Czujniki ultradźwiękowe w całkowicie zautomatyzowanych zastosowaniach AGV w terminalach

udział

Wydawca: Zoe

opublikowany: 2024/12/6

streszczenie

Czujniki ultradźwiękowe odgrywają kluczową rolę w zapewnianiu bezpieczeństwa i wydajności operacji AGV w całkowicie zautomatyzowanych terminalach, takich jak port Qingdao. Ich precyzyjne pomiary i możliwości monitorowania w czasie rzeczywistym sprawiają, że są niezawodnym i ekonomicznym rozwiązaniem dla systemów obsługi kontenerów. W miarę rozwoju automatyzacji czujniki ultradźwiękowe są gotowe pozostać kluczowym elementem w przyszłości inteligentnych operacji portowych.

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.

Horizontal Transport Zone in port terminal

Landside Exchange Zone in Automated container terminals

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

◾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

◾Budownictwo i infrastruktura

Typ wyjścia czujników ultradźwiękowych			Oznacza
Ilość przełączania	Pojedyncza ilość przełączania	1 PNP	E3/E5
	Pojedyncza ilość przełączania	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

Czujniki ultradźwiękowe seria CSB12

Zakres wykrywania: 20-120 mm Zakres wykrywania: 20-200 mm Materiał: niklowanie miedzią Typ połączenia: złącze M12 4-pinowe

Ultrasonic Sensors CSC Series | Corrosion-resistant Ultrasonic Sensors | Custom Service Ultrasonic Ranging Sensor Manufacturer

Zakres detekcji: 60-1000 mm, 150-2500 mm Materiał: tuleja miedziana niklowana Typ połączenia: złącze M12 5-pinowe

Ultrasonic Sensors CSB18 Series for Precision Distance Detecting | DADISICK

Zakres detekcji: 30-300 mm, 50-500 mm, 60-1000 mm Materiał: niklowanie miedzią, okucia plastikowe Typ połączenia: złącze M12 5-pinowe

Ultrasonic Sensors CSB30 Series High Accuracy Detection Ultrasonic Sensing

Czujniki ultradźwiękowe Seria CSB30 Wysoka dokładność wykrywania Czujnik ultradźwiękowy

Zakres detekcji: 100-2000 mm, 200-4000 mm, 350-6000 mm Materiał: niklowanie miedzią, okucia plastikowe Typ połączenia: złącze M12 5-pinowe