天车定位无线跟踪系统详细介绍

天车定位系统的研究与应用唐凤敏【摘要】主要阐述了定位系统在天车上的开发和应用,大大提高了天车的安全可靠性,减少人工劳动强度,提高了天车的工作效率,并解决了无人天车智能化的关键技术难题,为实现全程无人工干预调运及智能化库区管理打下了坚实的技术基础.【期刊名称】《中国金属通报》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】2页(P73,75)【关键词】天车;定位;系统【作者】唐凤敏【作者单位】河钢股份有限公司唐山分公司, 河北唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】TS1881 概述随着钢铁产业升级，科学的库房管理所带来的经济效益为国内外钢铁行业注入了新的活力，其中库房管理的智能化和信息化对于企业整个生产环节和物流环节的桥梁作用亦是有目共睹。

天车是工厂行业重要的搬运设备，天车的工作效率直接影响工厂车间的工作效率。

而传统天车依然依靠司机驾驶，手柄操作，地面指挥、司索工配合，效率低下，安全可靠性差，已经不能满足自动化和信息化驱使下生产发展的需要。

天车定位系统及无人化系统和库房智能化是当前的新兴发展方向，对实现智能制造，建设智能工厂意义重大。

2 系统架构组成整个库区的管理采用统一调度和多部天车协同控制的原则，因此将系统划分为计划层、任务层、命令层、基础层和执行层。

先由计划层通过分析相应库区的物料作用及作业类型，合理的制定物料的存放位置，分配给最优天车完成调运操作，再由执行层依据刚制定的作业计划，即作业工单下发至天车终端，通过对天车的X、Y、Z坐标位置的检测、主钩起吊状态的判断，实现了对钢卷信息的跟踪及定位，对库房中的物料能任一时间追踪其所在位置及其移动轨迹。

通过交互式双向数据流实时通讯，实现天车定位精确化、库房管理智能化、物流工艺信息化。

2.1 软件系统构成图根据库房管理的工艺特点，采用符合生产实际的高效智能化控制方案进行控制和全面监控，天车定位系统功能包括：仓储管理、下料作业、天车状态识别、记录上料卷、上料作业、倒库作业、天车跟踪显示、发货作业、监控下料卷、记录发货信息。

天车定位库区管理控制系统激光式天车防撞装置为适应天车现场的各类宽频谱工业光源和自然光源的干扰，以及大电流用电设备造成的供电电源波动和电磁辐射干扰，并考虑车间顶部的高温，采用低功耗二类激光相位测量原理。

当天车之间或天车与端头之间的距离小于安全距离时，设置在驾驶室的声光报警仪即发出声光信号，通知驾驶员谨慎操作，从而有效地防止碰撞事故发生，保证人身及设备的安全。

第1章系统简介1.1 现场概述桥式起重机都是以桥形主梁的金属结构作为主要承载构件横架在车间、仓库及露天料场固定跨间上方，并可沿轨道移动，取物装置悬挂在可沿桥架运行的起重小车上，使取物装置上的重物实现垂直升降和水平移动，以及完成某些特殊工艺操作的起重机，习惯上叫做“天车”或“行车”。

它具有构造简单、操作方便、易于维修、起重量大和不占地面作业面积等特点，是各企业中不可缺少的起重机械设备。

随着国民经济快速发展，信息化水平不断的提高, ERP、MES系统的普及，提高生产效率和安全保障越来越被重视，实现机械自动化是目前常用手段，起重机械作为现代化生产不可缺少的设备，被广泛地应用于冶金、煤炭、电力等各行业的各种物料的起重、运输、装卸安装和人员输送等作业中，从而大大减轻了体力劳动的强度，提高了劳动生产效率。

实现起重机械自动化最基础的问题就是位移检测，将检测到的位置信息送到可编程控制器（PLC），通过PLC控制变频调速器，进而控制走行电机的转速，则可达到自动走行、自动定位的目的。

