Czujniki ultradźwiękowe w całkowicie zautomatyzowanych zastosowaniach AGV w terminalach
Tło projektu
Port Shandong Qingdao, jeden z wiodących na świecie w pełni zautomatyzowanych terminali, może pochwalić się najwyższą przepustowością ładunków. Dzięki integracji zaawansowanej technologii automatyzacji port osiągnął wysoką wydajność operacji bez ręcznej interwencji na miejscu. Tradycyjne operacje portowe wymagały co najmniej trzech operatorów do obsługi suwnic pomostowych i AGV. Jednak automatyzacja zmniejszyła zapotrzebowanie na siłę roboczą na miejscu o 80%, jednocześnie zwiększając wydajność ekonomiczną o 30%.
W tym zautomatyzowanym terminalu kontenerowym czujniki ultradźwiękowe są wykorzystywane do zapewnienia precyzyjnego pozycjonowania między AGV a kontenerami. Zapobiega to potencjalnym zagrożeniom spowodowanym przez nieprawidłowe ustawienie kontenerów lub przypadkowe upadki podczas transportu.
Środowisko operacyjne AGV
1️⃣ Strefy operacyjne:
Pojazdy AGV realizują zadania transportu poziomego pomiędzy nabrzeżem a placem składowym, operując w strefach takich jak:
◾Strefa transportu poziomego: Przeładunek kontenerów z suwnic nabrzeżowych na place składowe.
◾Strefa wymiany lądowej: interfejsy z ciężarówkami umożliwiające załadunek i rozładunek kontenerów.
2️⃣ Charakterystyka operacyjna:
◾Wysoka precyzja: pojazdy AGV podążają zdefiniowanymi ścieżkami i zadaniami zgodnie z wymaganiami centrum sterowania, co zapewnia precyzyjną nawigację i dokowanie.
◾Komunikacja w czasie rzeczywistym: ciągła wymiana danych z centrum sterowania zapewnia efektywną realizację zadań.
◾Trudne procesy robocze: Proces obsługi kontenerów obejmuje podnoszenie, przesuwanie, ładowanie i obracanie, co wymaga bardzo dokładnych systemów monitorowania.
Architektura systemu
Czujniki ultradźwiękowe są podłączone do systemu sterowania AGV za pomocą kabli danych w celu przesyłania danych pomiarowych w czasie rzeczywistym. System sterowania przetwarza dane czujników w celu obliczenia względnej pozycji między AGV a kontenerem, dostosowując trajektorię AGV w celu zapewnienia dokładnego dokowania i transportu.
Zasada działania
1️⃣ Emisja i odbiór sygnału:
Gdy AGV zbliża się do kontenera, czujniki ultradźwiękowe emitują sygnały ultradźwiękowe. Sygnały te są odbijane z powrotem po uderzeniu w kontener i odbierane przez czujniki.
2️⃣ Obliczanie odległości:
Mierząc czas obiegu sygnałów ultradźwiękowych, system oblicza odległość między AGV a kontenerem. Wykorzystując dane ze wszystkich czterech czujników, system sterowania określa dokładną pozycję AGV w celu dokładnego wyrównania kontenera.
3️⃣ Dynamiczna regulacja:
System sterowania, bazując na pomiarach w czasie rzeczywistym, dynamicznie dostosowuje trajektorię pojazdu AGV, aby zapewnić prawidłowe dokowanie i płynną obsługę kontenerów.
Monitorowanie w czasie rzeczywistym i alarmy
1️⃣ Funkcjonalność monitorowania:
System umożliwia monitorowanie w czasie rzeczywistym względnego położenia AGV i kontenera, wyświetlając dane wyjściowe czujników i dane pomiarowe na interfejsie.
2️⃣ Mechanizm alarmowy:
Jeśli AGV zboczy z wyznaczonej pozycji lub wykryje nieprawidłowe ustawienie pojemnika, system uruchamia alarm, informując operatorów o konieczności podjęcia działań naprawczych i uniknięcia zagrożenia bezpieczeństwa.
Główne funkcje czujników ultradźwiękowych
Każdy AGV jest wyposażony w cztery czujniki ultradźwiękowe, zainstalowane w narożnikach pojazdu i wyrównane z czterema narożnymi odlewami kontenera. Ich główne funkcje obejmują:
1️⃣ Wykrywanie położenia kontenera:
Ciągle wykrywa, czy kontener jest prawidłowo umieszczony na AGV. Jeśli zostanie wykryte nieprawidłowe ustawienie, system wysyła alert do układu sterowania, aby zapobiec potencjalnym zagrożeniom, takim jak przewrócenie lub upadek podczas transportu.
2️⃣ Wysoka niezawodność:
Zaprojektowane tak, aby wytrzymać trudne warunki portowe, w tym wysoką wilgotność, wibracje i kurz, co gwarantuje długoterminową, stabilną pracę.
3️⃣ Skuteczna komunikacja:
Zintegrowany z systemem sterowania AGV poprzez interfejsy Ethernet, umożliwiający transmisję danych w czasie rzeczywistym i zwiększający ogólną wydajność systemu.
