一种模拟运行装置论文和设计-朱军科

全文摘要

本实用新型公开一种模拟运行装置，设置中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站、中央控制单元、区域控制单元以及操作站和模拟小车，用户可在中央控制单元工作站将测试项目程序上载到其中一个中央控制单元，在区域控制单元工作站将测试项目程序上载到各区域控制单元，区域控制单元收集与其连接的各模拟小车的运行状态、任务、实时位置等信息，并反馈至与之连接的中央控制单元，各中央控制单元将各区域控制单元传输来的执行信息实时上传至监控控制单元工作站，并将一些指令、操作信息发送给各区域控制单元，完成数据和指令的处理、中转、监控，实现对智能轨道物流系统的模拟运行，避免在调试运行时浪费成本。

主设计要求

1.一种模拟运行装置，其特征在于：包括中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站、至少1个中央控制单元、至少1个区域控制单元、至少1个操作站以及至少1个模拟小车；所述中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站与同一个中央控制单元连接；所述各中央控制单元依次连接，双向通信；在每个中央控制单元处，连接有至少1个区域控制单元；在每个区域控制单元处，连接有至少1个操作站以及至少1个模拟小车。

设计方案

1.一种模拟运行装置，其特征在于：

包括中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站、至少1个中央控制单元、至少1个区域控制单元、至少1个操作站以及至少1个模拟小车；

所述中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站与同一个中央控制单元连接；所述各中央控制单元依次连接，双向通信；在每个中央控制单元处，连接有至少1个区域控制单元；在每个区域控制单元处，连接有至少1个操作站以及至少1个模拟小车。

2.根据权利要求1所述的一种模拟运行装置，其特征在于：

所述中央控制单元为2个，这2个中央控制单元为第一中央控制单元和第二中央控制单元；

所述中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站分别与第一中央控制单元连接，双向通信；所述第一中央控制单元与第二中央控制单元连接，双向通信。

3.根据权利要求2所述的一种模拟运行装置，其特征在于：

所述区域控制单元为4个，这4个区域控制单元为第一区域控制单元、第二区域控制单元、第三区域控制单元和第四区域控制单元；

所述第一区域控制单元与第一中央控制单元连接，双向通信；所述第二区域控制单元与第一中央控制单元连接，双向通信；所述第三区域控制单元与第二中央控制单元连接，双向通信；所述第四区域控制单元与第二中央控制单元连接，双向通信。

4.根据权利要求1所述的一种模拟运行装置，其特征在于：

所述操作站的类型包括发送站点、接收站点和维修站点；在每个区域控制单元中，连接有发送站点、接收站点和维修站点中的至少1种类型站点。

5.根据权利要求1所述的一种模拟运行装置，其特征在于：还包括短信模块；所述短信模块与监控控制单元工作站连接。

6.根据权利要求1所述的一种模拟运行装置，其特征在于：在所述每个区域控制单元中，区域控制单元与各模拟小车无线连接。

7.根据权利要求1所述的一种模拟运行装置，其特征在于：所述监控控制单元工作站安装有组态王。

8.根据权利要求1所述的一种模拟运行装置，其特征在于：所述中央控制单元为S7-300可编程程序控制器。

9.根据权利要求1所述的一种模拟运行装置，其特征在于：

还包括交换机；

所述中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站和与它们共同连接的中央控制单元之间通过所述交换机传输控制指令和数据；所述各中央控制单元依次连接时，通过所述交换机传输控制指令和数据；在每个中央控制单元处，所述中央控制单元和与之连接的区域控制单元之间通过所述交换机传输控制指令和数据；在每个区域控制单元处，所述区域控制单元和与之连接的操作站之间通过交换机传输控制指令和数据。

10.根据权利要求6所述的一种模拟运行装置，其特征在于：

还包括通信模块；所述区域控制单元和与之无线连接的模拟小车之间通过通信模块传输控制指令和数据。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及智能轨道物流试运行领域，具体涉及一种模拟运行装置。

背景技术

智能轨道物流系统主要包括物流小车、物流轨道、转轨器等，在在计算机的控制下，模拟小车在物流轨道上传输物品，传输过程中，有时需要通过转轨器转变轨道运行。智能轨道物流系统在完成设计后投入使用前，需调试运行，调试成功后再投入实际使用，避免在实际使用过程中出现始料未及的故障、缺陷，或者产生物流瘫痪的严重后果，影响调度效率。

调试运行时，在发现故障或缺陷的过程中，软硬件可能需要反复修改、反复调试，无论在人力、物力、时间、资金方面投入均过大，因此，有必要在调试运行前进行模拟运行，通过模拟运行来验证智能轨道物流系统涉及的控制、传输、处理的准确性，通过模拟运行，可提早发现不足或缺陷，提前改进，避免在调试运行时浪费成本。

