天车无线系统（共7篇）
天车无线系统 篇1
1、前言
传统的天车采用空中驾驶行车,操作人员空中操作,作业环境差(多尘、高温、高空),视野受限,劳动强度大,人身安全保证可靠性差。铸铁厂熔化车间6T熔化炉前出炉天车因加料时粉尘浓烟大,出炉时铁水崩溅易伤人,且天车工长期处于高温烘烤中,2002年我们使用F21—21D无线遥控装置(遥控距离100M,抗干扰能力强),把天车改为无线遥控地面操作,去掉原有的联动台操作方式,大大减轻天车工的劳动强度,改善天车工作业环境,确保天车工人身安全。
2、无线遥控系统工作原理简介
该无线遥控系统硬件主要包括两部分:遥控器(发射部分)和接收器(接收部分)。当遥控器按钮被按下时,通过遥控器的数据模块转换电路将按钮对应的数据位和编码地址转换成串行数据编码脉冲信号,通过发射电路将脉冲信号转换成高频电磁波的形式发送出去。接收器将接收到的电磁波经相应的电路转换成高频电压信号,然后进行高放、变频、中频、译码,还原成调制之前的编码脉冲指令信号,经解码电路板解码驱动相应的控制继电器输出,接通对应接触器来驱动相应的执行机构。
3、无线遥控系统硬件介绍
3.1现以F—21D遥控发射器(图1)为例,遥控器面板上有实现动作方向的按钮,并且设有安全锁,当急停开关失效或防止他人操作时则拔除安全锁,对应下方的磁性开关就会断开控制电源。急停按钮在出现紧急情况时,按下也会断开天车主电源继电器,并且在平常按下1-2秒钟,也可检测电池电压,电池饱满时→绿色、电池耗尽→红色或不亮。遥控器内部分为按钮数模转换电路板和发射电路板。按钮数模转换电路板上有安全地址码开关(简称安全码),它与接收器解码继电器板上的安全地址码开关设定一致时,遥控器才能控制接收器。通过设定按钮数模转换电路板和接收器解码继电器板上的安全地址码,可以实现一个遥控器对应一个接收器,不会出现误操作现象。发射电路板在出厂时已调整好频道,与接收器接收频道相一致。发射器采用高效率、低谐波的调频发射电路,发射频率数百兆赫,具有省电、高稳定的特点,能以微弱的发射功率(1MW)传送可靠的信号。4节5号电池可操作数个月。
3.2接收器(图2)内部分为:稳压滤波电源板、解码继电器板和信号接收器。稳压滤波电源板有110V/220V选择开关,可以选择合适的输入电源,提供给解码继电器板12V控制电源。解码继电器板上有23个输出继电器,每个继电器实现一路动作的输出。输出继电器分别控制上/下、东/西、南/北的方向动作及调速电阻切换,并且备用按钮还可以设定天车的加速等动作。每组继电器输出功率为250VAC/5A,并有一个5A的保险管作为线路保护。振荡指示灯常亮时,表示解码继电器板工作正常。解码继电器板上还可以通过功能设定开关(图3)的设定,实现各个方向控制按钮的自锁和按钮的动作特性,保证控制动作上的安全保护措施。当信号接收器接收到遥控器的发射信号时,接收信号的指示灯灭,动作指示灯亮,对应的输出继电器动作。接收器使用高选择、高增益、低杂音的窄频接收电路,具备自动频率校正,自动调变修正等功能,可在-10℃∽+70℃的环境中可靠工作,其解码具有多重安全防护,当元件故障时,能自动检测并停止输出。
3.3.通过设定功能设定开关,可以实现按钮动作之间的相互抑制和按钮普通、捺跳、互锁、开关等功能,实现控制电路的安全保护功能。
4、电气控制系统的设计
4.1解码继电器板控制输出接点图:
4.2控制电路设计原理图:
根据解码继电器板控制输出接点,控制电路设计如下,其工作过程:按遥控器的启动按钮(ALARM),解码继电器板上的天车总电源继电器MAIN触点接通,中间继电器KA吸合,其常开触点接通天车总电源接触器KM0。按上升(UP)按钮,接收器接收到信号后,输出继电器UP触点接通,接触器KM1吸合,同时KM1常开触点使接触器KM11吸合,接通电阻回路,上升电机动作。通过设定备用按钮可以实现天车各动作的加速等(在图上未体现)。
