唐鋼股份有限公司信息自動(dòng)化部 張科科

1 引言

鋼卷庫(kù)做為產(chǎn)品存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，對(duì)于企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)和物流環(huán)節(jié)起到了重要的橋梁作用。隨鋼鐵企業(yè)智能物流的發(fā)展，對(duì)庫(kù)區(qū)信息化的程度的要求也越來(lái)越高。酸軋的下線鋼卷作為鋼卷庫(kù)的入口，自動(dòng)下線的投入可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從原料生產(chǎn)到中間存貯再到運(yùn)輸?shù)男畔o(wú)縫鏈接，提高了企業(yè)物流，信息流的同步性。

2 工藝要求

鋼卷自動(dòng)下線入庫(kù)是天車(chē)無(wú)人化的一部分,主要實(shí)現(xiàn)酸軋生產(chǎn)鋼卷的自動(dòng)入庫(kù)，根據(jù)實(shí)際工藝要求，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

無(wú)人天車(chē)系統(tǒng)在接收到酸軋卡羅塞爾芯軸卸卷信號(hào)后，根據(jù)MES下發(fā)的鋼卷信息（鋼種、寬度、厚度、下一道工序等）結(jié)合庫(kù)區(qū)的庫(kù)位，自動(dòng)生成鋼卷的放卷庫(kù)位。

天車(chē)系統(tǒng)與步進(jìn)梁進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，獲取鋼卷的跟蹤信息，根據(jù)鋼卷的運(yùn)行軌跡，提前控制天車(chē)提前到達(dá)吊裝區(qū)域，當(dāng)鋼卷到達(dá)后，根據(jù)預(yù)定的鎖梁策略進(jìn)行步進(jìn)梁鎖定。天車(chē)自動(dòng)吊裝鋼卷，并對(duì)鋼卷進(jìn)行驗(yàn)證，然后放到預(yù)定的庫(kù)位中。

作業(yè)完成后實(shí)時(shí)更新鋼卷庫(kù)的庫(kù)位信息，并及時(shí)反饋給MES。

3 功能實(shí)現(xiàn)

鋼卷自動(dòng)下線系統(tǒng)主要有以下分系統(tǒng)構(gòu)成：

任務(wù)分配系統(tǒng)：主要任務(wù)是接收MES下發(fā)的酸軋生產(chǎn)計(jì)劃，結(jié)合鋼卷的下道生產(chǎn)工序，以及庫(kù)區(qū)的碼垛原則，系統(tǒng)自動(dòng)合理分配庫(kù)位。

WMS系統(tǒng)：依據(jù)目標(biāo)庫(kù)位分配的結(jié)果，選擇最優(yōu)的運(yùn)輸路徑。同時(shí)在最優(yōu)的運(yùn)輸路徑中，合理分配天車(chē)，提高效率，降低由于分配不均導(dǎo)致的天車(chē)負(fù)荷不均。

PLC系統(tǒng)：天車(chē)PLC接收到WMS發(fā)送的作業(yè)指示信息后。根據(jù)目標(biāo)位置、實(shí)際位置及障礙物位置計(jì)算出天車(chē)行走的最優(yōu)路徑及速度，然后控制天車(chē)驅(qū)動(dòng)部分精確的達(dá)到目標(biāo)位置。

地面PLC系統(tǒng)：及時(shí)反饋給天車(chē)二級(jí)鋼卷的跟蹤軌跡和步進(jìn)梁的工作狀態(tài)，根據(jù)酸軋的生產(chǎn)節(jié)奏和天車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)對(duì)步進(jìn)梁進(jìn)行鎖定和解鎖。

為滿足工藝的要求，特設(shè)計(jì)以下三個(gè)子功能來(lái)保證自動(dòng)下線過(guò)程中鋼卷跟蹤信息的準(zhǔn)確、以實(shí)現(xiàn)天車(chē)提等待的功能。

3.1 鋼卷的預(yù)跟蹤

通過(guò)地面PLC和酸軋步進(jìn)梁PLC進(jìn)行通訊，檢測(cè)和步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)步進(jìn)梁開(kāi)始動(dòng)作時(shí)，步進(jìn)梁PLC向地面PLC發(fā)送鋼卷前進(jìn)還是后退的狀態(tài)，地面PLC收到步進(jìn)梁移動(dòng)狀態(tài)后，提前將當(dāng)前鋼卷的位置進(jìn)行更新，無(wú)人天車(chē)接受到更新后的坐標(biāo)位置。天車(chē)提前進(jìn)行移動(dòng)，并將鉤子下降到安全等待位。

