Sensori a ultrasuoni in applicazioni AGV terminali completamente automatizzate
Contesto del progetto
Il porto di Shandong Qingdao, uno dei principali terminal completamente automatizzati al mondo, vanta una capacità di movimentazione merci di alto livello. Grazie all'integrazione di una tecnologia di automazione avanzata, il porto ha raggiunto operazioni ad alta efficienza senza interventi manuali in loco. Le operazioni portuali tradizionali richiedevano almeno tre operatori per gru a ponte e AGV. Tuttavia, l'automazione ha ridotto le esigenze di manodopera in loco dell'80%, aumentando al contempo l'efficienza economica del 30%.
In questo terminal container automatizzato, vengono utilizzati sensori a ultrasuoni per garantire un posizionamento preciso tra AGV e container. Ciò impedisce potenziali pericoli causati da disallineamenti dei container o cadute accidentali durante il trasporto.
Ambiente operativo AGV
1️⃣ Zone operative:
Gli AGV gestiscono le attività di trasporto orizzontale tra la banchina e il piazzale, operando in zone quali:
◾Zona di trasporto orizzontale: trasferisce i container dalle gru della banchina ai piazzali di stoccaggio.
◾Zona di scambio lato terra: interfaccia con i camion per il carico e lo scarico dei container.
2️⃣ Caratteristiche operative:
◾Alta precisione: gli AGV seguono percorsi predefiniti e requisiti di attività dal centro di controllo, garantendo una navigazione e un attracco precisi.
◾Comunicazione in tempo reale: lo scambio continuo di dati con il centro di controllo garantisce un'esecuzione efficiente delle attività.
◾ Flussi di lavoro impegnativi: il processo di movimentazione dei container include sollevamento, scorrimento, carico e rotazione, il che richiede sistemi di monitoraggio estremamente precisi.
Architettura del sistema
I sensori a ultrasuoni sono collegati al sistema di controllo dell'AGV tramite cavi dati per la trasmissione in tempo reale dei dati di misurazione. Il sistema di controllo elabora i dati dei sensori per calcolare la posizione relativa tra l'AGV e il contenitore, regolando la traiettoria dell'AGV per garantire un aggancio e un trasporto accurati.
Principio di funzionamento
1️⃣ Emissione e ricezione del segnale:
Quando l'AGV si avvicina a un contenitore, i sensori a ultrasuoni emettono segnali a ultrasuoni. Questi segnali vengono riflessi quando colpiscono il contenitore e ricevuti dai sensori.
2️⃣ Calcolo della distanza:
Misurando il tempo di andata e ritorno dei segnali ultrasonici, il sistema calcola la distanza tra l'AGV e il contenitore. Utilizzando i dati di tutti e quattro i sensori, il sistema di controllo determina la posizione precisa dell'AGV per un allineamento accurato del contenitore.
3️⃣ Regolazione dinamica:
Sulla base di misurazioni in tempo reale, il sistema di controllo regola dinamicamente la traiettoria dell'AGV per garantire un attracco corretto e operazioni di movimentazione fluide dei container.
Monitoraggio e allarmi in tempo reale
1️⃣ Funzionalità di monitoraggio:
Il sistema consente il monitoraggio in tempo reale della posizione relativa tra l'AGV e il contenitore, visualizzando i dati di output del sensore e i dati di misurazione sull'interfaccia.
2️⃣ Meccanismo di allarme:
Se l'AGV si discosta dalla posizione designata o rileva un allineamento non corretto del contenitore, il sistema attiva un allarme, avvisando gli operatori di adottare misure correttive ed evitare rischi per la sicurezza.
Funzioni chiave dei sensori a ultrasuoni
Ogni AGV è dotato di quattro sensori a ultrasuoni, installati agli angoli del veicolo e allineati con i quattro angoli del contenitore. Le loro funzioni principali includono:
1️⃣ Rilevamento della posizione del contenitore:
Rileva costantemente se il contenitore è posizionato correttamente sull'AGV. Se viene rilevato un disallineamento, il sistema invia un avviso al sistema di controllo per prevenire potenziali rischi come ribaltamento o caduta durante il trasporto.
2️⃣ Elevata affidabilità:
Progettato per resistere ad ambienti portuali difficili, tra cui elevata umidità, vibrazioni e polvere, garantendo un funzionamento stabile a lungo termine.
3️⃣ Comunicazione efficiente:
Integrato con il sistema di controllo dell'AGV tramite interfacce Ethernet, consente la trasmissione dei dati in tempo reale e migliora l'efficienza complessiva del sistema.
