一種新型的自動(dòng)化車間電梯

陳敏兒

為了廠房面積的高效利用和貨物的運(yùn)輸便利，電梯早已成為工廠里標(biāo)配的運(yùn)輸設(shè)備，可載人也可以運(yùn)送貨物。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，工廠內(nèi)的物流配送系統(tǒng)廣泛應(yīng)用了AGV小車作為運(yùn)輸工具。進(jìn)一步的，需要將電梯納入工廠自動(dòng)物流配送的一部分，讓AGV自主搭乘電梯，實(shí)現(xiàn)AGV的跨樓層配送。

然而，在現(xiàn)有自動(dòng)化車間內(nèi)，由于物料的運(yùn)輸需求，AGV小車是多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)式分布持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的，電梯設(shè)備不屬于AGV系統(tǒng)統(tǒng)一操作的部分。同時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)多臺(tái)AGV同時(shí)有跨樓層運(yùn)輸需求且需要搭乘同一部電梯的情況時(shí)，也無(wú)法合理應(yīng)對(duì)。因此，在本文中筆者介紹了一種能夠適用于AGV小車自動(dòng)搭乘的電梯，能夠在不改動(dòng)普通電梯電氣結(jié)構(gòu)的情況下，通過(guò)電梯和AGV的通信實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)度，使自動(dòng)化車間中的AGV能夠高效有序的使用電梯進(jìn)行跨樓層運(yùn)輸，提升運(yùn)輸效率。

1、新型的自動(dòng)化車間電梯的結(jié)構(gòu)

電梯在原有的普通電梯基礎(chǔ)上，增加了轎廂內(nèi)外接近開關(guān)、無(wú)線呼梯裝置、光電傳感器和無(wú)線操縱箱；接近開關(guān)設(shè)置在各層的電梯轎門外側(cè)以及電梯轎廂內(nèi)，用于檢測(cè)AGV的到達(dá)侯梯區(qū)域以及到達(dá)轎廂內(nèi)情況，檢測(cè)到AGV接近電梯層門并停留后，激活無(wú)線呼梯裝置；無(wú)線呼梯裝置安裝在普通電梯的各樓層召喚箱旁或召喚箱內(nèi)；無(wú)線呼梯裝置與電梯主控制器通過(guò)CAN 總線連接，無(wú)線呼梯裝置與原電梯召喚箱呼梯優(yōu)先級(jí)一致，在接近開關(guān)動(dòng)作前處于待機(jī)狀態(tài)；無(wú)線呼梯裝置通過(guò)低功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與AGV通訊，其通訊方式可采用無(wú)線通信技術(shù)，包括Zigbee、wifi、射頻技術(shù)；光電傳感器設(shè)置在各層的電梯層門外，用于檢測(cè)電梯門的開合情況和電梯開門是否到位；無(wú)線操縱箱安裝在電梯的轎廂操縱箱內(nèi)或操縱箱一側(cè)，位于轎廂內(nèi)的接近開關(guān)檢測(cè)到AGV進(jìn)入轎廂后，激活無(wú)線操縱箱；無(wú)線操縱箱與電梯主控制器通過(guò)CAN總線連接，無(wú)線操縱箱的優(yōu)先級(jí)與原電梯操縱箱一致，在轎廂內(nèi)接近開關(guān)動(dòng)作激活前處于待機(jī)狀態(tài)；無(wú)線操縱箱能夠與AGV通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊，其通訊方式與無(wú)線呼梯裝置相同；無(wú)線操縱箱具有樓層信號(hào)輸入、開關(guān)門信號(hào)輸入和報(bào)警信號(hào)輸入的功能，通過(guò)CAN總線發(fā)送給電梯主控制器，其基本功能與電梯操縱箱相同；電梯主控制器通過(guò)CAN總線向無(wú)線操縱箱發(fā)送開關(guān)門到位信號(hào)以及電梯到達(dá)平層信號(hào)。

