控制柜內(nèi)裝備WLAN客戶端和交換機，這樣穿梭車10通過無線方式連接到中心點70，中心點70通過光纖鏈路與控制室連接，這樣就可以實現(xiàn)在控制室對穿梭車進行遠程控制、實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。由此，中心電臺和網(wǎng)橋、遠端電臺和網(wǎng)橋和中控室設(shè)備在一個網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)了遠程控制以及數(shù)據(jù)傳輸。
[0044]無線遙控操作系統(tǒng)50主要用于對穿梭車10進行無線遙控。當使用無線遙控器將穿梭車10切換到本地模式后，穿梭車10不再受上位計算機控制。此時，只能使用遙控器操作穿梭車的動作。在此狀態(tài)下，穿梭車可完成多段速前進、后退操作。
[0045]RFID (射頻識別)導航天線定位系統(tǒng)40主要用于對穿梭車進行導航定位，
[0046]遠程中控調(diào)度管理系統(tǒng)60用于實現(xiàn)穿梭車的人機交互。其中遠程中控調(diào)度管理系統(tǒng)60包括相互連接的TOS/ECS (碼頭操作系統(tǒng)或設(shè)備管理系統(tǒng))模塊61和穿梭車上位機62，穿梭車上位機62與無線通訊接口 33連接。而穿梭車上位機62通過OPC Server (過程控制服務器)接口與無線通訊接口 33連接。
[0047]自動化集裝箱碼頭遠程中控操作室采用信息管理系統(tǒng)主要由碼頭操作系統(tǒng)(Terminal Operat1n System，TOS)、設(shè)備控制系統(tǒng)(Equipment Control System, ECS)和數(shù)據(jù)交互接口組成，任務分配更合理、更優(yōu)化。
[0048]本實用新型有軌穿梭車的無線通訊導航控制設(shè)備利用OPC ServeH過程控制服務器)接口實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)與穿梭車PLC之間的通訊。
[0049]OPC是OLE for Process Control的縮寫，是一個應用廣泛的現(xiàn)場工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)通訊標準，有機的整體。它傳輸可靠，速度快，而且適于大批量數(shù)據(jù)交換，廣泛應用在工控行業(yè)的各個領(lǐng)域。OPC技術(shù)完全支持分布式應用和異構(gòu)環(huán)境下應用程序之間軟件的無縫集成和互操作性，給工業(yè)控制系統(tǒng)應用程序間的通信建立一套符合工業(yè)控制要求的通信接口規(guī)范，使控制軟件可以高效、穩(wěn)定地對硬件設(shè)備進行數(shù)據(jù)存取操作，系統(tǒng)應用軟件之間也可以靈活地進行信息交互，極大的提高了控制系統(tǒng)的互操作性和適應性。
[0050]SCADA 是 Supervisory Control And Data Acquisit1n 的英文縮寫，SCADA 系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。其可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。從字面上講，它不是完整的控制系統(tǒng)，而是位于控制設(shè)備之上，側(cè)重于人機交互管理的純軟件。與一般計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一樣，都是信息系統(tǒng)，是信息采集、整理和應用的載體。
[0051]驅(qū)動系統(tǒng)31包括依次連接的驅(qū)動器311、電機312、智能減速模塊313和精確定位模塊314。例如，驅(qū)動系統(tǒng)31可以采用Yaskawa品牌的A1000系列驅(qū)動器及SEW三合一減速電機直接驅(qū)動，通過驅(qū)動器31的閉環(huán)控制可以實現(xiàn)前后部電機的速度跟隨與匹配，輸送和行走加速或減速過車中通過驅(qū)動器控制緩起緩停、以緩和對集裝箱的沖擊，防止集裝箱在搬運過程中竄動，以避免集裝箱從梭車上掉落，使用內(nèi)部微處理器實現(xiàn)了最優(yōu)化速度控制(加速及減速)。
[0052]由于本穿梭車是多臺電機驅(qū)動同一負載，前后部驅(qū)動軸電機的轉(zhuǎn)速稍微有差異，所以前后部驅(qū)動軸電機承受的負載就會有所差異，通過驅(qū)動器內(nèi)部的DR00P功能可以動適當調(diào)整前后部的輸出頻率，自動調(diào)整電機在同一負載下的轉(zhuǎn)速降落，比較前后部驅(qū)動軸側(cè)的電流。電流大的進行調(diào)整，以平衡此工況下不同電機上的負載大小，達到前后驅(qū)動器的平衡負載和功率分配，確保穿梭車前后部驅(qū)動器轉(zhuǎn)矩平衡自適應，將電機機械特性變軟。
[0053]驅(qū)動器的具體驅(qū)動形式為:前、后兩組驅(qū)動系統(tǒng)，每組驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動4輪，即穿梭車驅(qū)動方式8輪驅(qū)動，又稱全輪驅(qū)動，是指前后輪都有動力。其優(yōu)點是動力均衡。優(yōu)異的引擎驅(qū)動力應用效率，動力傳遞效率高、啟動、加速表現(xiàn)好。當遇到雨雪路況時，增強了車輛的附著力和操控性，不會因為雨雪天氣而打滑。
