傳統(tǒng)起重電氣定位控制系統(tǒng)的控制結(jié)果精準(zhǔn)度受到外界環(huán)境影響,導(dǎo)致系統(tǒng)控制定位結(jié)果精準(zhǔn)度差,為了改善該問題,提出集裝箱運(yùn)輸船用起重電氣設(shè)備定位控制系統(tǒng)。采用RS485通訊方式構(gòu)建起重電氣設(shè)備定位控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊,選擇ET070 7寸PLC工控機(jī)人機(jī)交互界面,并利用USB SLAVE接口,連接觸摸屏和具有RS485通訊端口的控制器,使系統(tǒng)具有支持RS485和RS232通訊的功能。采用條碼測距定位裝置,固定于軌道下方和內(nèi)側(cè)腹板上,形成閉環(huán)反饋控制。依據(jù)硬件設(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)編碼算法流程,實(shí)現(xiàn)起重電氣的精準(zhǔn)定位控制。在Labview環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,該系統(tǒng)最高定位精準(zhǔn)度可達(dá)到96%,具有良好的控制效果。 

【文章來源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

工控機(jī)人機(jī)交互界面接口Fig.2Human-machineinteractioninterfaceinterfaceofindustrialcontrolmachine

饕?糜諏?接觸摸屏和具有RS485通訊端口的控制器，其中COMO支持RS485的通訊功能，COM2支持RS232的通訊功能。管腳設(shè)置如表1所示。2）條碼測距定位裝置該系統(tǒng)定位采用條碼測距定位裝置，條碼固定于軌道下方和內(nèi)側(cè)腹板上，檢測裝置安裝在起重機(jī)電氣設(shè)備上，如圖3所示。表1管腳設(shè)置Tab.1PinSettings管腳信號(hào)RS-485RS-2321RX-（B）RS485B2RxD_PLCRS-232接收3TxD_PLCRS-232接收4GND信號(hào)地5GND6RX+（A）RS485A7RxD_PCRS-232接收8TxD_PCRS-232發(fā)送圖3條碼測距定位裝置示意圖Fig.3Schematicdiagramofbarcoderangingandpositioningdevice起重電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)，可將測量值反饋給控制系統(tǒng)，形成閉環(huán)反饋控制，進(jìn)而使起重電氣設(shè)備達(dá)到指定位置。由于條碼固定，實(shí)現(xiàn)起重電氣設(shè)備位置檢測為絕對(duì)位移，不存在累積誤差，滿足定位精度小于等于1cm的誤差要求。1.2軟件部分設(shè)計(jì)依據(jù)硬件設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)編碼算法流程如圖4所示。系統(tǒng)根據(jù)算法設(shè)計(jì)流程，應(yīng)用編程軟件Matlab編寫相應(yīng)位移編碼程序，具體定位流程如下：步驟1初始化系統(tǒng)，設(shè)定位移連續(xù)碼，并將其編入集合之中；步驟2在集合碼中尚未達(dá)到2n個(gè)碼字前提下，應(yīng)判斷當(dāng)前碼字是否編入集合之中，如果重合，則完全編入其中，并及時(shí)判斷當(dāng)前碼字位移情況；反之，則繼續(xù)循環(huán)上述內(nèi)容；步驟3如果出現(xiàn)當(dāng)前碼字與已經(jīng)編入集合碼字重合出現(xiàn)，則應(yīng)先將編入集合碼字作為當(dāng)前碼字，此時(shí)應(yīng)判斷碼字末尾是否為0，如果是，則說明該系統(tǒng)為實(shí)際需要位移的結(jié)果，也是需要定位的結(jié)果；否則，不是實(shí)際需要定位的結(jié)果。·206·艦船科學(xué)技術(shù)第42卷

圖4編碼算法流程Fig.4Encodingalgorithmflow2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分別采用傳統(tǒng)系統(tǒng)與所研究系統(tǒng)在無噪聲環(huán)境下對(duì)定位結(jié)果精準(zhǔn)度進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果如表2所示。表2無噪聲環(huán)境兩種系統(tǒng)定位結(jié)果精準(zhǔn)度對(duì)比分析Tab.2Comparisonandanalysisofaccuracyofpositioningresultsoftwosystemsinanoise-freeenvironment起重電氣設(shè)備/個(gè)傳統(tǒng)系統(tǒng)所研究系統(tǒng)272%96%467%95%665%94%865%96%1062%95%可知，在起重電氣設(shè)備為2時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)定位結(jié)果精準(zhǔn)度最高達(dá)到72%，而在起重電氣設(shè)備為10時(shí)，達(dá)到最低為62%；在起重電氣設(shè)備為2，8時(shí)，所研究系統(tǒng)定位結(jié)果精準(zhǔn)度達(dá)到最高為96%，而在起重電氣設(shè)備為6時(shí)，達(dá)到最低為94%。因此，在無噪聲環(huán)境下，所研究系統(tǒng)具有更加精準(zhǔn)的定位結(jié)果。在有噪聲環(huán)境下，分別將2種系統(tǒng)的定位結(jié)果精準(zhǔn)度進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果如圖5所示�？芍谄鹬仉姎庠O(shè)備為2個(gè)時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)定位結(jié)果精準(zhǔn)度為38%，而所研究系統(tǒng)定位結(jié)果精準(zhǔn)度為85%；在起重電氣設(shè)備為6個(gè)時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)定位結(jié)果精準(zhǔn)度為35%，而所研究系統(tǒng)定位結(jié)果精準(zhǔn)度為88%；在起重電氣設(shè)備為10個(gè)時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)定位結(jié)果精準(zhǔn)度為20%，而所研究系統(tǒng)定位結(jié)果精準(zhǔn)度為86%。因此，在有噪聲環(huán)境下，研究系統(tǒng)的定位結(jié)果更為精準(zhǔn)。圖5有噪聲環(huán)境2種系統(tǒng)定位結(jié)果精準(zhǔn)度對(duì)比分析Fig.5Comparativeanalysisofaccuracyofpositioningresultsoftwosystemsinnoisyenvironments3結(jié)語在全球運(yùn)輸集裝箱化背景下，針對(duì)船用起重電氣設(shè)備定位難題，提出集裝箱運(yùn)輸船用起重電氣設(shè)備定位控制系統(tǒng)，并確定主要設(shè)備和技術(shù)路線。根據(jù)系統(tǒng)開發(fā)要求，構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以此實(shí)現(xiàn)起重電氣設(shè)備?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3254424