Ultrazvukové senzory v plně automatizovaných terminálových AGV aplikacích
Pozadí projektu
Shandong Qingdao Port, jeden z předních světových plně automatizovaných terminálů, se může pochlubit špičkovou kapacitou propustnosti nákladu. Díky integraci pokročilé automatizační technologie dosáhl port vysoce efektivního provozu bez ručního zásahu na místě. Tradiční přístavní operace vyžadovaly nejméně tři operátory mostových jeřábů a AGV. Automatizace však snížila potřebu pracovní síly na místě o 80 % a zároveň zvýšila ekonomickou efektivitu o 30 %.
V tomto automatizovaném kontejnerovém terminálu se používají ultrazvukové senzory k zajištění přesné polohy mezi AGV a kontejnery. To zabraňuje potenciálním nebezpečím způsobeným nesprávným vyrovnáním nádoby nebo náhodnými pády během přepravy.
Provozní prostředí AGV
1️⃣ Operační zóny:
AGV zvládají horizontální přepravní úkoly mezi nábřežím a nádvořím a pracují v zónách, jako jsou:
◾Horizontální přepravní zóna: Přepravuje kontejnery z přístavních jeřábů do skladovacích dvorů.
◾Pozemní výměnná zóna: Rozhraní s kamiony pro nakládání a vykládání kontejnerů.
2️⃣ Provozní vlastnosti:
◾Vysoká přesnost: AGV sledují předem definované cesty a požadavky na úkoly z řídicího centra, což zajišťuje přesnou navigaci a dokování.
◾Komunikace v reálném čase: Nepřetržitá výměna dat s řídicím centrem zajišťuje efektivní provádění úkolů.
◾Náročné pracovní postupy: Proces manipulace s kontejnery zahrnuje zvedání, posouvání, nakládání a otáčení, což vyžaduje vysoce přesné monitorovací systémy.
Architektura systému
Ultrazvukové senzory jsou připojeny k řídicímu systému AGV pomocí datových kabelů pro přenos naměřených dat v reálném čase. Řídicí systém zpracovává data ze senzorů pro výpočet relativní polohy mezi AGV a kontejnerem a upravuje trajektorii AGV, aby bylo zajištěno přesné dokování a přeprava.
Pracovní princip
1️⃣ Vyzařování a příjem signálu:
Když se AGV přiblíží ke kontejneru, ultrazvukové senzory vysílají ultrazvukové signály. Tyto signály se odrážejí zpět při dopadu na nádobu a přijímají je senzory.
2️⃣ Výpočet vzdálenosti:
Měřením doby oběhu ultrazvukových signálů systém vypočítává vzdálenost mezi AGV a kontejnerem. Pomocí dat ze všech čtyř senzorů určuje řídicí systém přesnou polohu AGV pro přesné vyrovnání kontejneru.
3️⃣ Dynamické nastavení:
Na základě měření v reálném čase řídicí systém dynamicky upravuje trajektorii AGV, aby bylo zajištěno správné dokování a plynulá manipulace s kontejnery.
Monitorování a alarmy v reálném čase
1️⃣ Monitorovací funkce:
Systém poskytuje monitorování relativní polohy mezi AGV a kontejnerem v reálném čase, zobrazuje výstup senzoru a naměřená data na rozhraní.
2️⃣ Mechanismus alarmu:
Pokud se AGV odchýlí od určené polohy nebo detekuje nesprávné vyrovnání kontejneru, systém spustí alarm a upozorní obsluhu, aby provedla nápravná opatření a vyhnula se bezpečnostním rizikům.
Klíčové funkce ultrazvukových senzorů
Každé AGV je vybaveno čtyřmi ultrazvukovými senzory, instalovanými v rozích vozidla a zarovnanými se čtyřmi rohovými odlitky kontejneru. Mezi jejich primární funkce patří:
1️⃣ Detekce polohy kontejneru:
Průběžně zjišťuje, zda je kontejner správně umístěn na AGV. Pokud je detekováno nesouosost, systém odešle výstrahu řídicímu systému, aby se zabránilo potenciálním rizikům, jako je převrácení nebo pád během přepravy.
2️⃣ Vysoká spolehlivost:
Navrženo tak, aby vydrželo drsná prostředí portů, včetně vysoké vlhkosti, vibrací a prachu, což zajišťuje dlouhodobý stabilní provoz.