1AK、2AK:舱门限位、驾驶室门限位LJ:天车总过流继电器1LJ:大车过流继电器触点2LJ:小车过流继电器触点3LJ:卷扬过流继电器触点XJ:安全开关
5、结束语:
接收器和接口配电柜安装在天车驾驶室内,用接收器输出继电器的接点代替原联动台控制触点。整个线路接线简单,操作方便,有效的保持原有天车的安全防护功能,增加了操作人员的安全性。在改造设计时,必须注意以下几点:
5.1.改造前必须保证天车电气设备的完好,制动安全可靠。对设备的缺陷和故障要及时处理整改,否则影响无线遥控的正常使用。根据不同行车使用特点,设计好无线遥控与天车电气的接口电路及配电柜电路,特别是加速电阻的切除及加速挡位要根据具体行车的使用要求来设定,否则使用时就有可能达不到预定的效果。
5.2.对于原在驾驶室室内操作的行车,若大车运行距离较长、地面场地复杂,在地面操作影响操作人员的视线时,则不宜使用无线遥控操作。另外,对操作特别频繁的行车安装无线遥控时,要充分考虑行车操作工行为的习惯的适应问题。因大部分行车工已适应了驾驶室操作,操作主令手柄相对操作按钮开关反应要快一些。
最后,我们也可以通过加装选择开关(空操/遥控)设计成切换形式,则原操作联动台及零位保护功能仍可保留,形成空操或遥控二套操作系统,这两套操作设备可以互为备用,并在一定程度上提高了行车的可靠性。
参考文献
[1]起重机无线电遥控的改造[J]电世界,2003(11):7-10张德裕,朱新海
[2]JB/T8437-1996,起重机无线遥控装置
[3]F-21D型工业无线遥控器说明书
天车无线系统在板坯库中的应用 篇2
1系统配置
热轧厂与炼钢厂相邻,连铸坯可由旋转辊道经板坯库直接热送至加热炉,无法热送的可先入保温坑再入加热炉。如图1所示,板坯库包括1#～3#库及加热炉备料区和上料区。整个库共配置11部天车, 1#～3#天车负责炼钢厂连铸坯入库和倒垛,4#～9#天车负责板坯库内倒垛及出库,10#天车负责为加热炉备料,11#天车负责为加热炉上料。板坯库还设置2部过跨平板车,需要轧制的板坯由库内天车吊上过跨平板车运送至加热炉区。
板坯库管理的特点是:(1)库位划分要求高。由于板坯库板坯数量庞大并且库区空间有限,因此给库位的划分带来很大困难。(2)物流量大。入库的板坯包括汽车运输的冷送坯和连铸后经旋转辊道输送的热送坯2种,其中冷送坯可从3个跨通过天车吊装入库,热送坯可由2部过跨平板车同时入送加热炉。3座加热炉按跨区方向平行布置,入炉板坯可由上料台架经旋转辊道吊运上料,也可从3个加热炉口经输送辊道吊运上料。此外,要出售的板坯也需要由4#～9#天车经出库区吊装出库。业务的不同及板坯的数量庞大,造成物流量相当大。(3)业务复杂。板坯库的业务包括来料检查、切割、入库,库内倒垛,炉前备料,加热炉上料,出库等,业务的多样性和物流的多变性使得业务处理变得更加复杂。
如果板坯库采用传统的天车作业方式,即在地面人员的配合下驾驶员空中操作天车行走,则无法适应上述的板坯库物流量大和业务复杂等特点,很可能出现库内板坯反复堆压、前后作业工序无法衔接、生产节奏缓慢等问题,且操作人员的作业环境差(多尘、高温、高空)、视野受限、劳动强度大、人身安全可靠性差[4]。为了解决这些问题和准确、灵活、及时地完成天车作业,天车无线系统在每部天车内设置无线终端,同时在板坯库内设置了5座基站AP1～AP5,其中AP1和AP3为单向天线基站,为1#板坯库的3#,6#和9#天车内的无线终端提供路由功能;AP2和AP4为双向天线基站,为2#和3#板坯库的1#,2#,4#,5#,7#和8#天车内的无线终端提供路由功能;AP5也为单向天线基站,为加热炉跨区10#和11#天车内的无线终端提供路由功能。通过该系统能够使天车驾驶员准确定位板坯的位置和数量,从而提高作业效率,使生产衔接自如,对钢厂生产起到一定的促进作用。
2系统架构
