張科科

（唐山鋼鐵集團(tuán)微爾自動化公司，河北唐山063000）

0 引言

鋼卷自動裝卸車系統(tǒng)是伴隨著企業(yè)物流的發(fā)展，信息化系統(tǒng)的逐步完善而出現(xiàn)的，它可以顯著提高生產(chǎn)及運(yùn)輸效率。該系統(tǒng)于2015年6月在唐鋼高強(qiáng)汽車板廠投入使用，實(shí)現(xiàn)了鋼卷入庫出庫的全自動作業(yè)，從而節(jié)省大量資源并提高企業(yè)物流，信息流的同步性[1]。

1 鋼卷自動裝卸車系統(tǒng)構(gòu)造

鋼卷自動裝卸車系統(tǒng)主要由以下幾個分系統(tǒng)組成，見圖1：

A模塊：即庫區(qū)及天車任務(wù)分配系統(tǒng)，主要任務(wù)是接收MES下發(fā)的生產(chǎn)計(jì)劃中關(guān)于運(yùn)輸鋼卷的車輛信息（車牌號以及所運(yùn)輸鋼卷的信息），結(jié)合鋼卷的下道生產(chǎn)工序，以及庫區(qū)的碼垛原則，系統(tǒng)自動合理分配庫位。

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

PLC及傳動系統(tǒng)：天車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)算出天車行走的最優(yōu)路徑及速度，然后控制天車驅(qū)動部分精確的達(dá)到目標(biāo)位置。

SRS系統(tǒng)：SRS系統(tǒng)是根據(jù)停好的車輛（Vehicle）種類、形狀和停車位來識別車輛，并對其進(jìn)行掃描，為WMS系統(tǒng)提供鋼卷的坐標(biāo)。

圖1 鋼卷自動裝卸車系統(tǒng)構(gòu)成

2 SRS系統(tǒng)構(gòu)成及功能

SRS主要由以下幾個分系統(tǒng)組成，見圖2，具體功能如下：

SRS系統(tǒng)構(gòu)成：

SRS模型系統(tǒng)：主要對其它設(shè)備進(jìn)行控制，并把掃描儀采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型計(jì)算，生成位置坐標(biāo),并將坐標(biāo)傳遞給WMS系統(tǒng)。

圖2 SRS系統(tǒng)構(gòu)成

垂直馬達(dá)及控制器：模型系統(tǒng)通過422通訊方式與其進(jìn)行通訊，并控制掃描儀在垂直方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)測量。

水平馬達(dá)及控制器：模型系統(tǒng)通過DI/O通訊方式與其進(jìn)行通訊，并控制掃描儀在水平方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)測量。

掃描儀：模型系統(tǒng)通過TCP/IP協(xié)議通訊，采集掃描儀收集到的數(shù)據(jù)。

激光點(diǎn)遙控系統(tǒng)：SRS模型系統(tǒng)通過DI/O通訊方式與其進(jìn)行通訊，通過操作遙控器來制定所要裝卸車的位置。

3 在應(yīng)用中遇到的問題及解決方案

在系統(tǒng)測試中，遇到的問題有：SRS和WMS之間的數(shù)據(jù)同步問題、保證所吊鋼卷的準(zhǔn)確性和庫位及時更新等問題。其解決方案如下：

3.1 WMS系統(tǒng)和SRS系統(tǒng)建立實(shí)時數(shù)據(jù)交換

經(jīng)過分析測試中遇到的狀況，為SRS系統(tǒng)和WMS系統(tǒng)建立實(shí)時通訊鏈接，并定義數(shù)據(jù)交換流程如下：

（1）SRS系統(tǒng)向二級系統(tǒng)發(fā)送請求工作信息的報(bào)文；

（2）天車二級收到請求后，返回工作信息。需要裝車的鋼卷信息如：鋼卷ID，寬度，寬度和重量信息；

（3）SRS系統(tǒng)向WMS系統(tǒng)發(fā)送請求車輛作業(yè)計(jì)劃請求,然后WMS向SRS發(fā)送車輛作業(yè)計(jì)劃，即：各個鋼卷的位置、鋼卷帶頭方向以及工作的先后順序；

（4）SRS向WMS系統(tǒng)反饋掃描計(jì)算出的鋼卷坐標(biāo)；

（5）WMS根據(jù)SRS提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息比較（如：是否超限），同時WMS與SRS實(shí)時更新自身的狀態(tài)信息；

（6）WMS與SRS實(shí)時更新工作狀態(tài)，當(dāng)鋼卷吊完，WMS會及時通知SRS系統(tǒng)；

（7）車輛作業(yè)完成后，WMS和SRS每一分鐘通訊一次，互相交換自身的狀態(tài)，直到有新的作業(yè)信息生成。

3.2 天車運(yùn)行中保證鋼卷的準(zhǔn)確性

無人天車運(yùn)行時存在吊錯鋼卷的可能。所以在實(shí)施過程中，通過測量鋼卷寬度，鋼卷重量，鋼卷外徑來核實(shí)鋼卷信息，保證了所吊即所需[2]：

寬度核實(shí)：通過天車吊具上的激光測距編碼器來測量當(dāng)?shù)蹙邐A緊鋼卷時的寬度，與數(shù)據(jù)庫中的鋼卷寬度進(jìn)行比較。

重量核實(shí)：通過天車上安裝的電子稱測量的實(shí)際卷重和來自數(shù)據(jù)庫中的鋼卷重量進(jìn)行比較。

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

3.3 及時更新庫位信息

建立無人天車A模塊系統(tǒng)與WMS系統(tǒng)之間、WMS系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)之間實(shí)時的通訊，A模塊系統(tǒng)根據(jù)MES系統(tǒng)下發(fā)運(yùn)輸車輛的信息,根據(jù)下一道工序和碼垛規(guī)則，提前告知WMS進(jìn)行庫位預(yù)約。WMS系統(tǒng)將工作任務(wù)分解成可執(zhí)行的邏輯位置后，將任務(wù)下發(fā)給PLC系統(tǒng)，并實(shí)時監(jiān)測PLC的任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)。當(dāng)收到PLC的作業(yè)完成信號后，WMS系統(tǒng)將工作信息反饋給A模塊系統(tǒng)，A模塊系統(tǒng)及時更新庫位信息。

4 結(jié)語

2015年6月鋼卷自動裝卸車系統(tǒng)在唐鋼高強(qiáng)汽車板投入使用，提高了唐鋼高強(qiáng)汽車板軋后庫存區(qū)域無人天車系統(tǒng)入庫/出庫作業(yè)的工作效率，節(jié)約了大量的人力資源，降低了能耗。

[1]顏晶.天車定位及物料跟蹤系統(tǒng)在無人天車中的研究與應(yīng)用[J].冶金自動化，2016(3).

[2]王曉琳.天車無人值守車輛自動識別系統(tǒng)[J].自動化應(yīng)用，2016(2)：12-13.