周志棟 李志亮

摘? 要：隨著智慧物流、智能倉(cāng)儲(chǔ)等技術(shù)在鋼鐵企業(yè)的日漸興起，為適應(yīng)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)庫(kù)區(qū)多跨區(qū)、多吊位、多出口需求，研發(fā)了同軌雙過(guò)跨車(chē)智能調(diào)度系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了鋼卷在多個(gè)跨區(qū)間高效轉(zhuǎn)移，提高了鋼卷過(guò)跨的運(yùn)力。消除了兩部過(guò)跨車(chē)由不同跨區(qū)的操作人員人工調(diào)度控制，打電話溝通的弊端。更好的發(fā)揮過(guò)跨車(chē)自動(dòng)控制技術(shù)的優(yōu)異性，實(shí)現(xiàn)更加智能的過(guò)跨車(chē)調(diào)度，滿足多跨區(qū)多任務(wù)作業(yè)要求，實(shí)現(xiàn)多跨區(qū)雙過(guò)跨車(chē)的高效、穩(wěn)定、無(wú)沖突自動(dòng)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：過(guò)跨車(chē);智能調(diào)度;智慧倉(cāng)儲(chǔ)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP301? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）09-0000-00

0 引言

目前，鋼鐵企業(yè)新建熱軋卷庫(kù)向著多跨區(qū)、多吊位、多出口方向發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)鋼卷在多個(gè)跨區(qū)間轉(zhuǎn)移，往往會(huì)在同一個(gè)軌道上布置兩部過(guò)跨車(chē)，以提高鋼卷過(guò)跨的運(yùn)力。以往兩部過(guò)跨車(chē)都是由不同跨區(qū)的操作人員人工調(diào)度控制，方式多為打電話溝通。伴隨著智慧物流、智能倉(cāng)儲(chǔ)等技術(shù)在鋼鐵企業(yè)內(nèi)的日漸興起，過(guò)跨車(chē)紛紛由手動(dòng)控制升級(jí)為自動(dòng)控制，人工調(diào)度控制顯然已經(jīng)不能滿足作業(yè)要求。

為了更好的發(fā)揮過(guò)跨車(chē)自動(dòng)控制技術(shù)的優(yōu)異性，亟需開(kāi)發(fā)一種同軌雙過(guò)跨車(chē)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更加智能的過(guò)跨車(chē)調(diào)度，滿足多跨區(qū)多任務(wù)作業(yè)要求，實(shí)現(xiàn)多跨區(qū)雙過(guò)跨車(chē)的高效、穩(wěn)定、無(wú)沖突自動(dòng)運(yùn)行。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

該系統(tǒng)包括庫(kù)區(qū)二級(jí)系統(tǒng)、過(guò)跨車(chē)PLC系統(tǒng)、一號(hào)過(guò)跨車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)、二號(hào)過(guò)跨車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)傳感器。過(guò)跨車(chē)PLC采用西門(mén)子S7 300 CPU和ET200M遠(yuǎn)程站。二級(jí)和一級(jí)之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議交換信息。過(guò)跨車(chē)PLC通過(guò)自主研發(fā)的無(wú)線通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與兩套過(guò)跨車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的通訊。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)建立

通過(guò)分析系統(tǒng)產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和功能結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元分為基礎(chǔ)定義表、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)置表、運(yùn)行數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)表、鋼卷數(shù)據(jù)表、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表、通訊接口表等。

其中基礎(chǔ)定義表內(nèi)定義過(guò)跨車(chē)名稱(chēng)、標(biāo)識(shí)，庫(kù)房名稱(chēng)及相關(guān)的各種物流設(shè)備定義、標(biāo)識(shí)定義等。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)置表內(nèi)定義庫(kù)區(qū)X軸和Y軸的長(zhǎng)寬數(shù)據(jù)，過(guò)跨車(chē)HOME位置數(shù)據(jù)，軌道長(zhǎng)度，軌道起始位置，過(guò)跨車(chē)速度等。

