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《南京师范大学》 2019年
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智能密集架控制系统的研究与开发

高颂  
【摘要】:高密度的物料、图书档案储存方式常采用密集架方式。传统密集架控制方式是手动控制或单纯机电控制[1]。手动密集架控制需转动手柄,通过链条传动机构使其移动,不但操作缓慢且劳动强度大。单纯的机电密集架控制操作繁琐不方便,不具备存储物体的信息查询和管理功能,功能单一,且缺乏安全防护功能。本论文研究将单片机控制技术、现代通信技术以及数据库管理技术应用到密集架的控制管理中,使密集架控制实现自动化、信息化。现场实地测试表明研制的智能密集架控制系统具有很好的应用价值[2]。本论文研究的智能密集架控制系统主要由固定列控制器及移动列控制器两大部分组成。控制器均以增强型高性能51单片机为控制核心,采用迪文串口屏作为人机交互设备,具有编程方便、操作简单、界面用户体验良好的特点。移动列设计采用自带霍尔元件位置反馈的直流无刷电机为动力驱动,容易实现移动列的位置检测以及移动速度的PID控制。为了能够使得密集架运行既要速度快又要“平稳”,论文研究了密集架移动列的启动、停止升降速控制方法。针对移动列操作时特别重要的安全性问题,论文研究设计了移动列控制器短路闭锁控制、光电遮光保护、方向信号与限位信号的联锁控制等几个安全保护关键技术。考虑到多个移动列在移动过程中要防止相互碰撞,论文采用以固定列控制器为主机,众多移动列控制器为分机,通过MODBUS通信协议进行协调控制。既保证架体之间的通信可靠,也使得各移动列运动有序协调。实际操作结果表明论文设计的智能密集架控制系统具有稳定、运行方便智能化的特点,且能够保证人和物在系统的运行过程中保持安全。本论文的主要工作及创新点如下:(1)研究了密集架控制的多种安全保护技术,包括针对人身安全的软硬件保护及信息安全的软件保护等技术,确保智能密集架的安全运行。(2)设计了密集架固定列和移动列控制器的硬件电路,以及基于串口触摸屏的人机界面软件及单片机的控制和ModBus通信软件。(3)研究了防止移动列在移动过程中发生摇晃或碰撞的升降速控制方法。(4)研究设计了对射式异步红外计数电路及大电流窄脉冲红外扫描手势识别电路的特色电路,使得密集架操作更安全也更智能便捷。(5)研究了基于PID控制算法的电机速度控制,保证了密集架的平稳运行。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:G270.7;TP273

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