無人天車自動裝卸車系統優化

唐山鋼鐵集團信息自動化部 張科科

1 技術背景

無人天車的自動裝卸車系統主要靠SRS、PLC系統和天車二級來實現，SRS系統來為天車提供工作的坐標。SRS為天車自動入庫/出庫任務提供了很大便利，使得入庫/出庫作業能夠自動進行。

2 現象描述

自動裝卸車作業的成功與否完全取決于SRS系統能否為其提供準確的鋼卷坐標。而通過日常運行，發現SRS系統在為無人天車系統入庫/出庫作業提供坐標時，容易出現以下問題：

（1）來唐鋼高強汽車板拉貨配貨的貨車，很多車箱的側板無法打開，這時SRS有可能掃描不出鞍座位置，導致自動入庫/出庫作業無法實現。

（2）有的車箱體尺寸太窄，當吊寬卷時，會使SRS系統在進行坐標位置計算時，認為鞍座與車側板的距，小于天車的安全卸卷位置，而產生報錯，導致自動入庫/出庫任務無法使用。

3 優化方案

為解決以上問題，需改變自動裝卸車系統的工作流程，當SRS不能為自動裝卸車系統提供準備的坐標時，SRS系統應該及時通知A模塊系統，并通過A模塊通知WMS系統，這時WMS可以應急使虛擬坐標，并把工作模式由完全自動模式，改為取卷/放卷外全自動的應急模式。控制流程圖如圖1所示：

圖1 無人天車自動裝卸車應急系統控制流程

并且從以下幾個方面對系統進行優化：

WMS系統：通過數據統計技術，利用以往工作日志分析， 得出2個用于入庫/出庫的虛擬坐標，并寫入系統數據庫。

A模塊系統：增加SRS系統故障時應急操作功能，當SRS出現問題時，根據三級的信息結合庫位管理系統，自動把虛擬坐標發送給最適合該任務的天車。

PLC系統：通過對WMS下發任務報文進行分解，判斷SRS是否故障模式，并對故障模式下的各種控制方式和參數進行修改。

通過分析現場出現的問題，從以下幾個方面對自動裝卸車系統進行了優化：

對WMS系統的優化：

（1）設置虛擬地址

把2015年以后SRS系統投入以來，自動入庫/出口作業時，得到的所有坐標記錄整理生成數據庫，分別對X,Y方向的坐標進行范圍劃分，X方向以200MM為一區間，Y方向以100MM為一區間，然后利用excel表對數據單位進行數據篩選和整理，以XY方向的最小值開始范圍篩選，得到一坐標范圍，以及該范圍出現的頻率。把出現頻率最高的范圍篩選出來，取其中心點坐標設置為虛擬地址。

（2）WMS實時識別SRS處于故障狀態

在WMS與A模塊系統的通訊報文中，增加SRS狀態字段，并修改WMS使其實時分析報文，當發現SRS處于故障狀態時，WMS系統及時切換到SRS應急模式。

（3）自動裝卸車系統故障時，WMS控制方式改變

WMS切換至應急模式，并對天車運行模式進行修改，以前設計為在SRS進行入庫/出庫操作時，天車模式只能為自動取卷+自動放卷，現在修改為當SRS處于應急模式時，自動將模式切換為自動取卷+遙控放卷。

對A模塊系統的優化：

（1）在A模塊與WMS的通訊報文中增加關于SRS是否正常的報文，這樣當主控切換至SRS應急模式時，WMS會收到該信息。

（2）把該虛擬地址，映射成A模塊下發工作任務的程序地址，并將其隱藏于操作畫面中，當SRS正常運行時，這兩個坐標位置在A模塊的任務選擇界面不可用。

（3）在操作畫面上增加模式切換功能，當SRS出現問題后，及時切換到應急模式，這時在正常狀態時隱藏的虛擬的鞍座會顯示在A模塊的任務選擇界面，A模塊會把無人天車入庫/出庫任務的目標位置設置為上面定義好的程序位置。

對PLC系統的優化：

（1）在PLC與WMS的通訊報文內容中增加關于SRS是否正常的報文，這樣當主控切換至SRS應急模式時，WMS會通過TCP/IP協議將該狀態反饋給天車PLC系統。

（2）更改天車定位系統的偏差允許值：自動裝卸車系統處于應急模式下時，WMS下發給天車的目標位置，將不在是個精確值，而是一個范圍值，為避免無人天車定位所產生時間上的浪費，在PLC系統中將保證取卷放卷的精確度進行修改。

（3）更改天車上聲光報警器的控制連鎖，當天車到達目的區域后，聲光報警器開始報警，提醒操作工切換到遙控模式，進行裝卸車工作。

（4）更改loading/unloading連鎖條件: 為保證安全，當SRS在應急模式下時，天車取卷/放卷控制方式由自動切換為手動，當天車到達目的區域后，PLC系統將自動下發暫停命令給天車，直到天車工使用遙控器來進行取卷/放卷作業。

4 實施效果

2015年6月唐鋼高強汽車板SRS系統投入使用，2015年8月自動裝卸車系統進行優化后，彌補了因SRS在工作時出現錯誤而導致天車無法自動的缺陷，從而提升了工作效率和時效性。具體體現為：

人員方面：使得每個班可以減少3個人員配置。

效率方面：裝車時間由以前的平均15分/卷降低到了6分/卷。

裝卸時間由以前的平均12分/卷降低到了5分/卷。

[1]王曉琳．天車無人值守車輛自動識別系統[J]．自動化應用,2016(2)∶12-13．