1.2 目前采用的定位方式目前行车位置检测大多采用的是光电编码器装置（光码盘）、激光位移传感器、行走限位开关、RFID方式。

光电编码器装置，整套装置安装在驱动电机前部的一个金属壳体内，由盘状齿轮与定位车齿条啮合，通过驱动轴驱动编码器。

盘状齿轮的圆周与定位车驱动小齿轮的圆周相同。

编码器由传动齿轮自下而上通过减速机、联轴节驱动，实现定位车的位置检测。

这几种检测位置的方式均存在一定缺陷，具体表现如下：1) 光电编码器装置在车轮打滑就会形成累计误差, 相对定位的机械接触工作方式；2) 激光位移传感器在不洁净环境会失去作用，轨道沉降导致车辆走行抖动会使反光板靶位不准，亦会导致位置检测不准；3) 行走限位开关由于是点定位，对连续性位置检测存在盲区；4) RFID方式是无线点定位，存在漏读现象, 延时较大；故这几种传感器在检测位置时多数为机械式、灵敏度低、寿命短、故障率高、可靠性低，操作繁锁，而且存在溜放环节(即失控区)，致使半自动操作难以可靠稳定运行。

汽车定位跟踪器原理
汽车定位跟踪器是一种使用全球定位系统（GPS）技术来记录
汽车位置并进行实时跟踪的设备。

它通常由三个主要组件组成：GPS接收器、通信模块和控制单元。

GPS接收器是汽车定位跟踪器的核心部分，它能够接收来自GPS卫星的信号，并通过三角定位原理来计算汽车的准确位置。

GPS接收器使用接收到的卫星信号来确定汽车的经度、
纬度和海拔高度，并将这些数据传输给控制单元。

通信模块是汽车定位跟踪器与外部系统进行数据通信的关键组件。

它通常使用移动通信网络（如GSM、3G、4G或5G）来
传输汽车位置数据和其他相关信息。

通过通信模块，汽车定位跟踪器可以将实时位置数据发送到用户设备（如手机或电脑），用户可以通过这些数据实时跟踪汽车的位置。

控制单元是汽车定位跟踪器的中央处理单元，负责整合和处理从GPS接收器和通信模块接收到的数据。

它通常具有存储功能，能够将汽车的历史位置数据保存在内部存储器中。

控制单元还负责对外部指令的解析和执行，例如通过远程指令锁定车辆、启动警报等操作。

当汽车定位跟踪器安装在汽车上后，它会不断接收GPS信号
并计算出汽车的实时位置，通过通信模块将这些位置数据发送给用户设备。

用户可以使用相关的软件或应用程序来查看汽车的实时位置、历史轨迹和其他信息。

此外，汽车定位跟踪器还可以与其他系统相连，例如车辆安全系统，实现远程控制、警
报等功能。

总之，汽车定位跟踪器通过使用GPS技术和通信模块来实现对汽车位置的准确记录和实时跟踪。

它为车主提供了对车辆位置和状态的全面监控，并具备远程控制和安全防盗功能。

无线行车(天车)定位跟踪通信系统一、概述行车（天车）是工业生产及物流中不可缺少的设备，它可以显著提高生产及运输效率。

随着科学技术的发展和生产物流的需要，为了提高天车的运行效率及操作精准度，企业对行车（天车）的定位要求越来越突出,天车定位系统可以帮助企业实现天车操作的稳准快。

以自己特有的位置检测技术检测行车(天车)大车位置、小车位置、吊钩高度;配合其它操作检测,实时识别行车(天车)行为,精确定位所运载物料的流入流出点(三维坐标),车载计算机存储、更新、查询、显示该车工作区域的物料进,出,存状况;无线数传装置把地面站的计划、操作指令、操作条件传达给车载计算机;操作的状态,结果及相关数据实时传到地面站;地面站进企业网,方便各级管理人员查询。

二、技术方案使用独有的通过无线电波传输时间进行距离测量的技术，在行车车间四周安装无线定位参考点，在行车的大车、小车以及吊钩上安装无线定位移动点，可以实时检测并且通过无线发送大车、小车的位置以及吊钩的三维信息（包括XY座标以及高度）。

对行车进行实时定位后，该定位信息可以１、发送给天车司机进行实时操作反馈，提高天车运行效率，避免碰撞事故；２、对行车的位置进行历史记录，为后续的技术分析提供依据，优化操作流程以提高生产效率３、通过对行车位置的实时定位，实现行车的自动防碰撞；４、实时输出行车的位置信息，为实现自动化行车系统提供定位依据。