運(yùn)行數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)表內(nèi)定義過(guò)跨車(chē)實(shí)時(shí)位置，過(guò)跨車(chē)當(dāng)前工作狀態(tài)，過(guò)跨車(chē)當(dāng)前作業(yè)模式等。

鋼卷數(shù)據(jù)表內(nèi)定義運(yùn)輸?shù)匿摼硇畔ⅲǎ轰摼硖?hào)、寬度、外徑、內(nèi)徑、厚度、重量等。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表內(nèi)定義各個(gè)班次作業(yè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，每部過(guò)跨車(chē)的作業(yè)統(tǒng)計(jì)等。

通訊接口表內(nèi)定義與過(guò)跨車(chē)相關(guān)的其它設(shè)備接口數(shù)據(jù)。

2.2 設(shè)備狀態(tài)和各數(shù)據(jù)信息自動(dòng)采集

系統(tǒng)能夠自動(dòng)采集位置傳感器、過(guò)跨車(chē)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)設(shè)備、過(guò)跨車(chē)系統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)、過(guò)跨車(chē)系統(tǒng)總線網(wǎng)絡(luò)、過(guò)跨車(chē)動(dòng)作及反饋傳感器、過(guò)跨車(chē)用電反饋、停止限位開(kāi)關(guān)等具體設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)信息，并能夠允許操作工對(duì)過(guò)跨車(chē)傳感器進(jìn)行標(biāo)定操作。

2.3 實(shí)時(shí)通信功能

系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線以太網(wǎng)分別與成品庫(kù)內(nèi)行車(chē)設(shè)備、庫(kù)管系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。可以實(shí)時(shí)跟蹤成品卷在庫(kù)區(qū)內(nèi)的定位、狀態(tài)和鋼卷信息;協(xié)調(diào)過(guò)跨車(chē)與過(guò)跨車(chē)之間的鋼卷交接工作。

2.4 自動(dòng)調(diào)度功能

系統(tǒng)通過(guò)采集傳感器信息和庫(kù)管信息，可以自動(dòng)調(diào)度兩部過(guò)跨車(chē)協(xié)調(diào)運(yùn)行，避免作業(yè)指令沖突，為每一部過(guò)跨車(chē)下發(fā)合理、準(zhǔn)確、唯一的作業(yè)指令，縮短同軌雙過(guò)跨車(chē)相互避讓的停待時(shí)間，同時(shí)降低同軌雙過(guò)跨車(chē)出現(xiàn)沖突急停的概率。自動(dòng)調(diào)度的流程如圖1所示。

2.5 人機(jī)界面（HMI）

成品庫(kù)共有2部過(guò)跨車(chē)，分布在6個(gè)跨區(qū)里，為了便于操作人員監(jiān)控，將2部過(guò)跨車(chē)過(guò)跨車(chē)放在一個(gè)頁(yè)面中。

系統(tǒng)整個(gè)頁(yè)面由數(shù)據(jù)顯示、圖像顯示和數(shù)據(jù)操作三部分組成，主界面如圖2所示。主界面總體分為上下兩部分，上部分由左至右依次是兩部過(guò)跨車(chē)的數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)操作，下部分是兩部過(guò)跨車(chē)在庫(kù)區(qū)內(nèi)的圖像顯示。