实用新型内容

本实用新型提供一种模拟运行装置，解决现有技术中存在的智能轨道物流系统未在调试运行前进行模拟运行，导致调试运行时在人力、物力、时间、资金方面成本过高的问题。

本实用新型通过以下技术方案解决技术问题：

一种模拟运行装置，包括中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站、至少1个中央控制单元、至少1个区域控制单元、至少1个操作站以及至少1个模拟小车；所述中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站与同一个中央控制单元连接；所述各中央控制单元依次连接，双向通信；在每个中央控制单元处，连接有至少1个区域控制单元；在每个区域控制单元处，连接有至少1个操作站以及至少1个模拟小车。

进一步地，所述中央控制单元为2个，这2个中央控制单元为第一中央控制单元和第二中央控制单元；所述中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站分别与第一中央控制单元连接，双向通信；所述第一中央控制单元与第二中央控制单元连接，双向通信。

进一步地，所述区域控制单元为4个，这4个区域控制单元为第一区域控制单元、第二区域控制单元、第三区域控制单元和第四区域控制单元；所述第一区域控制单元与第一中央控制单元连接，双向通信；所述第二区域控制单元与第一中央控制单元连接，双向通信；所述第三区域控制单元与第二中央控制单元连接，双向通信；所述第四区域控制单元与第二中央控制单元连接，双向通信。

进一步地，所述操作站的类型包括发送站点、接收站点和维修站点；在每个区域控制单元中，连接有发送站点、接收站点和维修站点中的至少1种类型站点。

进一步地，还包括短信模块；所述短信模块与监控控制单元工作站连接。

进一步地，在所述每个区域控制单元中，区域控制单元与各模拟小车无线连接。

进一步地，所述监控控制单元工作站安装有组态王。

进一步地，所述中央控制单元为S7-300可编程程序控制器。

进一步地，还包括交换机；所述中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站和与它们共同连接的中央控制单元之间通过所述交换机传输控制指令和数据；所述各中央控制单元依次连接时，通过所述交换机传输控制指令和数据；在每个中央控制单元处，所述中央控制单元和与之连接的区域控制单元之间通过所述交换机传输控制指令和数据；在每个区域控制单元处，所述区域控制单元和与之连接的操作站之间通过交换机传输控制指令和数据。

进一步地，还包括通信模块；所述区域控制单元和与之无线连接的模拟小车之间通过通信模块传输控制指令和数据。

与现有技术相比，具有如下特点：

1、设置中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站、至少1个中央控制单元、至少1个区域控制单元以及与区域控制单元通信的至少1个操作站和至少1个模拟小车，用户可在中央控制单元工作站将测试项目程序上载到其中一个中央控制单元，在区域控制单元工作站将测试项目程序上载到各区域控制单元，区域控制单元收集与其连接的各模拟小车的运行状态、任务、实时位置等信息，并反馈至与之连接的中央控制单元，各中央控制单元将各区域控制单元传输来的执行信息实时上传至监控控制单元工作站，并将一些指令、操作信息发送给各区域控制单元，完成数据和指令的处理、中转、监控，实现对智能轨道物流系统的模拟运行，避免在调试运行时浪费人力、物力、时间、资金等成本。

2、可根据转轨器数量的不同来设置相应的区域控制单元，每个区域单元可根据实际需求绑定至少1种类型的站点，充分考虑物流小车、物流轨道、转轨器、发送站、接收站、维修站等各个组成部分和谐运行的因素，提高模拟运行的真实性，能真实地反应调试运行、实际运行中可能存在的不足和缺陷。

附图说明

图1为本实用新型结构原理框图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于这些实施例。

用户在中央控制单元工作站将测试项目程序上载到其中一个中央控制单元，测试项目程序通常包括智能轨道物流系统运行时所涉及的控制执行、数据传输处理和数据传输，例如物流小车的前进和后退、物流小车运行过程中是否有障碍、物流小车的实时位置、转轨是否正常等。

中央控制单元设有S7-300控制器，S7-300控制器是适用于较为复杂的控制的可编程程序控制器，提供多点通信接口和分布式外设接口，适用于本申请。中央控制单元是模拟运行的枢纽，实现控制指令、数据的上传下达：各中央控制单元收集与之连接的各区域控制单元传递来的监控数据，如区域单元的通信状况、各个操作站的停车数量、各个操作站的硬件运行、各个操作站的通信情况、正在运行的模拟小车的运行状态以及实时位置等。各中央控制单元将收集到的数据上传至监控控制单元工作站，各中央控制单元还向与之连接的各区域控制单元转发控制指令，再由区域控制单元将控制指令发送至与之连接的操作站和模拟小车，以完成对控制逻辑、数据交换的正确性的验证。

用户在区域控制单元工作站测试项目程序上载至各个区域控制单元中，还将各类型站点的操作站的项目程序下载至操作站的触摸屏中。区域控制单元工作站与各个区域控制单元连接，并切换至监控监控控制单元工作站。