通過(guò)實(shí)時(shí)發(fā)送酸軋步進(jìn)梁上鋼卷檢測(cè)傳感器的狀態(tài)，如鋼卷前進(jìn)時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到鋼卷前進(jìn)位有卷時(shí)，則實(shí)時(shí)更新庫(kù)位信息，二級(jí)系統(tǒng)確認(rèn)鋼卷到位后，告知無(wú)人天車(chē)進(jìn)行自動(dòng)吊卷作業(yè)。

3.2 定義鎖梁策略

天車(chē)接收到下線工單后，立即發(fā)出鎖梁請(qǐng)求，這時(shí)候以軋線生產(chǎn)優(yōu)先，當(dāng)酸軋的下芯軸位置有鋼卷時(shí)，意味著酸軋有鋼卷隨時(shí)可能向前移動(dòng)，不允許鎖梁。如酸軋1#鞍座沒(méi)卷，則以天車(chē)下線優(yōu)先，步進(jìn)梁隨時(shí)鎖梁。

當(dāng)步進(jìn)梁鎖定完成后，天車(chē)主鉤開(kāi)始自動(dòng)下降開(kāi)始取卷，地面PLC向步進(jìn)梁PLC發(fā)生正在吊卷信號(hào)。如果鉤子高度在4米以上時(shí)，步進(jìn)梁1#鞍座有卷時(shí)，步進(jìn)梁自動(dòng)解鎖，天車(chē)停止作業(yè)。如鉤子下降到4米以下時(shí)，則步進(jìn)梁無(wú)法解鎖，直到天車(chē)取卷完成提升到4米以后，地面PLC向步進(jìn)梁發(fā)出解鎖信號(hào)后，步進(jìn)梁自動(dòng)解鎖。

3.3 鋼卷判斷功能

MES提前將生產(chǎn)的鋼卷信息下發(fā)給天車(chē)二級(jí)系統(tǒng)，通過(guò)步進(jìn)梁PLC發(fā)送給天車(chē)二級(jí)系統(tǒng)取卷鞍座上的當(dāng)前鋼卷號(hào)，天車(chē)二級(jí)系統(tǒng)通過(guò)鋼卷號(hào)將篩選出的需要執(zhí)行的鋼卷的信息（鋼卷寬度，鋼卷重量，鋼卷外徑）下發(fā)給天車(chē)PLC。

無(wú)人天車(chē)可以在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，通過(guò)測(cè)量鋼卷寬度，鋼卷重量，鋼卷外徑來(lái)核實(shí)鋼卷信息，保證所吊即所需。

寬度核實(shí)：通過(guò)天車(chē)吊具上的激光測(cè)距編碼器來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)蹙邐A緊鋼卷時(shí)的寬度，與數(shù)據(jù)庫(kù)中的鋼卷寬度進(jìn)行比較。

重量核實(shí)：通過(guò)天車(chē)上安裝的電子稱(chēng)來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)中的鋼卷重量進(jìn)行比較。

鋼卷外徑核實(shí)：通過(guò)天車(chē)吊具上的傳感器計(jì)算鋼卷外徑并與數(shù)據(jù)庫(kù)中的鋼卷外徑進(jìn)行比較。

4 應(yīng)用效果

設(shè)計(jì)完成的鋼卷自動(dòng)下線系統(tǒng)現(xiàn)成功運(yùn)行于唐鋼高強(qiáng)汽車(chē)板的軋后庫(kù)區(qū)，與傳統(tǒng)的人工作業(yè)相比，在以下幾個(gè)方面存在巨大的優(yōu)勢(shì)：

鋼卷半自動(dòng)出入庫(kù)系統(tǒng) 國(guó)內(nèi)同類(lèi)技術(shù)人員配置 一個(gè)無(wú)人天車(chē)主控+一個(gè)天車(chē)工 兩個(gè)協(xié)調(diào)人員+兩個(gè)庫(kù)位管理人員+兩個(gè)天車(chē)工工作效率 平均下線時(shí)間：3分/卷。 平均下線時(shí)間：6分/卷。庫(kù)位管理無(wú)人天車(chē)可以在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，通過(guò)測(cè)量鋼卷寬度，鋼卷重量，鋼卷外徑來(lái)核實(shí)鋼卷信息，保證所吊即所需，準(zhǔn)確性高天車(chē)系統(tǒng)自動(dòng)更新庫(kù)位信息系統(tǒng)需要庫(kù)位管理人員一卷一核實(shí)(對(duì)比標(biāo)簽)，庫(kù)位信息更新不及時(shí)，甚至存在錯(cuò)誤。

[1]么坤.唐鋼高強(qiáng)汽車(chē)板成品庫(kù)無(wú)人天車(chē)自動(dòng)下線過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電子世界,2017(6).