天车无线系统由库管理员编制和下达天车任务,以指导天车驾驶员执行吊运作业。首先,库管理员根据板坯库堆放情况、业务需求、生产实际情况编排和下达一系列板坯移送任务;然后,无线系统根据任务的吊运要求及天车分布状况将天车任务分配到最适合的车载终端上;最后,天车驾驶员按照车载终端上的任务要求进行吊运作业,作业完成后,车载终端自动返回作业实绩。
系统采用C-S-S模式,即车载终端(Client)-应用服务器(Server)-数据库服务器(Server) 模式,库管理员通过应用服务器给车载终端下达作业任务,作业实绩由车载终端经无线系统返回给数据库服务器。由于天车无线系统属于板坯库管理系统的一部分,因此可与板坯库管理系统共用数据库服务器,而不必独立设置,这样不仅能够节约成本,而且提高了数据交互的效率。
每个跨区的车载终端通过无线基站与应用服务器及数据库服务器通信,随着天车的移送,1#,4#和7#车载终端在AP2,AP4和AP5基站之间自动漫游;2#,5#和8#车载终端在AP1～AP4之间漫游;3#,6#和9#车载终端在AP1和AP3之间漫游;10#和11#车载终端通过AP5进行数据通信(见图2)。
天车无线系统与库管理系统的通信采用数据库接口表的数据共享方式,通信协议为以太网TCP/IP协议。通过Oracle数据库DBLink连接方式向接口表读写数据并设置相应记录状态,存储时设置记录状态为“NEW”,读取或更新数据时改变记录状态为“READ”。
3系统功能
天车无线系统包括应用服务器上的天车调度功能及车载终端上的天车作业功能(见图3)。
如前所述,天车任务由库管理员通过库管理系统编制及下达,无线系统接收到任务后,根据天车任务的类型及天车的当前位置、作业模式和生产状况等因素,通过天车调度功能将该任务自动分配给最适合的天车,其驾驶员通过车载终端上的作业功能查看到该天车任务后进行吊运作业。
3.1天车调度
利用天车调度功能,在应用服务器上进行天车信息设置、天车垛位设置和天车自动调度,其中,天车信息设置和天车垛位设置是天车自动调度的前提。
(1)天车信息设置
通过应用服务器端的应用程序对天车信息进行设置,包括:1)跨区设置。为天车指定其移动的跨区,使每部天车和跨区建立起对应关系,理论上一部天车可吊运对应跨区所有垛位上的板坯,即该部天车可执行对应跨区的天车任务。2)天车的额定吊重设置。为天车设置其额定吊重,天车不能执行超过其额定吊重的天车任务。3)天车状态设置。包括空闲、忙碌、检修及停用设置。天车在停用或检修时,需要通过应用程序设置其为不可用状态,车载终端上同样能够进行该设置,天车检修或停用期间不能分配任务。4)天车任务设置。包括入库、倒垛、备料、上料和出库等。
(2)天车垛位设置
配置天车对应的垛位信息,使天车和垛位建立起直接对应关系,库管理员可选择和取消天车对应跨区内的垛位。在天车跨区设置的基础上,天车与跨区之间的对应关系变成了天车和垛位的直接关联,库管理员可手动选配天车。
(3)天车自动调度
天车自动调度包括任务接收、任务分配、任务下达、任务转移和任务回退。
正常情况下,天车无线系统接收到库管理系统下达的任务后,系统进入自动配车状态,将天车任务自动分配给相应的天车。若有生产特殊需要,可以使用手动配车功能。天车任务按优先级排序,库管理员根据需要设置任务优先级,任务的优先级决定了显示在车载终端上的前后次序,但并不影响执行次序,执行次序由天车驾驶员决定,即天车驾驶员可选择先执行天车附近的吊运任务,但是可以为较紧迫的吊运任务设置特殊优先级,以提示天车驾驶员优先执行该任务。
任务分配时需要考虑天车位置、吊重、负载等因素。当库管理人员设置好天车信息和垛位后,就可以按照板坯移送需求下达天车任务,应用系统通过运算自动将天车任务分配给目标天车。任务分配的步骤:天车状态选配→额定吊重选配→任务类型选配→其他。
任务分配完成后,下达给相应天车执行。任务转移是指将已经配车的天车任务重新分配给别的天车,任务回退是指将无法分配的天车任务手工回退至库管理系统。天车任务调度流程见图4。
3.2天车作业
