唐山鋼鐵集團(tuán)信息自動(dòng)化部 張科科

1 技術(shù)背景

無(wú)人天車(chē)的自動(dòng)裝卸車(chē)系統(tǒng)主要靠SRS、PLC系統(tǒng)和天車(chē)二級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，SRS系統(tǒng)來(lái)為天車(chē)提供工作的坐標(biāo)。SRS為天車(chē)自動(dòng)入庫(kù)/出庫(kù)任務(wù)提供了很大便利，使得入庫(kù)/出庫(kù)作業(yè)能夠自動(dòng)進(jìn)行。

2 現(xiàn)象描述

自動(dòng)裝卸車(chē)作業(yè)的成功與否完全取決于SRS系統(tǒng)能否為其提供準(zhǔn)確的鋼卷坐標(biāo)。而通過(guò)日常運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)SRS系統(tǒng)在為無(wú)人天車(chē)系統(tǒng)入庫(kù)/出庫(kù)作業(yè)提供坐標(biāo)時(shí)，容易出現(xiàn)以下問(wèn)題：

（1）來(lái)唐鋼高強(qiáng)汽車(chē)板拉貨配貨的貨車(chē)，很多車(chē)箱的側(cè)板無(wú)法打開(kāi)，這時(shí)SRS有可能掃描不出鞍座位置，導(dǎo)致自動(dòng)入庫(kù)/出庫(kù)作業(yè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

（2）有的車(chē)箱體尺寸太窄，當(dāng)?shù)鯇捑頃r(shí)，會(huì)使SRS系統(tǒng)在進(jìn)行坐標(biāo)位置計(jì)算時(shí)，認(rèn)為鞍座與車(chē)側(cè)板的距，小于天車(chē)的安全卸卷位置，而產(chǎn)生報(bào)錯(cuò)，導(dǎo)致自動(dòng)入庫(kù)/出庫(kù)任務(wù)無(wú)法使用。

3 優(yōu)化方案

為解決以上問(wèn)題，需改變自動(dòng)裝卸車(chē)系統(tǒng)的工作流程，當(dāng)SRS不能為自動(dòng)裝卸車(chē)系統(tǒng)提供準(zhǔn)備的坐標(biāo)時(shí)，SRS系統(tǒng)應(yīng)該及時(shí)通知A模塊系統(tǒng)，并通過(guò)A模塊通知WMS系統(tǒng)，這時(shí)WMS可以應(yīng)急使虛擬坐標(biāo)，并把工作模式由完全自動(dòng)模式，改為取卷/放卷外全自動(dòng)的應(yīng)急模式?？刂屏鞒虉D如圖1所示：

圖1 無(wú)人天車(chē)自動(dòng)裝卸車(chē)應(yīng)急系統(tǒng)控制流程

并且從以下幾個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化：

WMS系統(tǒng)：通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)技術(shù)，利用以往工作日志分析， 得出2個(gè)用于入庫(kù)/出庫(kù)的虛擬坐標(biāo)，并寫(xiě)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。

A模塊系統(tǒng)：增加SRS系統(tǒng)故障時(shí)應(yīng)急操作功能，當(dāng)SRS出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，根據(jù)三級(jí)的信息結(jié)合庫(kù)位管理系統(tǒng)，自動(dòng)把虛擬坐標(biāo)發(fā)送給最適合該任務(wù)的天車(chē)。

PLC系統(tǒng)：通過(guò)對(duì)WMS下發(fā)任務(wù)報(bào)文進(jìn)行分解，判斷SRS是否故障模式，并對(duì)故障模式下的各種控制方式和參數(shù)進(jìn)行修改。

通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題，從以下幾個(gè)方面對(duì)自動(dòng)裝卸車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化：

對(duì)WMS系統(tǒng)的優(yōu)化：

（1）設(shè)置虛擬地址

把2015年以后SRS系統(tǒng)投入以來(lái)，自動(dòng)入庫(kù)/出口作業(yè)時(shí)，得到的所有坐標(biāo)記錄整理生成數(shù)據(jù)庫(kù)，分別對(duì)X,Y方向的坐標(biāo)進(jìn)行范圍劃分，X方向以200MM為一區(qū)間，Y方向以100MM為一區(qū)間，然后利用excel表對(duì)數(shù)據(jù)單位進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選和整理，以XY方向的最小值開(kāi)始范圍篩選，得到一坐標(biāo)范圍，以及該范圍出現(xiàn)的頻率。把出現(xiàn)頻率最高的范圍篩選出來(lái)，取其中心點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置為虛擬地址。

