基于WMS倉儲管理系統及伺服控制系統的全自動水養池搬運系統的研究

戴一飛

摘 要：為了防止混凝土的干縮裂紋的出現并有利于增加構件的強度，在蒸養窯蒸汽養護工序完成后，必須對蒸養后的構件進行養護，此時一般選擇集中水池養護，以保證滿足足夠的強度。

關鍵詞：智能；高效；安全

中圖分類號：F713.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）11-0048-03

0 引言

全自動水養池搬運系統極大地提高了管片放置的位置精度減少管片的損傷。采用暫存系統可以一次存儲多個構件進行吊裝工作，減少整個系統的遠距離運行工作。采用上料區向水養池內凹陷，避開搬運系統移動路線，避免擁堵，減少安全隱患。整個系統采用無人化工作，減輕工人工作強度，減少安全隱患。

1 系統概述

預制管片分3種類型，每種類型存放在不同的水養池中，在養護池中擺放7 d直至管片養護完成。管片的入池（存）、出池（?。┘罢麄€運送過程使用智能化控制手段實現無人化作業。通過傳感器、精確定位技術及伺服控制系統對輸送過程實現自動化。

建立倉儲管理系統（WMS），對管片出入庫進行精確管理，通過遠程視頻采集實現作業無人化。建立中心控制室，控制中心集成視頻采集、遠程操作的功能，通過無線及有線通訊方式能夠在控制室內的完成遠程作業。移動端基于位置、權限實現遠程作業或遠程監視[1]。

該系統具有以下特點：①采用全自動水養池搬運系統，可減少工人數量，只需1人進行監測即可。②全自動系統可實現全天候、不停歇作業，大大提高作業效率。③每次可搬運4個管片，工作效率提升較大。④極大地提高了管片放置的位置精度。⑤減少管片的損傷。⑥ 整個系統采用無人化工作，減輕工人工作強度，減少安全隱患。⑦設備的高效率極大地節省了人工成本。

全自動水養池搬運系統主要組成有以下3個部分。

1.1 動作執行部分

動作執行部分如圖1所示。

1.2 電氣控制系統

電氣控制系統選用品牌PLC及遠程IO。主控制器與遠程IO，采用高速網落結構；行走設備用伺服驅動，電機采用伺服電機；卷揚采用變頻電機。根據現場情況部署視頻監控點位置，及適當數量的攝像頭。大車、小車和中轉臺行走采用鋼尺定位，吊鉤高度及角度采用編碼器定位。工作區無線覆蓋，與控制室、移動端采用無線通訊方式。

整機電氣控制系統圖如圖2至圖4所示。

1.3 WMS倉儲管理軟件

控制中心監控界面開發包含作業操作界面、WMS監控界面和視頻界面。作業操作界面采用AB的FactoryTalk View開發，定制化開發WMS系統。無線通訊采用工業無線電臺，或工業WIFI多種方式相結合。移動端通過基于位置，或基于權限等方式，實現操作或監視功能。

2 系統功能實現

每一個管片都要按照既定位置放置及搬運，管片在養護池中位置唯一，橫向縱向位置唯一，以形成唯一的管片坐標[2]。門機接到指令后，大車沿軌道運行至管片正上方，其中門機上安裝有記錄大車行走位置的鋼尺。天車橫移，根據指揮中心發出的指令，橫移至準確位置，天車橫移同樣有定位鋼尺進行檢測。吊具下放位置通過多圈絕對值編碼器進行精準測量，放到即將吊起的管片上方。

吊裝的管片放置在門機中轉臺上，中轉臺存放四片管片，中轉臺通過定位鋼尺進行位置坐標檢測。管片倒運至AGV小車上，AGV小車?？课恢霉潭?，?？啃畔⑼ㄟ^無線方式與中控通訊。

建立WMS管理系統，根據水養池坐標位置記錄是否有管片以及管片存放時間，遵循先進先出原則。系統記錄中轉臺管片存、取坐標位置，系統記錄AGV小車上管片存、取坐標位置，系統將記錄信息以通訊方式傳遞給門機PLC控制系統，由PLC系統執行抓取動作。AGV出入庫示意圖如圖5所示。

WMS系統及倉儲管控系統主要負責對固定區域劃分庫位，定位各個庫位的精確位置，引導天車進行出入庫作業。WMS系統功能圖如圖6所示。

3 結束語

隨著國家戰略從粗放型向集約、精細、智能發展，企業也從傳統的制造業向數字化轉型升級。智能化混凝土構件水養搬運系統項目符合國家戰略，可以節省大量的人力資源，是數字化轉型升級的示范項目，具有較強的推廣意義。

參考文獻

[1] 黃賢振，彭淑萍.基于雙目視覺的目標識別與定位及機械臂的抓取研究[J].自動化與儀表，2022，37（9）：32-35.

[2] 佟圣皓，張珂，石懷濤，趙金寶.吊裝用起重機自動定位視覺伺服控制[J].哈爾濱工業大學學報，2022，54（1）：149-155.