天车作业功能包括库图显示、天车任务查看和天车任务处理,在车载终端上进行。
(1)库图显示
车载终端能显示库区板坯状态,方便天车驾驶员查看库区内物料堆放情况,为天车作业提供便利。通过库图,天车驾驶员还可查看板坯信息,包括钢板号、厚度、宽度、长度、质量及订单信息。
(2)天车任务查看
车载终端能显示板坯信息及板坯目的地等,天车驾驶员通过任务查看功能可查看任务信息。
(3)天车任务处理
任务处理步骤为:选择任务(手动)→锁定任务→吊起板坯→运送板坯→放下板坯→结束任务(手动)。
按优先级别选择任务后锁定该任务,锁定状态的任务所对应的起吊垛位和目的垛位都处于锁定状态,此时其他天车不能吊出或者吊入板坯。锁定状态一直保持到任务结束,这样可以保证在吊运过程中不会发生混板情况。
4方案实施
由于钢铁厂现场环境十分恶劣,系统的可靠性和数据的准确性至关重要,因此在设计无线网络时,必须要保证:系统稳定可靠,车载终端抗抖动和振动,车载终端和无线发射基站温度适应性良好,屏幕不遮挡操作人员视野并且可视性良好,车载终端的软件便捷和智能(最大程度降低司机的工作量),车载终端的作业系统需要留出和库管理系统的接口(保证数据的安全、准确和完整)。
4.1无线网络设计
无线网络设计时,信号和通信方面要做到:(1)无盲区。不完整的无线测试通常会导致无线网络设计失误,从而造成信号覆盖盲区,一般在多个基站进行同时覆盖的时候,在基站的交叠区产生盲区。因此要尽量减少基站的交叠,最好采用大功率、覆盖区域较大的基站。(2)无丢包,延迟小。无丢包是指在整个无缝覆盖的区域内信号稳定,强度良好,丢包率在1%以内;延迟小是指通信延迟在100 ms以内。(3)无干扰。对于钢铁厂板坯库来说,如果基站布局和频点分配不得当,无线网络的基站之间就会产生同频干扰,在冗余备份的网络设计中更加需要注意。
4.2现场AP位置设计
由于钢铁厂板坯库的环境非常恶劣,因此无线网络AP(基站)和交换机位置设计对于无线系统的可靠性和数据的准确性至关重要。无线网络的AP采用2.402～2.483 5 GHz工作频段,抗干扰能力强,比较适用于板坯库这样的小场地开阔环境,且通信带宽高,传输数据量大。
板坯库部分区域无线网络AP点见图1。不但考虑了整个板坯库的面积和每个AP的覆盖范围,不会出现盲区的情况;而且考虑了AP之间不能距离太近,避免了干扰的情况。
4.3设备安装注意事项
(1)无线基站。
必须安装在天车司机驾驶室一侧,这样无线基站发射天线和天车上的接收天线距离较近,能保证无线信号的最佳接收效果。
(2)基站设备箱。
安装在跨上的参观平台1.5 m高的地方,与外接天线的安装位置要控制在2 m范围内,便于后期维护;由于板坯库现场环境恶劣,无线基站设备箱与外接天线之间、车载终端与外接天线之间的信号线必须有金属线管防护。
(3)基站外接天线。
由于天车终端的接收天线安装在驾驶室外侧,因此基站的发射天线应安装在与天车驾驶室护栏持平的高度上,以保证信号的最佳接收效果。
(4)车载终端外接天线。
安装在天车驾驶室外面的护栏上。
5结束语
天车无线系统在一定程度上满足了设计及实际应用的需要,基本实现了天车任务的自动编制、下达、分配和执行,但受到部分设备生产工艺的制约(火焰切割机的切割规则难以确定、切割子板的垛位难以划分等,造成天车任务难以编制),在任务编制时,板坯移送目标垛位仍然需要人工设定,因此本系统在未来生产过程中还需要不断探索和改进,以满足生产的不断变化。天车无线系统促进了板坯库管理的无纸化和模块化,因此从长远的角度考虑,无线系统应用意义巨大。
参考文献
[1]董绍华.板坯库管理专家决策系统[J].冶金设备,1994(1):5-9.DONG Shao-hua.An expert system for the management ofslab warehouse[J].Metallurgical Equipment,1994(1):5-9.