５、将实时行车信息接入企业内网，便于各级管理人员查看管理。

三、技术特点1.采用全无线的定位技术，只需连接低压电源即可正常工作，在特殊场合可以使用电池供电工作，安装简便。

2.采用２.4G无线定位技术，设备全密封，定位精度不受粉尘、天气、环境的影响。

3.采用绝对定位技术，没有累计误差，长时间工作无需归位校正。

4.采用先进的滤波算法，不仅能够得到某一时刻的位置，还能够通过历史的位置信息得到大车、小车以及挂钩的速度，为实现自动行车提供技术支持。

5.三维定位,对所监控空间立体分割.6.系统开放,可以接受称重装置、PLC等设备信号,也可输出信号给其它设备..三、功能1.实时检测并显示行车(天车)大车位置、小车位置、吊钩高度;.2.识别行车(天车)行为,确定物料的流入流出点..3.可以记录流入流出物料的名称,品种,数量.4.可以动态显示行车(天车)吊钩运行下方的物料数据.5.可以查询待取物料的位置.6.可以查询待存物料的应存放位置.7.可以进、出、存物料的名称、品种、数量、质量数据、存放位置,查询和统计,.四、用途1.炼钢厂钢坯库管理.2.轧钢厂钢坯库及钢材库管理.3.铁路货场管理.4.港口、码头货场管理.5.煤场天车调度管理6.其它用移动车辆搬倒货物的场合7.行车调度系统五、系统设备１.天车定位参考源：在车间或是货场周围分布，一般需要４到６个，位置预先测量，用于天车的大车、小车和挂钩定位参考基准，安装时只需低压直流电源。

gps防盗定位技术原理GPS防盗定位技术是目前广泛应用于汽车、物流、物品管理等领域的一种先进技术。

它基于GPS卫星定位系统，利用卫星对地面汽车的定位和跟踪，实现对汽车的高效防盗和定位。

下面，我们就一步步来了解GPS防盗定位技术的原理。

一、GPS卫星定位系统GPS卫星全球定位系统是由美国空天局计划与执行的一个由24颗卫星组成的系统。

它采用三角定位原理，精确测算接收器和三颗卫星的距离，再用导航接收器计算其位置。

这个系统不仅能够定位地面汽车，还能用于海上和空中交通管制、军事作战、天文学、地质学等领域。

二、GPS防盗装置GPS防盗装置是通过将GPS定位技术应用到汽车、物流、物品管理等领域，实现防盗和定位管理。

GPS防盗装置通常包括定位接收器、远程终端、防盗报警器等设备。

定位接收器是GPS防盗装置的核心部件，它与卫星通讯并接收卫星信号，利用三角定位原理计算汽车的实际位置。

远程终端则是接受汽车位置信息的终端设备，通常为移动设备或云端平台，可以显示汽车的位置、轨迹和状况等信息。

防盗报警器则是检测到汽车被盗后发出报警信号的装置。

三、GPS防盗定位技术原理当汽车被安装了GPS防盗装置后，在汽车行驶过程中，定位接收器将定期向卫星发出信号，接收返回的卫星信号，并计算出汽车的位置和速度。

同时，定位接收器会将位置信息发送给远程终端，远程终端接收后可以显示汽车的位置、轨迹和状况等信息。

当汽车被盗时，GPS防盗装置会发出警报，吸引执法部门的注意，同时在远程终端上显示被盗汽车的位置。

这时，用户可以通过移动终端向汽车发送指令，比如锁车、车辆熄火等，以成功防止和找回被盗汽车。

总之，GPS防盗定位技术的原理是基于GPS卫星定位系统的三角定位原理，通过定位接收器、远程终端和防盗报警器等装置实现汽车的高效防盗和定位。

随着技术的不断发展，GPS防盗定位技术也将更加广泛地应用于汽车、物流、物品管理等领域。

天车定位方式浅析天车定位是工矿企业信息化、自动化的一个基础环节。

本文主要介绍天车定位常用的几种方式，简述其工作原理、各自的优缺点及环境适应性，旨在为天车定位系统在硬件设备选型方面提供参考。

标签：天车定位；编码电缆；RFID；激光测距0 引言天车作为物料的运输工具，是工矿企业不可或缺的设备。

物料信息的转储在传统的天车运行模式下，不能做到信息的衔接，需要投入大量人力來盘查、抄送及复核，人身安全系数低、效率低、成本高且难免出错。

天车定位系统通过对天车运行轨迹的跟踪使得物料信息得以贯通，可减低风险、提高效率、节约成本，是企业生产信息化乃至无人值守自动化的基础。

1 天车定位天车定位对天车的大车、小车乃至吊钩的移动轨迹进行实时位置监测，实现天车两维乃至三维定位，自动确定天车和带载物料的物理位置；结合数据库即时存储天车定位信息，可以对作业区内的物料状态做到全面掌控。