[0054]RFID導航天線定位系統(tǒng)40包括導航天線識別模塊41和多個磁釘42。RFID (Rad1Frequency Identificat1n)是一種非接觸式自動識別技術(shù)，其原理是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，是一種無線通信技術(shù)。RFID導航天線定位系統(tǒng)40可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或者光學接觸，實現(xiàn)對物體的自動識別。無線電信號是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標簽上傳送出去，以自動辨識與追蹤該物品。某些標簽在識別時從識別器發(fā)出的電磁場中就可以得到能量，并不需要電池。當然，也有標簽本身擁有電源，并可以主動發(fā)出無線電波(調(diào)成無線電頻率的電磁場)。標簽中包含了電子存儲的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識別。此外，標簽與條形碼不同的是，射頻標簽不需要處在識別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。
[0055]本項目采用RFID定位系統(tǒng)的是一種基于射頻識別RFID技術(shù)的有軌穿梭車跟蹤與定位系統(tǒng)，用以實時、精確、高效的確定穿梭車車在線路上的位置，并在遠程中控室SCADA人機交互畫面中展現(xiàn)出來，為碼頭調(diào)度系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。采用的RFID(射頻識別)系統(tǒng)，使用起重機專用RFID無線識別閱讀器，有極可靠的設(shè)計、極佳的性能和極靈活的用戶適應性。能準確識別時速達400公里的車輛，且極可靠，誤讀率幾乎為零，能滿足穿梭車方面將閱讀器固定在軌道上的要求。
[0056]RFID技術(shù)利用無線射頻方式在閱讀器和標簽之間進行非接觸雙向傳輸數(shù)據(jù)，已達到目標識別和數(shù)據(jù)交換的目的。最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成:電子標簽(Tag)、讀寫器(Reader)和在標簽與讀卡器間傳遞射頻信號的微型天線(Antenna)。一般來說都是用標簽作為應答器，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象。
[0057]圖3為本實用新型有軌穿梭車的無線通訊導航控制系統(tǒng)中導航射頻主動天線及磁釘?shù)陌惭b示意圖，如圖3所示，本系統(tǒng)的工作原理是:將固定位置信息的無源標簽(磁釘)每隔一定間隔(如1.4m)依次固定安放在穿梭車運行軌道線路上，作為定位系統(tǒng)中坐標參考點，我們需要設(shè)置一個位置固定的參考標簽，作為測量基準點來幫助進行位置校準。導航感應射頻主動天線RF-Active Antennas的標簽讀寫器及通訊設(shè)備安裝于穿梭車車上的左側(cè)底部。導航天線識別模塊41并通過can bus (控制器局域網(wǎng))通訊聯(lián)至穿梭車的車載控制器。
[0058]圖4為本實用新型有軌穿梭車的無線通訊導航控制系統(tǒng)中導航射頻主動天線及磁釘?shù)男畔鬏攬D。如圖4所示，當穿梭車通過一枚定位標簽(磁釘42)時，車載讀寫裝置讀取標簽內(nèi)的精確位置信息數(shù)據(jù)，通過導航感應天線的移動讀寫器與參考點標簽(磁釘42)之間的通訊，獲取兩者之間的無線射頻信號，繼而獲取導航感應天線讀寫器與多個參考標簽(磁釘42)之間的值。再根據(jù)該值與通信距離之間的對應關(guān)系，獲取導航感應天線讀寫器與多個參考標簽(磁釘42)之間的距離關(guān)系，并定位解算出其位置數(shù)據(jù)，并將位置數(shù)據(jù)送到處理器進行處理。接著，將獲得的位置數(shù)據(jù)進行融合，參考標簽所測得的位置與該點已知值進行比較后，獲得讀寫器的定位數(shù)據(jù)的校正值。然后及時將此校正值發(fā)送給待定位的標簽，修正標簽所測得的實時位置信息S，并將此信息上傳給讀寫器最終得到RFID (射頻識別)標簽的位置信息，從而實現(xiàn)精確定位(精度±20mm)。
[0059]基于RFID (射頻識別)技術(shù)穿梭車跟蹤定位是穿梭車運行控制系統(tǒng)的一項關(guān)鍵技術(shù)，通過對穿梭車的跟蹤定位。由于其具有高速移動物體識別、多目標識別和非接觸識別，準確、及時、可靠的獲取穿梭車位置信息等特點，是穿梭車安全、有效運行的保障，也是發(fā)揮效率，提高運能的前提。在碼頭自動化控制系統(tǒng)中扮演著越來越重要的角色，強有力地推動了工業(yè)自動化、現(xiàn)代物流等領(lǐng)域的發(fā)展。這樣提高了穿梭車運行的自動化水平，對碼頭自動化運輸具有重大意義。
[0060]圖5為本實用新型有軌穿梭車的無線通訊導航控制系統(tǒng)中穿梭車智能減速及自動定位流程圖。如圖5所示，本實用新型有軌穿梭車的無線通訊導航控制系統(tǒng)還具有智能減速及精確定位系統(tǒng)。本穿梭車的升速、恒速、減速和低速趨近定位點，整個過程都是位置閉環(huán)控制，減速和低速趨近定位點這兩個過程，對本系統(tǒng)的定位精度有很重要的影響。
[0061]當穿梭車在額定頻率下突然停止時，由于慣性作用，電機會發(fā)