Vantaggi del sistema
1️⃣ Maggiore sicurezza:
I sensori a ultrasuoni monitorano l'allineamento dei container in tempo reale, prevenendo incidenti causati da container disallineati o caduti.
1️⃣ Miglioramento dell'efficienza operativa:
Garantisce un attracco preciso, riducendo il tempo impiegato per regolare il posizionamento dei container e aumentando la produttività del terminal.
1️⃣ Costi di manodopera ridotti:
L'automazione riduce significativamente la necessità di manodopera in loco, offrendo un modello operativo efficiente e conveniente.
Sensori a ultrasuoni consigliati
Caratteristiche dei sensori a ultrasuoni:
I sensori a ultrasuoni sono rinomati per la loro elevata affidabilità e la straordinaria versatilità, in grado di gestire attività di rilevamento complesse come il rilevamento di oggetti a livello millimetrico e la misurazione del livello del liquido. I loro metodi di misurazione assicurano un funzionamento stabile in quasi tutte le condizioni ambientali, dimostrando un'adattabilità senza pari.
Inoltre, questi sensori sono progettati per essere robusti e durevoli, il che li rende adatti ad ambienti di lavoro difficili. La superficie del sensore è dotata di una funzione autopulente basata sulle vibrazioni, che impedisce efficacemente l'accumulo di polvere e detriti. Sfruttando il principio fisico della propagazione delle onde sonore, i sensori a ultrasuoni funzionano in modo affidabile in quasi tutti gli ambienti, con solo pochi casi eccezionali.
I sensori a ultrasuoni sono ampiamente utilizzati nei seguenti settori industriali:
◾Ingegneria meccanica / Macchine utensili
I sensori a ultrasuoni sono ampiamente utilizzati nei seguenti settori industriali:
◾Ingegneria meccanica / Macchine utensili
◾Lavorazione del legno e produzione di mobili
◾Produzione di materiali da costruzione
◾Agricoltura e allevamento
◾Industria della carta e della cellulosa
◾Movimentazione dei materiali e logistica
◾Misurazione e monitoraggio del livello del liquido
◾Industria alimentare e delle bevande
◾Produzione di materiali da costruzione
◾Agricoltura e allevamento
◾Industria della carta e della cellulosa
◾Movimentazione dei materiali e logistica
◾Misurazione e monitoraggio del livello del liquido
◾Industria alimentare e delle bevande
◾Costruzione e infrastrutture
Tipo di uscita dei sensori a ultrasuoni | Sta per | ||
| Quantità di commutazione | Quantità di commutazione singola | 1 PNP | E3/E5 |
| 1 NPN | E2/E4 | ||
Quantità di commutazione doppia | 2 PNP | E6/E8 | |
2 NPN | E7/E9 | ||
PNP + NPN | E | ||
| Quantità analogica | Tensione analogica singola | Tensione analogica 0-10 V | Io |
Corrente analogica singola | Corrente analogica 4-20 mA | Io sono | |
Tensione analogica + corrente doppia uscita | 0-10 V + 4-20 mA | UI | |
Tensione analogica + interruttore PNP doppia uscita | Tensione analogica 0-10 V + PNP | UE5 | |
Corrente analogica + interruttore PNP doppia uscita | Corrente analogica 4-20 mA + PNP | IE5 | |
Tensione analogica + interruttore NPN doppia uscita | Tensione analogica 0-10 V + NPN | UE4 | |
Corrente analogica + interruttore NPN doppia uscita | Corrente analogica 4-20 mA + NPN | IE4 | |
Quantità digitale | Uscita RS485 con protocollo Modbus | R4 | |
Collegamento IO | Collegamento IO | Io sono | |
Misurazione della distanza senza contatto correlata
Campo di rilevamento: 20-120 mm Campo di rilevamento: 20-200 mm Materiale: placcatura in rame nichelato Tipo di connessione: connettore M12 a 4 pin
Campo di rilevamento: 60-1000 mm, 150-2500 mm Materiale: manicotto in rame nichelato Tipo di connessione: connettore M12 a 5 pin
Campo di rilevamento: 30-300 mm, 50-500 mm, 60-1000 mm Materiale: placcatura in rame nichelato, raccordi in plastica Tipo di connessione: connettore M12 a 5 pin
Campo di rilevamento: 100-2000 mm, 200-4000 mm, 350-6000 mm Materiale: placcatura in rame nichelato, raccordi in plastica Tipo di connessione: connettore M12 a 5 pin
