Como se realiza o interbloqueio entre pontes rolantes e AGVs? Solução de engenharia para a coordenação entre veículos de transporte no solo e pontes rolantes numa fábrica inteligente

天车与AGV/RGV在同一空间内作业时，设备间的安全互锁是防止碰撞的第一道防线。互锁需要覆盖天车-天车、天车-AGV、AGV-AGV、天车-RGV和AGV-RGV五类组合。本文从四层互锁设计、状态共享数据结构、三级安全阈值、对接工位配合到通信协议映射，解析工程实现方法。

天车与AGV共线互锁场景与策略

天车与AGV共线作业时碰撞风险来自多维度。五类场景互锁优先级：天车-天车最高（同轨相向后果严重），AGV-AGV最低（速度低质量小）。调度PLC每100ms接收所有设备状态广播，计算每对的三维距离（X/Y/吊物高度），执行预警/减速/停机三级响应。12台设备需计算66对距离，互锁代码约200行SCL，执行1~2ms。

天车-AGV对接工位设计与定位配合

天车与AGV的对接工位是协同作业的关键节点，对接精度直接影响物料交接的可靠性和效率。对接工位设计要点：AGV在工位区域的定位精度要求±10mm（使用激光反光板或二维码校正），天车吊物下降位置的精度要求±5mm（激光+编码器融合定位）。天车吊钩与AGV载货台的对接采用导向锥面设计——天车吊钩底部为60°锥角，AGV载货台定位孔为45°倒角，锥面导向可在水平偏差±15mm范围内自动导正。

对接时序参数：AGV进入对接工位→停准定位（耗时3~5秒）→广播”对接就绪”→天车收到后启动下降→吊物底部距AGV载货台500mm时降速至20%额定速度→最后100mm降速至5%额定速度→触发行程开关确认到位→脱钩→天车起升至安全高度（≥AGV高度+500mm）→广播”对接完成”→AGV确认安全后驶离。整个对接循环约20~30秒，其中天车下降段约12~18秒。克鲁德重工在某汽车厂实测对接成功率99.7%（1000次对接失败3次，均为AGV定位超时触发重试）。

安全阈值设定与急停回路

天车与AGV共线作业的安全距离按三级阈值分级设定。以某钢厂连铸跨为例：12台天车+8台AGV同时作业，安全距离按天车-天车、天车-AGV、AGV-AGV、天车-RGV、AGV-RGV五类场景分别设定。实时距离由UWB定位系统（精度±10cm，更新频率10Hz）上报给PLC，PLC按以下阈值表触发三级响应：

老旧天车加装AGV互锁改造方案

已服役5~15年的天车要实现AGV互锁，需根据现有电气控制系统的类型制定差异化改造方案。改造内容分三个层面：感知层（加装UWB定位标签和测距传感器）、控制层（PLC升级或新增）、通信层（以太网组网和互锁逻辑编程）。以下按天车电气类型逐类说明。

继电器控制天车（占存量约30%）。这类天车无PLC，仅有接触器-继电器控制回路，须整体升级。推荐方案：新增西门子S7-1200控制柜（含CPU 1212C、SM1222 DO模块×1、SM1231 AI模块×1、24V开关电源、柜体），同时更换主令控制器和联动台。接线要点：起升/运行接触器线圈信号引自S7-1200 DO模块（中间继电器隔离），原热继电器信号接入DI通道。费用约1.6万元/台（含控制柜、传感器、安装调试），工期5~7天（含现场停机电工接线和编程联调）。

已有PLC天车（约50%）。多数天车已配PLC（西门子S7-200/S7-300或三菱FX系列），保留原PLC，仅增加通信模块和互锁逻辑。S7-200配CP243-1以太网模块（约1500元），S7-300配CP343-1（约2500元）。在原有PLC程序新增AGV互锁子程序：PLC通过以太网接收AGV调度系统发来的位置坐标和安全区状态，与本车位置比对后输出互锁信号。程序梯形图约80~120行，含心跳检测（周期500ms，连续3次丢失触发紧急停机）。费用约3000~5000元/台（含模块、编程调试），工期2~3天。

智能天车（约20%）。2019年后出厂的天车多标配西门子S7-1200/S7-1500 PLC和工业以太网接口，仅需在原有程序基础上增加AGV互锁功能块（FB）。克鲁德重工提供标准互锁功能块（兼容S7-Graph和LAD）。编程要点：在OB1中添加FC_AGV_Interlock调用，输入参数包含本天车ID和UWB坐标，输出参数包含互锁状态（0=正常/1=预警/2=减速/3=停机）。互锁状态写入原PLC安全停车程序的前级连锁位。费用约2000~3000元/台，工期1天（含远程调试）。所有改造方案升级后，天车PLC均通过Profinet接入工厂以太网，与AGV调度系统数据交互周期≤200ms。

改造后验证步骤：①先空载验证互锁逻辑：分别模拟天车-AGV在不同距离下的预警、减速、停机三级响应，每级测试≥10次；②再负载验证：按实际吊载工况复测，确认制动距离合格；③耐久测试：连续运行24h无异常报警。所有测试数据记录在改造交付报告中。克鲁德重工提供上门勘测、方案设计、施工安装和售后维保一条龙服务。

天车与AGV通信协议与数据映射

天车PLC与AGV调度系统的数据交换采用标准工业协议——Profinet RT或Modbus TCP。天车每100ms向AGV调度系统发送的数据包（16字节）：天车ID(2B)、大车位置(mm,4B)、吊物高度(mm,4B)、运行状态(1B,0=空闲/1=搬运中/2=待命/3=故障)、天车在对接工位标志(1B,0=否/1=是)、预留(4B)。AGV调度系统每100ms向天车广播的数据包（20字节：4台AGV×5字节/台）：AGV ID(1B)、位置X(2B)、位置Y(2B)、速度(1B)、方向角(1B)、与天车对接状态(1B,0=无关/1=就绪/2=交接中/3=完成)、预留(2B)。

数据映射在TIA Portal中配置：天车PLC侧创建全局数据块DB_AGV_Interface（长度200字节），映射AGV调度系统写入的所有数据。AGV调度系统（上位机或PLC）通过Profinet IO或Modbus TCP Client写入DB_AGV_Interface中对应的地址。配置完成后用西门子PRONETA软件验证通信链路：数据刷新周期≤100ms、报文丢失率≤0.01%。克鲁德重工提供通信组态标准模板，含天车PLC的AGV接口DB块（S7-1200/1500各一套）和AGV调度系统的数据映射配置文件。

Perguntas frequentes