[2]章志娟.板坯库行车系统改造[D].上海:上海交通大学,2008.
[3]王勇,马峰.天车定位系统在板坯库的应用[J].冶金自动化,2009,33(增刊1):71-73.
智能天车控制系统 篇3
关键词：天车控制,坐标定位,调度决策系统
目前, 普通天车现有的操作大都依靠人工, 工人劳动强度大、容易误操作、设备效率低、安全性差。发展天车自动化、智能化调度、控制可以在实现天车工作效率最高的同时, 减轻工人的劳动强度。智能天车的高效率主要表现在具有用户定制化的控制决策系统, 在提高生产效率的同时还可以降低能源的消耗;整个系统采用通用标准接口和开放的系统架构。随着用户应用的发展, 可以非常容易地进行集成、扩展和延伸, 降低了用户的投资成本;控制系统通讯采用工业控制中最为先进的实时总线, 保证了系统对传感器及执行机构信号的实时获取和传达[1]。
1 智能天车工作流程分析
智能天车调度、控制系统是一套根据用户实际需求定制的系统, 所以, 在设计之前, 首先根据实际的工程需要, 对该智能天车的工作流程简要归纳。如图1所示:
智能天车任务清单下达后, 总控主机根据加工任务自动分解任务和命令到各个系统和设备, 同时, 人工将型材放到固定收货台 (接料台) 上, 收货台 (接料台) 接着对材料进行端部整理, 使型材端部平齐。此时, 智能天车接到呼叫命令后到收货台 (接料台) 将型材取走, 取走之后, 智能天车对起吊型材自动称重, 将获取的数据传输给仓库管理系统对数据进行更新。
智能行车按顺序给机台加料/换料, 在计划停机或者天车空闲时, 根据仓库管理指示, 将每个机台需要的材料倒库 (带托盘) , 放到天车最容易取的地方, 以提高机床的换料效率, 当锯切机料仓内材料未用完需要更换品种时, 机台发出呼叫命令, 天车将锯切机料仓内的材料全部取出, 放到叠放库 (线边库) 的空托盘内, 然后在将下一个品种吊入锯切机料仓。天车带有仓库管理系统, 对正执行的任务进行顺序优化, 进料倒库, 遵从先进先出、就近使用等原则, 而被锯切完成的零件将会输送到自动冲孔系统, 自动冲孔系统再按照工艺要求和图纸冲孔, 冲完孔的工件再经自动分选系统放入料箱, 料箱存满后由人工取走和更换。
2 智能天车控制系统功能
在对智能天车工作流程分析的基础上, 对智能天车进行功能需求分析。为了实现智能控制, 最首要的一点, 即实现精确的定位, 智能天车采用条码和旋转编码器检测技术, 条码识读是通过获取载体上的条码信息, 译码得到条码符号承载的信息;在垂直方向的定位上, 采用拉线式旋转编码器, 旋转编码器通过在旋转时内部光电传感器接收透过光栅的光信号而产生脉冲信号, 从而进行定位, 两种检测技术的使用实现了智能天车的精确定位。
为了提高天车上料、倒库效率, 智能天车采用型材使用预估功能, 该功能是通过对各个机台每种型材使用的数据进行统计, 在根据订单分析结果的基础上, 分析并计算出常用型材类型, 从而自动设计规划型材码放顺序及位置。
行车安全保障功能是天车安全运行保证, 它包括天车位置检测和激光扫描防碰撞功能, 位置检测系统用于天车始终运行在安全的工作区间, 防止智能天车自身运行造成安全隐患;安全防碰撞功能用来保证了原有天车和智能天车的行车安全, 保证两天车在各自运行过程中不发生碰撞。
人机交互功能是智能天车系统的重要组成部分, 包括人工控制模块、系统状态监测、故障报警等。人机交互是智能化控制系统与终端用户交互的桥梁。一方面, 用户通过监控系统实时监测智能天车的控制流程和设备运行状态;另一方面, 用户可经由人机交互系统对控制系统发出指令, 直接对控制流程中的系统参数和控制策略加以调整和适当的参与。图2所示是智能天车控制系统组成框图。
3 智能天车控制系统组成