本申请还设有通信模块，在所述每个区域控制单元中，区域控制单元与各模拟小车无线连接，所述区域控制单元和与之无线连接的模拟小车之间通过通信模块传输控制指令和数据。区域控制单元设有S7-1200控制器，S7-1200控制器有多个不同模块，可对每个模块进行扩展，S7-1200控制器是紧凑型、模块化的可编程程序控制器，可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI和网络通信等任务，正好满足智能轨道物流系统中多种不同类型、数量的转轨器对不同控制器模块的需求，还满足对模拟小车控制的同时与操作站触摸屏交换指令、数据的需求。区域控制单元的作用在于：与中央控制单元通过以太网通信方式进行数据传输，向中央控制单元传递本区域内模拟小车、转轨器、操作站数据；根据中央控制单元的指令，对本区域内的模拟小车、转轨器、操作站进行控制；与相邻区域控制单元在模拟小车出入时进行信息交换和行走逻辑控制；通过载波通信方式与区域内模拟小车进行数据交换，以及对模拟小车进行行走控制、解锁控制、目的地切换、参数修改等；接收本区域内操作站的操作指令，经逻辑控制，上传的指令发送至中央控制单元，将下发的控制指令发送至本区域的操作站和模拟小车，实现发车、调车、存车、解锁、行走控制等；根据模拟小车的目的地，控制转轨器进行路径变化。

操作站安装有触摸屏，用户可在触摸屏进行任务设置。操作站通常包括发送站点、接收站点和维修站点，发送站点是指模拟小车的当前停车位置，接收站点是指模拟小车的目的地，维修站点则是指维护、维修模拟小车的站点。每个区域控制单元，可以绑定发送站点、接收站点和维修站点中的至少1种类型站点。通常，每个区域控制单元可根据设置的IP地址以及端口号绑定1-3个操作站。操作站对进入本区域的模拟小车进行实时控制，对停在本区域内的模拟小车进行发车、调车、存车、解锁、行走控制等，也可以对停在相邻区域的模拟小车进行调取。

监控控制单元工作站安装有组态王，实时监控模拟运行过程中各个区域的运行路线、模拟小车的运行状态、转轨器的位置等。组态王是一种监控系统软件，提供实时数据库，是一个为用户提供数据汇总、分析及管理的平台。该监控系统软件可分为是三层，即控制层、监控层和管理层，监控层连接有控制层和管理层，在智能轨道物流系统的模拟运行过程中完成上传下达，实时监测和控制。

本申请还设有短信模块；所述短信模块与监控控制单元工作站连接。当模拟过程出现设备故障，区域控制单元将故障信息上传至中央控制单元，再由中央控制单元发送至监控控制单元工作站，由监测控制单元工作站处理故障信息，并通过短信模块下发故障信息至外部接收设备，同时在监控界面显示故障信息。

根据实际需求，中央控制单元优选地设置2个，这2个中央控制单元为第一中央控制单元和第二中央控制单元；所述中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站分别与第一中央控制单元连接，双向通信；所述第一中央控制单元与第二中央控制单元连接，双向通信。所述第一中央控制单元与至少1个区域控制单元连接；所述第二中央控制单元与至少1个区域控制单元连接。区域控制单元优选地设置4个，这4个区域控制单元为第一区域控制单元、第二区域控制单元、第三区域控制单元和第四区域控制单元；所述第一区域控制单元与第一中央控制单元连接，双向通信；所述第二区域控制单元与第一中央控制单元连接，双向通信；所述第三区域控制单元与第二中央控制单元连接，双向通信；所述第四区域控制单元与第二中央控制单元连接，双向通信。

第一中央控制单元与中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站均连接，往与其连接的区域控制单元上传下达控制指令和数据，同时横向向相邻的第二中央控制单元上传下达控制指令和数据。设置4个区域控制单元，源于现有物流轨道的多方向性，模拟小车在运行过程中经过的转轨器可能是1个、2个、3个，甚至4个，转轨器的增加，在控制指令以及数据方面，存在验证内容的增加，有必要根据转轨器的数量针对性设定相应的区域控制单元。

本申请还设有交换机；所述中央控制单元工作站、区域控制单元工作站、监控控制单元工作站和与它们共同连接的中央控制单元之间通过所述交换机传输控制指令和数据；所述各中央控制单元依次连接时，通过所述交换机传输控制指令和数据；在每个中央控制单元处，所述中央控制单元和与之连接的区域控制单元之间通过所述交换机传输控制指令和数据；在每个区域控制单元处，所述区域控制单元和与之连接的操作站之间通过交换机传输控制指令和数据。各工作站、控制单元、操作站之间的控制指令和数据传输，均通过交换机转接。

本申请提供各类工作站、控制单元、操作站以及相应的模拟小车，并给出相应的连接关系，用户可根据提供的硬件组成、硬件连接关系，上传、上载符合模拟运行的测试程序便可完成模拟运行，本申请旨在为模拟运行搭建硬件平台，未涉及程序的改进。

设计图

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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