Zalety systemu
1️⃣ Zwiększone bezpieczeństwo:
Czujniki ultradźwiękowe monitorują ustawienie pojemników w czasie rzeczywistym, zapobiegając wypadkom spowodowanym przez źle ustawione lub upuszczone pojemniki.
1️⃣ Poprawa efektywności operacyjnej:
Zapewnia precyzyjne dokowanie, skracając czas potrzebny na dostosowanie rozmieszczenia kontenerów i zwiększając wydajność terminala.
1️⃣ Niższe koszty pracy:
Automatyzacja znacząco zmniejsza zapotrzebowanie na siłę roboczą na miejscu, oferując opłacalny i wydajny model operacyjny.
Polecane czujniki ultradźwiękowe
Cechy czujników ultradźwiękowych:
Czujniki ultradźwiękowe są znane ze swojej wysokiej niezawodności i wyjątkowej wszechstronności, są w stanie poradzić sobie ze złożonymi zadaniami detekcyjnymi, takimi jak wykrywanie obiektów na poziomie milimetra i pomiar poziomu cieczy. Ich metody pomiaru zapewniają stabilną pracę w niemal wszystkich warunkach środowiskowych, wykazując niezrównaną adaptowalność.
Ponadto czujniki te są zaprojektowane tak, aby były wytrzymałe i trwałe, dzięki czemu nadają się do trudnych warunków pracy. Powierzchnia czujnika ma funkcję samoczyszczenia opartą na wibracjach, skutecznie zapobiegając gromadzeniu się kurzu i zanieczyszczeń. Wykorzystując fizyczną zasadę propagacji fal dźwiękowych, czujniki ultradźwiękowe działają niezawodnie w niemal wszystkich środowiskach, z wyjątkiem kilku wyjątkowych przypadków.
Czujniki ultradźwiękowe są szeroko stosowane w następujących sektorach przemysłu:
◾Inżynieria mechaniczna / Obrabiarki
Czujniki ultradźwiękowe są szeroko stosowane w następujących sektorach przemysłu:
◾Inżynieria mechaniczna / Obrabiarki
◾Obróbka drewna i produkcja mebli
◾Produkcja materiałów budowlanych
◾Rolnictwo i hodowla zwierząt
◾Przemysł celulozowo-papierniczy
◾Obsługa materiałów i logistyka
◾Pomiar i monitorowanie poziomu cieczy
◾Branża spożywcza i napojowa
◾Produkcja materiałów budowlanych
◾Rolnictwo i hodowla zwierząt
◾Przemysł celulozowo-papierniczy
◾Obsługa materiałów i logistyka
◾Pomiar i monitorowanie poziomu cieczy
◾Branża spożywcza i napojowa
◾Budownictwo i infrastruktura
Typ wyjścia czujników ultradźwiękowych | Oznacza | ||
| Ilość przełączania | Pojedyncza ilość przełączania | 1 PNP | E3/E5 |
| 1 NPN | E2/E4 | ||
Podwójna ilość przełączania | 2 PNP | E6/E8 | |
2 NPN | E7/E9 | ||
PNP + NPN | mi | ||
| Ilość analogowa | Pojedyncze napięcie analogowe | Napięcie analogowe 0-10 V | Ty |
Pojedynczy prąd analogowy | Prąd analogowy 4-20 mA | I | |
Podwójne wyjście analogowe napięcie + prąd | 0-10V + 4-20mA | IU | |
Napięcie analogowe + przełącznik PNP podwójne wyjście | Napięcie analogowe 0-10 V + PNP | UE5 | |
Prąd analogowy + przełącznik PNP podwójne wyjście | Prąd analogowy 4-20 mA + PNP | IE5 | |
Napięcie analogowe + przełącznik NPN podwójne wyjście | Napięcie analogowe 0-10 V + NPN | UE4 | |
Prąd analogowy + przełącznik NPN podwójne wyjście | Prąd analogowy 4-20 mA + NPN | IE4 | |
Ilość cyfrowa | Wyjście RS485 z protokołem Modbus | R4 | |
IO-Łącze | IO-Łącze | IO | |
Powiązane Bezkontaktowe pomiary odległości
Zakres wykrywania: 20-120 mm Zakres wykrywania: 20-200 mm Materiał: niklowanie miedzią Typ połączenia: złącze M12 4-pinowe
Zakres detekcji: 60-1000 mm, 150-2500 mm Materiał: tuleja miedziana niklowana Typ połączenia: złącze M12 5-pinowe
Zakres detekcji: 30-300 mm, 50-500 mm, 60-1000 mm Materiał: niklowanie miedzią, okucia plastikowe Typ połączenia: złącze M12 5-pinowe
Zakres detekcji: 100-2000 mm, 200-4000 mm, 350-6000 mm Materiał: niklowanie miedzią, okucia plastikowe Typ połączenia: złącze M12 5-pinowe