3️⃣ Efektivní komunikace:
Integrováno s řídicím systémem AGV prostřednictvím rozhraní Ethernet, což umožňuje přenos dat v reálném čase a zvyšuje celkovou efektivitu systému.
Výhody systému
1️⃣ Zvýšená bezpečnost:
Ultrazvukové senzory monitorují vyrovnání kontejnerů v reálném čase a zabraňují nehodám způsobeným nesprávně vyrovnanými nebo upuštěnými kontejnery.
1️⃣ Vylepšená provozní efektivita:
Zajišťuje přesné dokování, snižuje čas strávený nastavováním umístění kontejneru a zvyšuje produktivitu terminálu.
1️⃣ Snížené mzdové náklady:
Automatizace výrazně snižuje požadavky na pracovní sílu na místě a nabízí nákladově efektivní a efektivní provozní model.
Doporučené ultrazvukové senzory
Vlastnosti ultrazvukových senzorů:
Ultrazvukové senzory jsou známé svou vysokou spolehlivostí a výjimečnou všestranností, schopné zvládnout složité detekční úlohy, jako je detekce objektů na milimetrové úrovni a měření hladiny kapalin. Jejich metody měření zajišťují stabilní provoz za téměř všech podmínek prostředí a prokazují bezkonkurenční přizpůsobivost.
Tyto senzory jsou navíc navrženy tak, aby byly robustní a odolné, takže jsou vhodné pro drsná pracovní prostředí. Povrch senzoru je vybaven samočisticí funkcí založenou na vibracích, která účinně zabraňuje hromadění prachu a nečistot. Ultrazvukové senzory, využívající fyzikální princip šíření zvukových vln, fungují spolehlivě téměř ve všech prostředích, jen s několika výjimečnými případy.
Ultrazvukové senzory jsou široce používány v následujících průmyslových odvětvích:
◾ Strojírenství / Obráběcí stroje
Ultrazvukové senzory jsou široce používány v následujících průmyslových odvětvích:
◾ Strojírenství / Obráběcí stroje
◾Zpracování dřeva a výroba nábytku
◾Výroba stavebních materiálů
◾Zemědělství a chov dobytka
◾ Celulózový a papírenský průmysl
◾Manipulace s materiálem a logistika
◾Měření a monitorování hladiny kapalin
◾Potravinářský a nápojový průmysl
◾Výroba stavebních materiálů
◾Zemědělství a chov dobytka
◾ Celulózový a papírenský průmysl
◾Manipulace s materiálem a logistika
◾Měření a monitorování hladiny kapalin
◾Potravinářský a nápojový průmysl
◾Výstavba a infrastruktura
Typ výstupu ultrazvukových snímačů | znamená | ||
| Spínací množství | Jednotlivá spínací množství | 1 PNP | E3/E5 |
| 1 NPN | E2/E4 | ||
Dvojité spínací množství | 2 PNP | E6/E8 | |
2 NPN | E7/E9 | ||
PNP + NPN | E | ||
| Analogové množství | Jediné analogové napětí | Analogové napětí 0-10 V | U |
Jediný analogový proud | Analogový proud 4-20 mA | já | |
Analogový duální výstup napětí + proud | 0-10 V + 4-20 mA | IU | |
Duální výstup analogového napětí + přepínač PNP | Analogové napětí 0-10 V + PNP | UE5 | |
Duální výstup analogového proudu + přepínač PNP | Analogový proud 4-20 mA + PNP | IE5 | |
Duální výstup analogového napětí + spínač NPN | Analogové napětí 0-10 V + NPN | UE4 | |
Duální výstup analogového proudu + přepínač NPN | Analogový proud 4-20 mA + NPN | IE4 | |
Digitální množství | Výstup RS485 s protokolem Modbus | R4 | |
IO-Link | IO-Link | IO | |
Související bezkontaktní měření vzdálenosti
Detekční rozsah: 20-120 mm Detekční rozsah: 20-200 mm Materiál: měď poniklování Typ připojení: 4kolíkový konektor M12
Detekční rozsah: 60-1000 mm, 150-2500 mm Materiál: měděné pouzdro poniklované Typ připojení: 5pinový konektor M12
Detekční rozsah: 30-300 mm, 50-500 mm, 60-1000 mm Materiál: měď niklování, plastové fitinky Typ připojení: 5pinový konektor M12
Detekční rozsah: 100-2000 mm, 200-4000 mm, 350-6000 mm Materiál: měď niklování, plastové fitinky Typ připojení: 5pinový konektor M12
