单梁起重机智能控制系统的介绍

靖江市起重设备厂

控制系统在很大程度上决定了数字化智能单梁起重机性能的优劣。作为智能单梁起重机的大脑和神经系统，控制系统根据指令和传感信息控制单梁起重机完成一定动作和作业任务。控制系统包括中央控制器层和专用控制器层。

1、中央控制器层：中央控制器层是数字化智能单梁起重机控制系统的核心部分，包括规划决策系统和监控系统。作为系统总的控制平台一方面进行任务规划和路径规划另一方面对控制总线上传的数据进行处理，并将需要显示的数据和图像传送到人机交互层显示。

规划决策系统中设有知识库和数据库，建有通用规划器和规划软件。根据任务命令建立任务模型，完成任务规划;根据视觉处理系统提供的环境模型及目标命令，利用智能计算方法进行路径规划;规划结果送给监控系统，由运动系统执行;监控系统协调数字化智能单梁起重机各个系统之间的关系;接受规划决策命令进行轨迹规划;接受视觉处理系统的视觉信号和环境模型进行局部路径规划和导航;接受超声测距等子系统的障碍信息，进行局部环境建模作超声避障和导航;实现对系统参数的设置、状态变换、数据检测和控制以及人机交互，能动态监测设备状态并进行故障诊断报警等。

2、专用控制器层：专用控制器层是针对各个子系统的测控要求而开发的分布式测控单元。自动化单梁起重机专用控制器直接面对底层传感器，具有独立的输入输出能力，具有丰富的LO接口，实现底层信号的采集和控制命令的执行。包括视觉处理、环境建模系统，运动控制系统等。

视觉处理、环境建模系统根据外部检测传感器检测到的信息进行视觉和图像处理，建立外部环境模型，并通过O接口分别跟控制系统的规划决策和监控系统传输信息。

运动控制系统是一个分布式控制系统，包括通信管理子系统、车体控制子系统、超声测距或红外测距、激光扫描测距等、子系统和位置测量子系统。系统接受监控系统命令，执行规划决策和视觉导航命令;向位置测量子系统索取车体位置和速度等参数，控制车体动作;控制超声测量子系统，进行目标或障碍物距离的测量，执行避障和导航功能。

通信管理子系统一方面接受监控系统的命令，把命令及时准确地传送给其他相应的子系统，完成监控系统所指定的动作。另一方面又接受各个子系统的反馈信息，准确及时地回送给监控系统，作为监控系统协调、诊断、管理和控制的依据。

车体控制子系统根据监控系统的命令，控制车体动作，包括起升、回转、变幅和运行等，实现负载的精确定位和防摆;也根据超声或视觉信息实现快速避障或临时紧急停车。

超声测距子系统利用超声信息进行了局部环境建模和局部动态路径规划的研究，实现了超声避障、超声导航以及无碰撞目标搜索的功能。

位置测量子系统测量、计算和确定单梁起重机所在位置、负载位置，记录车体位置和速度等参数。