2、新型的自動(dòng)化車間電梯的通信原理

若AGV采用磁道航，激光導(dǎo)航，RFID定位等導(dǎo)航方式實(shí)現(xiàn)AGV小車的自動(dòng)行駛，自動(dòng)化車間電梯還需按實(shí)際需求在轎廂內(nèi)鋪設(shè)磁條，或轎門處、轎廂內(nèi)設(shè)置激光反射板，RFID讀寫設(shè)備等，具體情況視導(dǎo)航方式?jīng)Q定。接近開關(guān)設(shè)置在各層的電梯轎門一側(cè)，以及電梯轎廂內(nèi)，用于檢測(cè)AGV的到達(dá)轎廂內(nèi)以及到達(dá)侯梯區(qū)域情況，檢測(cè)到AGV接近電梯層門并停留后，激活無(wú)線呼梯裝置。無(wú)線呼梯裝置安裝在普通電梯的各樓層召喚箱旁或召喚箱內(nèi)。無(wú)線呼梯裝置與電梯主控制器通過(guò)CAN 總線連接，無(wú)線呼梯裝置與原電梯召喚箱呼梯優(yōu)先級(jí)一致，在接近開關(guān)動(dòng)作前處于待機(jī)狀態(tài)。無(wú)線呼梯裝置通過(guò)低功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與AGV通訊，其通訊方式可采用包括且不限于Zigbee，wifi，射頻技術(shù)等無(wú)線通信技術(shù)。光電傳感器設(shè)置在各層的電梯層門外，用于檢測(cè)電梯門的開合情況，和電梯開門是否到位。無(wú)線操縱箱安裝在電梯的轎廂操縱箱內(nèi)或操縱箱一側(cè)，上述位于轎廂內(nèi)的接近開關(guān)檢測(cè)到AGV進(jìn)入轎廂后，激活無(wú)線操縱箱。無(wú)線操縱箱與電梯主控制器通過(guò)CAN總線連接，無(wú)線操縱箱的優(yōu)先級(jí)與原電梯操縱箱一致，在轎廂內(nèi)接近開關(guān)動(dòng)作激活前處于待機(jī)狀態(tài)。無(wú)線操縱箱能夠與AGV通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊，其通訊方式與上述無(wú)線呼梯裝置相同。無(wú)線操縱箱具有樓層信號(hào)輸入，開關(guān)門信號(hào)輸入，報(bào)警信號(hào)輸入的功能，通過(guò)CAN總線發(fā)送給電梯主控制器，其基本功能與電梯操縱箱相同。電梯主控制器通過(guò)CAN總線向無(wú)線操縱箱發(fā)送開關(guān)門到位信號(hào)以及電梯到達(dá)平層信號(hào)。RFID讀寫設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口RS232與無(wú)線呼梯裝置連接。由于同一個(gè)工廠、車間中由于運(yùn)輸需求會(huì)采用不同尺寸的AGV小車，為了區(qū)分各個(gè)尺寸的AGV小車，可在使用前在AGV合理位置上貼附電子標(biāo)簽（電子標(biāo)簽采用無(wú)源背貼式電子標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)儲(chǔ)存所標(biāo)識(shí)AGV的型號(hào)和尺寸信息），作為AGV色身份識(shí)別。RFID讀寫器在射頻區(qū)域內(nèi)可同時(shí)查詢多個(gè)標(biāo)簽，并能正確區(qū)分各個(gè)標(biāo)簽。其作用為，通過(guò)讀取儲(chǔ)存在電子標(biāo)簽內(nèi)的侯梯AGV身份信息發(fā)送至無(wú)線呼梯裝置。根據(jù)轎廂深度，如轎廂在AGV不需要轉(zhuǎn)彎的前提下能夠容納多臺(tái)AGV同時(shí)搭乘，無(wú)線呼梯裝置系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)能夠容納的AGV臺(tái)數(shù)和組合方式，同一轎廂內(nèi)同時(shí)乘梯AGV數(shù)量不應(yīng)超過(guò)兩臺(tái)。 若侯梯的AGV的規(guī)格符合預(yù)設(shè)的多臺(tái)AGV同時(shí)搭乘電梯，并且在電梯到達(dá)前同時(shí)處于侯梯位置。在電梯到平層開門后，按順序依次進(jìn)入轎廂。

3、新型的自動(dòng)化車間電梯的優(yōu)勢(shì)

該自動(dòng)化車間電梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，無(wú)需定制設(shè)計(jì)，只需要在普通電梯人機(jī)模塊上增加通信模塊和相關(guān)傳感器，能夠在不改動(dòng)普通電梯電氣結(jié)構(gòu)的情況下，通過(guò)電梯和AGV的通信實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)度，使自動(dòng)化車間中的AGV能夠高效有序的使用電梯進(jìn)行跨樓層運(yùn)輸，提升運(yùn)輸效率。減少自動(dòng)化車間的人工干預(yù)程度，提升車間的自動(dòng)化程度，解決垂直空間上物料運(yùn)輸?shù)恼系K。

4、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述對(duì)新型自動(dòng)化車間電梯從結(jié)構(gòu)，通信方式、以及使用方式等幾方面的介紹，可以發(fā)現(xiàn)，該電梯在轎廂、井道以及主機(jī)等方面并不需要進(jìn)行過(guò)大的改造，可以通過(guò)現(xiàn)有的成熟無(wú)線通信技術(shù)，使得車間常用的運(yùn)輸工具AGV小車能自主的使用電梯。此外，還考慮到了不同通訊方式的應(yīng)用，能夠支持采用不同通訊方式的AGV小車的使用，具有比較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和實(shí)用性。