在此基础上辅以智能调度系统，可对天车作业进行规划，指导天车运行，极大提高安全生产系和数物流节奏。

2 定位方式天车运定位对于吊钩的检测宜采用编码器，安装于卷筒主轴上随动，检测直接故而可靠、准确；若设备状态不允许也可采用激光测距，但安装及设备改动量较大，且不如编码器准确。

关于天车吊钩的高度检测，在此不多做叙述。

鉴于天车运行的特点，其定位检测对于天车大车和小车只能采用非接触式，常用的检测方式有编码电缆，RFID，激光测距等。

2.1 编码电缆编码电缆的外形为扁平状态，内部有若干对电线组成，任何一对线，相当于一个单圈线圈，分为通信对线和地址类对线两类。

通信线按一定的规律交叉，地址对线按照格雷码规律交叉。

将各对线重叠在一起，封装在氯丁橡胶压制的护套内。

编码电缆沿着天车的运行轨道固定安装，天线箱安装在天车侧面，随车移动。

编码电缆的终端对每一对线加一个匹配电阻，形成回路。

编码电缆的基本原理为电磁感应。

天线箱内的线圈分为两组，一组作为发送线圈，一组作为接收线圈；编码电缆中任何一传输对线的一个网孔，可以看成一个矩形单圈线圈。

冶金企业库区天车定位系统设计与应用摘要：从传统库区管理模式导致的各种问题着手，提出了库区管理必然向自动化方向发展的理论，通过介绍库区原管理模式引入天车定位系统，并着重对该系统的设计思路、功能以及结构进行介绍。

天车定位系统在北成品库上线以来，很好的满足了库区各种业务的需要，使库区管理提高到自动化水平，实现了预期目标，具有很高的推广价值。

关键词：库区定位自动化中图分类号：TN914 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）02-0000-00仓储是物流的一个重要环节，在整个物流体系中占据举足轻重的地位。

现有库区普遍采用基于人工的传统库区管理模式，由于管理模式的落后与不合理，直接导致库区货物管理混乱，货物出入库效率低下，严重制约了物流的顺畅和经济运行。

实施天车定位系统可以优化库区管理，使库区管理达到自动化水平，提高库存货物信息准确率、减少库区管理人员工作量、降低相应物流费用、提高整体物流水平，具有很高的推广价值。

1 库区管理自动化是发展的必然在物流高速发展的今天，仓储是咽喉也是瓶颈，为了突破瓶颈使其发挥最大效力并带动物流向前发展，就必须优化和改善这一环节。

此时，库区管理的重要性就突显出来。

高效的库区管理可以提高货物流经库区的效率，进而提升整体物流水平；落后的库区管理导致货物在库区流动受阻甚至停滞，降低了整体物流的效率。

因此库区管理不能在传统的管理模式下停留不前，必须加快库区管理的自动化建设，这既是创建库区可持续发展的必经之路，也是库区管理亟待解决的工作目标与任务。

2 北成品板卷库原状北成品库是新落成的现代化库区，尽管库区硬件水平有了较大的改善，装卸能力得到了相应提高。

然而，面对主体生产规模不断地扩大，却仍沿用着传统的库区管理模式，库区管理基于人工完成，库区作业都得有库区管理人员现场指挥并手工抄录结果。

这样的管理模式导致库区重复出现以下问题：（1）库区货物存放混乱，货物信息错误甚至短缺。

286管理及其他M anagement and other天车定位及物流跟踪管理系统在炼钢厂中的应用夏华刚（新余钢铁集团公司，江西 新余 338001）摘 要：阐述了新钢第一炼钢厂应用天车定位及物流跟踪管理系统，采集天车运输设备、铁水、废钢运输所有设备位置信息、物料及重量信息，实时监控天车运行坐标、工位、物料、物重等关键信息，并实时动态展示废钢、铁水运输动态信息和动作信号，和炼钢车间实时生产情况。

