同軌雙過跨車智能調(diào)度系統(tǒng)研發(fā)

周志棟 李志亮

摘? 要：隨著智慧物流、智能倉儲等技術在鋼鐵企業(yè)的日漸興起，為適應鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)庫區(qū)多跨區(qū)、多吊位、多出口需求，研發(fā)了同軌雙過跨車智能調(diào)度系統(tǒng)。實現(xiàn)了鋼卷在多個跨區(qū)間高效轉移，提高了鋼卷過跨的運力。消除了兩部過跨車由不同跨區(qū)的操作人員人工調(diào)度控制，打電話溝通的弊端。更好的發(fā)揮過跨車自動控制技術的優(yōu)異性，實現(xiàn)更加智能的過跨車調(diào)度，滿足多跨區(qū)多任務作業(yè)要求，實現(xiàn)多跨區(qū)雙過跨車的高效、穩(wěn)定、無沖突自動運行。

關鍵詞：過跨車;智能調(diào)度;智慧倉儲

中圖分類號：TP301? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）09-0000-00

0 引言

目前，鋼鐵企業(yè)新建熱軋卷庫向著多跨區(qū)、多吊位、多出口方向發(fā)展，為了實現(xiàn)鋼卷在多個跨區(qū)間轉移，往往會在同一個軌道上布置兩部過跨車，以提高鋼卷過跨的運力。以往兩部過跨車都是由不同跨區(qū)的操作人員人工調(diào)度控制，方式多為打電話溝通。伴隨著智慧物流、智能倉儲等技術在鋼鐵企業(yè)內(nèi)的日漸興起，過跨車紛紛由手動控制升級為自動控制，人工調(diào)度控制顯然已經(jīng)不能滿足作業(yè)要求。

為了更好的發(fā)揮過跨車自動控制技術的優(yōu)異性，亟需開發(fā)一種同軌雙過跨車控制系統(tǒng)，實現(xiàn)更加智能的過跨車調(diào)度，滿足多跨區(qū)多任務作業(yè)要求，實現(xiàn)多跨區(qū)雙過跨車的高效、穩(wěn)定、無沖突自動運行。

1 系統(tǒng)構成

該系統(tǒng)包括庫區(qū)二級系統(tǒng)、過跨車PLC系統(tǒng)、一號過跨車傳動系統(tǒng)、二號過跨車傳動系統(tǒng)和現(xiàn)場傳感器。過跨車PLC采用西門子S7 300 CPU和ET200M遠程站。二級和一級之間通過工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議交換信息。過跨車PLC通過自主研發(fā)的無線通訊系統(tǒng)實現(xiàn)與兩套過跨車傳動系統(tǒng)的通訊。

2 系統(tǒng)設計

2.1 數(shù)據(jù)庫建立

通過分析系統(tǒng)產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)和功能結構，將數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)存儲單元分為基礎定義表、基礎數(shù)據(jù)設置表、運行數(shù)據(jù)臨時存儲表、鋼卷數(shù)據(jù)表、統(tǒng)計數(shù)據(jù)表、通訊接口表等。

其中基礎定義表內(nèi)定義過跨車名稱、標識，庫房名稱及相關的各種物流設備定義、標識定義等。

基礎數(shù)據(jù)設置表內(nèi)定義庫區(qū)X軸和Y軸的長寬數(shù)據(jù)，過跨車HOME位置數(shù)據(jù)，軌道長度，軌道起始位置，過跨車速度等。

運行數(shù)據(jù)臨時存儲表內(nèi)定義過跨車實時位置，過跨車當前工作狀態(tài)，過跨車當前作業(yè)模式等。

鋼卷數(shù)據(jù)表內(nèi)定義運輸?shù)匿摼硇畔ⅲǎ轰摼硖枴挾取⑼鈴健?nèi)徑、厚度、重量等。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)表內(nèi)定義各個班次作業(yè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，每部過跨車的作業(yè)統(tǒng)計等。

通訊接口表內(nèi)定義與過跨車相關的其它設備接口數(shù)據(jù)。

2.2 設備狀態(tài)和各數(shù)據(jù)信息自動采集

系統(tǒng)能夠自動采集位置傳感器、過跨車運動傳動設備、過跨車系統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)、過跨車系統(tǒng)總線網(wǎng)絡、過跨車動作及反饋傳感器、過跨車用電反饋、停止限位開關等具體設備的當前狀態(tài)信息，并能夠允許操作工對過跨車傳感器進行標定操作。

