自動化集裝箱碼頭圖形用戶界面技術

吳紀林

上海國際港務(集團)股份有限公司尚東集裝箱碼頭分公司

1 引言

自動化集裝箱碼頭有許多復合管理系統，它們之間需要進行數據交互傳達。GUI(Graphical User Interface，圖形用戶界面)集成這些管理系統，為碼頭工作人員提供一個可見的、方便的操作平臺。AGV(Automated Guided Vechicle，自動化引導小車)是自動化集裝箱碼頭主要的水平運輸設備。在AGV作業過程中，需要在VMS(Vechicle Management System，車隊調度系統)下接收指令并實時返回任務實施狀態給TOS(Terminal Operation System，碼頭管理系統)，還會與STSMS(STS Management System,岸邊集裝箱起重機管理系統)、CD(Crane Director，堆場起重機管理系統)等多種設備系統進行傳輸。從接受任務指令到完成任務，存在著很多狀態節點，通過GUI可以查看AGV運輸過程中的實時節點，并且GUI可針對AGV與各機種管理系統的異常情況進行處理，增強AGV安全可控性。

2 GUI工程配置

GUI作為用戶操作界面，需要配置各MS的IP，ECS(Equipment Control System，設備控制系統)數據庫地址，以便實時獲取各管理系統內各設備設施的狀態。由于各管理系統是通過OPC(OLE for Process Control，用于過程控制OLE，是一個工業標準)協議進行傳輸，所以還需對服務器進行配置。

(1)在GUI中打開工程文件，輸入用戶名和密碼并成功校驗之后，可以進入主菜單。進入主菜單后在Tool菜單下方Option選項卡中，對數據庫鏈接地址和相關MS的IP進行配置，同時需要配置OPC_ALL Server所在服務器IP地址(見圖1)。完成數據庫配置后，點擊TestDB測試。

圖1 參數配置界面

(2)進行VMS配置(見圖2)，點擊Test后完成。

圖2 VMS配置界面

(3)填寫OPC_ALL所在IP，OPC Name為：ZPMC.OPCServer.2，完成后點擊TestOP(見圖1)。點擊Save保存，完成工程配置。

3 GUI主要功能應用

3.1 實時狀態顯示

在實際作業中，快速準確的追蹤目標AGV是控制運輸效率的關鍵。AGV單機通過磁釘獲取精準位置信息[1]，通過通訊傳輸呈現在GUI全覽界面中(見圖3)。

圖3 GUI全覽界面

操作人員可根據車號定位現場AGV位置，若出現岸邊集裝箱起重機(以下簡稱岸橋)斷檔情況，可迅速搜索目標車號,即刻跳轉至具體位置進行查看。

AGV實時狀態顯示是由用戶界面跟各STSMS、VMS、CD等建立通訊后得出的反饋，以圖像方式呈現在操作者眼前，在特定區域可以反映AGV單機信息和部分AGV控制信息。在單機信息中，可以定義為單機故障、電量、充電狀態和通訊狀態、車頭方向，位置等信息，可在AGV管理界面中查詢。

AGV控制狀態信息可顯示AGV處于手動或自動模式，并且提供AGV鎖閉區等重要信息。AGV行進路徑經避碰統一調度，可在鎖閉區停止行動[2]，避免由于故障導致兩車或多車相碰或路徑重疊等情況；依靠AGV自身激光防撞技術可以防止手動誤操作導致的一些錯誤路徑。

AGV實時狀態一部分以AGV圖標顯示，其他部分需點擊AGV Property，以文字信息方式顯示。同時，也有部分岸橋實時狀態可通過點擊STS Property查詢，這些狀態信息也會在交通控制界面實時顯示。交通控制實時信息顯示包括車道、鎖閉區、路徑、禁行區、磁釘等信息，可以動態地顯示自動化作業中各設備及場地的交通管理信息。由于是岸橋、AGV及自動化軌道式龍門起重機協同調度[3]，GUI能夠做到統一整合，方便查看。

3.2 操作功能

在實際生產現場作用中，有時需要中止自動操作轉為人工干預處理。AGV操作功能可以對于單個或者多個AGV進行包括Power On切換模式、人工介入發送任務等操作，提供實際作業中必要的一些人工輔助處理，滿足特定工作人員對各AGV獨立操作的需求。在GUI界面function功能中，分別預設主要功能按鈕Disable(將AGV移出車隊功能)、Reset(單AGV復位功能)、Resume(單AGV暫停恢復功能)、Pause(單AGV暫停功能)等。選中指定AGV右鍵點擊，可以實現REMOTE/AUTO的切換。任務層面的取消也可使用abort tos job(放棄tos任務)等按鈕操作。

通過設置不同的權限，能使不同崗位的中控人員進行最大范圍崗位職責內的操作，最大程度提升碼頭自動化運轉。

3.3 異常顯示報告功能

生產作業過程中會有異常情況需要處理。當系統發生異常時，首先要確認這些異常顯示的位置，此時相關信息自動彈出在異常列表中，使操作人員一目了然，第一時間發現故障并及時做出處理，從而減少對生產的影響。

4 結語

在自動化集裝箱碼頭實際應用表明，GUI能夠集成各個管理系統，界面簡潔、實用，可充分體現無人化的優點，提高AGV的管控效率。