具有物流跟踪、计量管理、生产过程实时监控等功能，有效提高企业生产效率，具有很高的实用价值。

关键词：天车定位；物流跟踪；计量管理；实时监控中图分类号：TF089 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2018）06-0286-2新钢公司第一炼钢厂隶属于新余钢铁集团公司，是公司主体生产单位，厂内主要装备：3座110吨转炉、3座LF炉、1座RH真空精炼炉、2台6机6流方坯连铸机、1台210*1400板坯连铸机、1台250*2300板坯连铸机、和32部天车（桥式起重机）。

按厂房结构分：渣跨、加料跨、炉子跨、钢水接收跨、连铸跨、切割跨、出坯跨，共7跨。

炼钢生产产品生产批量大，质量要求高，须大量原料和半成品（铁水、生铁、废钢等）同时进入生产过程；铁水温度、成分信息、废钢结构、铁钢比装入量等大量信息，都直接影响生产的连续性和产品的质量。

原新钢第一炼钢厂炼钢生产过程中主要依靠人工对进厂铁水的温度、铁水成分；进厂铁水罐数量、每罐铁水重量等信息，通过调度询问后，人工输入电脑，传递给炼钢车间[1,2]。

同时每斗废钢的废钢装入量、废钢结构、每炉钢钢水成分、温度等信息，也须通过人工输入电脑，指导炼钢生产。

因此经常出现信息传递不及时、输入信息不准确、人员缺员紧张、生产作业效率低等现象[3-5]。

1天车定位及物流跟踪管理系统的原理以天车大车轨道方向为X轴，以天车小车轨道方向为Y轴，分别加装编码电缆，采集位置检测信号；分别整合天车称、废钢平车称、铁水平车称等物重信息；然后把位置信号和物重信号无线传输至用户端，通过以太网传输至天车系统服务器和生产信息化管理系统（MES系统)。

211中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2018.05 （下）天车是生产作业中很重要的搬运设备，在工业生产活动中应用得非常广泛。

本着以人为本的原则，现实中对安全生产的要求越来越高。

为了达到安全精准高效的目标，无人天车应运而生。

摆脱了传统天车定点定位的单一人为的操作模式，无人天车通过PLC 接收现场传感器信号后直接作出响应，可以做到将吊物准确无误地吊运并摆放至指定位置。

传统天车的弊端很多，如人工成本高、安全系数低、工作效率低等，天车无人化操作能很好的解决这些问题。

无人天车的关键技术难题在于其能否精确定位。

本系统很好的解决了这一难题。

1 工作原理和系统构成无人天车采用PLC 和变频器为核心组件，现场安装时以精准测量数据的编码尺和编码器用于三维定位。

通过无线通讯系统将PLC 与移动面板有机结合。

通过人机界面将所要完成的动作一次性输入PLC，PLC 进行多级运算后得出最佳运行方案，将执行命令发送给下级模块和变频器。

现场动作完全自主完成，多项操作任务可同时进行，有效提高工作效率。

系统构成图见图1。

该系统一改传统天车单一接触器控制模式，使用新型PLC 多元控制。

天车运行更平稳，吊物摆幅小，安全系数高。

图1 无人天车定位系统构成图我们把车间物料和设备在三维立体空间内定位，每个物料或设备都有1个确定的三维立体坐标。

设定大车位置为X 坐标，小车位置为Y 坐标，吊钩位置为Z 坐标。

该系统主要包括位置检测装置和天车控制系统。

位置检测装置：大车、小车位置的检测采用线性绝对值编码尺系统，该系统主要有：读码器、编码尺、编码尺接口模块及安装附件。

读码器采取短距离的红外对射方式读取编码尺上的位置信息，并计算出位置值，位置信息和诊断数据经编码尺接口模块，通过PROFINT 网络传输至PLC 控制器CPU 中。

线性绝对位置编码尺系统无机械接触、无磨损，实时检测，基本不受震动、冲击、灰尘、温度波动的影响，可靠性高、维护方便，能用于恶劣环境工况。