數(shù)據(jù)顯示包括過(guò)跨車(chē)狀態(tài)信息工單狀態(tài)信息、鋼卷號(hào)、作業(yè)類(lèi)型、收卷位置、送卷位置、鋼卷具體信息、過(guò)跨車(chē)位置等。其中過(guò)跨車(chē)狀態(tài)和工單狀態(tài)通過(guò)無(wú)線以太網(wǎng)傳輸給庫(kù)區(qū)管理系統(tǒng)，卷號(hào)、作業(yè)類(lèi)型、收卷位置和送卷位置則由庫(kù)區(qū)管理系統(tǒng)下發(fā);過(guò)跨車(chē)狀態(tài)報(bào)警顯示區(qū)域顯示當(dāng)前過(guò)跨車(chē)的設(shè)備狀態(tài)和報(bào)警情況，當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行、工單狀態(tài)正常、通訊狀態(tài)正常時(shí)，顯示藍(lán)色背景的“正?！弊煮w，當(dāng)系統(tǒng)有異常，顯示黃色背景，同時(shí)顯示報(bào)警代碼。

圖像顯示包括過(guò)跨車(chē)當(dāng)前位置、跨車(chē)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、跨車(chē)當(dāng)前重載狀態(tài)、停止限位開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

數(shù)據(jù)操作包括測(cè)距傳感器標(biāo)定、過(guò)跨車(chē)移動(dòng)控制、工單狀態(tài)修正、過(guò)跨車(chē)模式選擇、過(guò)跨車(chē)暫停及解除、過(guò)跨車(chē)緊急停車(chē)及解除、天車(chē)鎖定請(qǐng)求及解鎖請(qǐng)求。其中單擊等待位按鈕，1#過(guò)跨車(chē)回到最左側(cè)位置，2#過(guò)跨車(chē)回到最右側(cè)位置;在文本框中輸入位置數(shù)值（單位mm），然后單擊目標(biāo)位按鈕，對(duì)應(yīng)的過(guò)跨車(chē)會(huì)自動(dòng)移動(dòng)到相應(yīng)位置;當(dāng)在過(guò)跨車(chē)自動(dòng)運(yùn)行的過(guò)程中，如果產(chǎn)生錯(cuò)誤的工單狀態(tài)，可以點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕，實(shí)現(xiàn)送卷完成狀態(tài)修正或收卷完成狀態(tài)修正，防止出現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行邏輯混亂。

3 結(jié)論

該系統(tǒng)基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，使用高級(jí)匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備面向用戶的開(kāi)放式人機(jī)接口的功能轉(zhuǎn)化。通過(guò)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)的反饋現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，并能夠允許操作工對(duì)過(guò)跨車(chē)傳感器進(jìn)行標(biāo)定操作，能夠高效接收庫(kù)管系統(tǒng)信息，實(shí)現(xiàn)給過(guò)跨車(chē)下發(fā)合理準(zhǔn)確的、唯一的作業(yè)指令，縮短雙過(guò)跨車(chē)相互避讓的停待時(shí)間，同時(shí)降低雙過(guò)跨車(chē)出現(xiàn)沖突急停的概率，從而大大提高同軌雙過(guò)跨車(chē)的有效作業(yè)率。根據(jù)庫(kù)區(qū)管理要求自動(dòng)調(diào)度同一個(gè)軌道上布置的兩部過(guò)跨車(chē)進(jìn)行自動(dòng)作業(yè)，滿足多跨區(qū)多任務(wù)作業(yè)要求，實(shí)現(xiàn)多跨區(qū)雙過(guò)跨車(chē)的高效、穩(wěn)定、無(wú)沖突運(yùn)行，實(shí)時(shí)反饋?zhàn)詣?dòng)運(yùn)行的過(guò)跨車(chē)狀態(tài)。有效解決了同軌雙過(guò)跨車(chē)自動(dòng)控制的問(wèn)題，提高了同軌雙過(guò)跨車(chē)工作效率，減少了現(xiàn)在操作人員，減少了事故安全隱患。

收稿日期：2020-07-19

作者簡(jiǎn)介：周志棟（1965—），男，河北唐山人，碩士研究生，正高級(jí)工程師，研究方向：自動(dòng)化和智能化系統(tǒng)研發(fā)。

通訊作者：李志亮（1982—），男，河北唐山人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：自動(dòng)化和智能化系統(tǒng)研發(fā)。