（2）WMS實(shí)時(shí)識(shí)別SRS處于故障狀態(tài)

在WMS與A模塊系統(tǒng)的通訊報(bào)文中，增加SRS狀態(tài)字段，并修改WMS使其實(shí)時(shí)分析報(bào)文，當(dāng)發(fā)現(xiàn)SRS處于故障狀態(tài)時(shí)，WMS系統(tǒng)及時(shí)切換到SRS應(yīng)急模式。

（3）自動(dòng)裝卸車(chē)系統(tǒng)故障時(shí)，WMS控制方式改變

WMS切換至應(yīng)急模式，并對(duì)天車(chē)運(yùn)行模式進(jìn)行修改，以前設(shè)計(jì)為在SRS進(jìn)行入庫(kù)/出庫(kù)操作時(shí)，天車(chē)模式只能為自動(dòng)取卷+自動(dòng)放卷，現(xiàn)在修改為當(dāng)SRS處于應(yīng)急模式時(shí)，自動(dòng)將模式切換為自動(dòng)取卷+遙控放卷。

對(duì)A模塊系統(tǒng)的優(yōu)化：

（1）在A模塊與WMS的通訊報(bào)文中增加關(guān)于SRS是否正常的報(bào)文，這樣當(dāng)主控切換至SRS應(yīng)急模式時(shí)，WMS會(huì)收到該信息。

（2）把該虛擬地址，映射成A模塊下發(fā)工作任務(wù)的程序地址，并將其隱藏于操作畫(huà)面中，當(dāng)SRS正常運(yùn)行時(shí)，這兩個(gè)坐標(biāo)位置在A模塊的任務(wù)選擇界面不可用。

（3）在操作畫(huà)面上增加模式切換功能，當(dāng)SRS出現(xiàn)問(wèn)題后，及時(shí)切換到應(yīng)急模式，這時(shí)在正常狀態(tài)時(shí)隱藏的虛擬的鞍座會(huì)顯示在A模塊的任務(wù)選擇界面，A模塊會(huì)把無(wú)人天車(chē)入庫(kù)/出庫(kù)任務(wù)的目標(biāo)位置設(shè)置為上面定義好的程序位置。

對(duì)PLC系統(tǒng)的優(yōu)化：

（1）在PLC與WMS的通訊報(bào)文內(nèi)容中增加關(guān)于SRS是否正常的報(bào)文，這樣當(dāng)主控切換至SRS應(yīng)急模式時(shí)，WMS會(huì)通過(guò)TCP/IP協(xié)議將該狀態(tài)反饋給天車(chē)PLC系統(tǒng)。

（2）更改天車(chē)定位系統(tǒng)的偏差允許值：自動(dòng)裝卸車(chē)系統(tǒng)處于應(yīng)急模式下時(shí)，WMS下發(fā)給天車(chē)的目標(biāo)位置，將不在是個(gè)精確值，而是一個(gè)范圍值，為避免無(wú)人天車(chē)定位所產(chǎn)生時(shí)間上的浪費(fèi)，在PLC系統(tǒng)中將保證取卷放卷的精確度進(jìn)行修改。

（3）更改天車(chē)上聲光報(bào)警器的控制連鎖，當(dāng)天車(chē)到達(dá)目的區(qū)域后，聲光報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，提醒操作工切換到遙控模式，進(jìn)行裝卸車(chē)工作。

（4）更改loading/unloading連鎖條件: 為保證安全，當(dāng)SRS在應(yīng)急模式下時(shí)，天車(chē)取卷/放卷控制方式由自動(dòng)切換為手動(dòng)，當(dāng)天車(chē)到達(dá)目的區(qū)域后，PLC系統(tǒng)將自動(dòng)下發(fā)暫停命令給天車(chē)，直到天車(chē)工使用遙控器來(lái)進(jìn)行取卷/放卷作業(yè)。

4 實(shí)施效果

2015年6月唐鋼高強(qiáng)汽車(chē)板SRS系統(tǒng)投入使用，2015年8月自動(dòng)裝卸車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化后，彌補(bǔ)了因SRS在工作時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤而導(dǎo)致天車(chē)無(wú)法自動(dòng)的缺陷，從而提升了工作效率和時(shí)效性。具體體現(xiàn)為：

人員方面：使得每個(gè)班可以減少3個(gè)人員配置。

效率方面：裝車(chē)時(shí)間由以前的平均15分/卷降低到了6分/卷。

裝卸時(shí)間由以前的平均12分/卷降低到了5分/卷。

[1]王曉琳．天車(chē)無(wú)人值守車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)[J]．自動(dòng)化應(yīng)用,2016(2)∶12-13．