)的工作流程，解析集裝箱起重機(jī)自動(dòng)定位控制系統(tǒng)的功能需求，并將系統(tǒng)劃分為:條碼定位系統(tǒng)、起重機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)和人機(jī)交互操作與實(shí)時(shí)監(jiān)控界面三部分，明確了各部分所實(shí)現(xiàn)功能。最后在上述基礎(chǔ)上構(gòu)建系統(tǒng)總體邏輯結(jié)構(gòu)。
　　3、為降低系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，也為減少系統(tǒng)開發(fā)成本，以1∶15的比例搭建了集裝箱起重機(jī)機(jī)械模型，作為自動(dòng)定位控制

4、系統(tǒng)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)硬件基礎(chǔ)。集裝箱起重機(jī)機(jī)械模型各機(jī)械和電氣部件能如真實(shí)起重機(jī)一樣正常運(yùn)行，并能夠按照集裝箱吊運(yùn)工作原理和流程吊裝模型集裝箱。
　　4、在條碼定位系統(tǒng)開發(fā)過程中，依據(jù)位移條碼編碼理論，對(duì)起重機(jī)大、小車位置信息進(jìn)行信源編碼和信道編碼。選定Code39碼作為定位系統(tǒng)條碼轉(zhuǎn)換碼制，對(duì)照Code39碼的字符編碼表，運(yùn)用軟件Visual Basic編程將表示起重機(jī)大、小車位置信息的數(shù)字編碼值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的Code39條形碼圖形

5、。
　　5、配置了以施耐德PLC為核心的集裝箱起重機(jī)自動(dòng)定位控制系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，并設(shè)計(jì)了包括安全限位和安全啟動(dòng)開關(guān)的起重機(jī)大車行走、小車行走和起升機(jī)構(gòu)的電機(jī)控制電路圖?；谄鹬貦C(jī)大、小車條碼定位系統(tǒng)的實(shí)時(shí)位置反饋定位，在Unity ProXL上用順序設(shè)計(jì)法，編寫PLC控制程序，并導(dǎo)入運(yùn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)集裝箱起重機(jī)的自動(dòng)控制。最后應(yīng)用WinCC軟件建立一套具有較強(qiáng)移植性的工控機(jī)控制系統(tǒng)界面，使集裝箱起重機(jī)自動(dòng)定位控制系統(tǒng)具有較好的人機(jī)交