2.3 實時通信功能

系統(tǒng)通過無線以太網(wǎng)分別與成品庫內(nèi)行車設備、庫管系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。可以實時跟蹤成品卷在庫區(qū)內(nèi)的定位、狀態(tài)和鋼卷信息;協(xié)調(diào)過跨車與過跨車之間的鋼卷交接工作。

2.4 自動調(diào)度功能

系統(tǒng)通過采集傳感器信息和庫管信息，可以自動調(diào)度兩部過跨車協(xié)調(diào)運行，避免作業(yè)指令沖突，為每一部過跨車下發(fā)合理、準確、唯一的作業(yè)指令，縮短同軌雙過跨車相互避讓的停待時間，同時降低同軌雙過跨車出現(xiàn)沖突急停的概率。自動調(diào)度的流程如圖1所示。

2.5 人機界面（HMI）

成品庫共有2部過跨車，分布在6個跨區(qū)里，為了便于操作人員監(jiān)控，將2部過跨車過跨車放在一個頁面中。

系統(tǒng)整個頁面由數(shù)據(jù)顯示、圖像顯示和數(shù)據(jù)操作三部分組成，主界面如圖2所示。主界面總體分為上下兩部分，上部分由左至右依次是兩部過跨車的數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)操作，下部分是兩部過跨車在庫區(qū)內(nèi)的圖像顯示。

數(shù)據(jù)顯示包括過跨車狀態(tài)信息工單狀態(tài)信息、鋼卷號、作業(yè)類型、收卷位置、送卷位置、鋼卷具體信息、過跨車位置等。其中過跨車狀態(tài)和工單狀態(tài)通過無線以太網(wǎng)傳輸給庫區(qū)管理系統(tǒng)，卷號、作業(yè)類型、收卷位置和送卷位置則由庫區(qū)管理系統(tǒng)下發(fā);過跨車狀態(tài)報警顯示區(qū)域顯示當前過跨車的設備狀態(tài)和報警情況，當設備正常運行、工單狀態(tài)正常、通訊狀態(tài)正常時，顯示藍色背景的“正常”字體，當系統(tǒng)有異常，顯示黃色背景，同時顯示報警代碼。

圖像顯示包括過跨車當前位置、跨車當前運動狀態(tài)、跨車當前重載狀態(tài)、停止限位開關狀態(tài)。

數(shù)據(jù)操作包括測距傳感器標定、過跨車移動控制、工單狀態(tài)修正、過跨車模式選擇、過跨車暫停及解除、過跨車緊急停車及解除、天車鎖定請求及解鎖請求。其中單擊等待位按鈕，1#過跨車回到最左側位置，2#過跨車回到最右側位置;在文本框中輸入位置數(shù)值（單位mm），然后單擊目標位按鈕，對應的過跨車會自動移動到相應位置;當在過跨車自動運行的過程中，如果產(chǎn)生錯誤的工單狀態(tài)，可以點擊相應的按鈕，實現(xiàn)送卷完成狀態(tài)修正或收卷完成狀態(tài)修正，防止出現(xiàn)自動運行邏輯混亂。

3 結論

該系統(tǒng)基于Oracle數(shù)據(jù)庫，使用高級匯編語言實現(xiàn)硬件設備面向用戶的開放式人機接口的功能轉化。通過實時的數(shù)據(jù)采集，能夠及時、準確、動態(tài)的反饋現(xiàn)場實際設備的當前狀態(tài)，并能夠允許操作工對過跨車傳感器進行標定操作，能夠高效接收庫管系統(tǒng)信息，實現(xiàn)給過跨車下發(fā)合理準確的、唯一的作業(yè)指令，縮短雙過跨車相互避讓的停待時間，同時降低雙過跨車出現(xiàn)沖突急停的概率，從而大大提高同軌雙過跨車的有效作業(yè)率。根據(jù)庫區(qū)管理要求自動調(diào)度同一個軌道上布置的兩部過跨車進行自動作業(yè)，滿足多跨區(qū)多任務作業(yè)要求，實現(xiàn)多跨區(qū)雙過跨車的高效、穩(wěn)定、無沖突運行，實時反饋自動運行的過跨車狀態(tài)。有效解決了同軌雙過跨車自動控制的問題，提高了同軌雙過跨車工作效率，減少了現(xiàn)在操作人員，減少了事故安全隱患。

收稿日期：2020-07-19

作者簡介：周志棟（1965—），男，河北唐山人，碩士研究生，正高級工程師，研究方向：自動化和智能化系統(tǒng)研發(fā)。

通訊作者：李志亮（1982—），男，河北唐山人，本科，高級工程師，研究方向：自動化和智能化系統(tǒng)研發(fā)。