智能天车控制系统是集实时以太网通讯技术、自动化控制技术、智能调度技术于一身的行车智能化控制系统, 能对智能天车的吊具三维位置进行实时检测, 监控智能天车工作状态, 在线跟踪记录库中的物流状态, 实现对各单元生产用行车的自动调度、库场管理和行车工作信息的实时汇总, 保证生产过程中物流的顺畅。该智能天车控制系统主要包括坐标定位系统、调度决策系统、运动控制系统和行车安全保障系统。
3.1 智能天车坐标定位系统
智能天车是以桥形主梁的金属结构作为主要承载构件横架在车间固定跨间上方, 并可沿轨道移动, 取物装置悬挂在可沿桥架运行的起重小车上, 使取物装置上的重物实现垂直升降和水平移动。随着信息化水平不断的提高, ERP系统的普及, 提高生产效率越来越被重视, 实现机械自动化是目前常用手段, 实现起重机械自动化最根本的问题就是位移检测, 将检测到的位置信息送到可编程控制器 (PLC) , 通过PLC控制变频调速器, 进而控制走行电机的转速, 则可达到自动走行、自动定位的目的[2]。
本系统采用的是条码定位系统, 条码定位技术主要涉及两大方面的内容:位移条码和条码图像的识读处理。条码识读是通过获取载体上的图像信息, 译码得到条码符号承载的信息的过程。条码定位的工作原理是将条码识读设备安装在行走小车上, 条码带全程安装在行走轨道中, 当小车在轨道上行走时, 安装在小车上的条码识读设备时时扫描当前的条码, 通过内置的解码器输出小车当前的位置信息[3]。条码定位技术为用户实现自动化管理提供了必要的前提。图3所示是该智能天车的定位系统控制框图。
3.2 调度决策系统分析
调度决策系统是智能天车控制系统的核心, 属于该智能控制系统中的高层控制部分, 负责输出天车的调度控制决策。整个调度决策系统包括天车调度控制系统和库存管理数据库两部分组成[4]。
针对天车装配调度只考虑独立工序按大小排序插入空闲时间段中存在较大空闲时间段被较小独立工序占用浪费空闲时间的问题, 提出了缩短其空闲时间的方法。通过对不同时刻开始装配产品的装配工艺图进行分析, 将动态装配问题中的产品装配工序虚拟分为具有唯一紧前、紧后的相关工序和独立工序, 采取将独立工序插入到相应的空闲时间段中的装配方法, 使总装配时间不超过或尽量少的超过由关键路径工序确定的装配时间[5]。
调度决策系统的工作原理为根据用户的输入, 包括任务清单、机台呼叫指令等信息, 其中任务清单可由人工本地或远程输入;在接收到相关控制输入后, 系统通过查询库存管理数据库中库存的实时信息、每种货物的属性等, 结合任务优先级排序 (如果输入指令存在优先级区分情况下) , 并在智能调度算法控制下, 根据用户的定制需求输出理想的控制序列 (如时间最优、原材料最省等为用户提供最大的定制化) , 从而控制下层的运动控制器进行实际的运动控制, 在每条控制指令完成后, 更新数据库中对应的物料信息[6]。图4所示为该智能决策调度算法原理示意图。
3.3 天车运动控制系统
天车运动控制系统作为整个智能天车控制系统的一个子系统, 是主要的执行控制部分。它接收来自智能决策调度控制系统的控制输出序列, 控制伺服系统准确的执行每一条指令, 并确保现场人员及设备安全[7]。运动控制系统在硬件上由伺服电机、多通道电机控制模块、条码定位系统、外置拉线编码器、工业摄像机及图像采集卡组成[8]。
天车运动控制系统的精确定位系统能够实时提供天车运行所需的水平及垂直方向的精确定位;但是天车能够准确地进行抓取、存放操作还取决于各个定位点与天车的相对位置的准确性, 因此, 由于工作区域内各个定位点相对于天车位置变化而带来的误差通过以上系统是无法解决的[9]。基于以上分析设计了视觉位置纠偏系统, 它是针对叠放库中货物存放的实际位置与库存管理系统保存的位置的差异, 根据测得的偏差距离加上此时精确定位系统所确定的实际位置对库存管理系统中的位置进行更新, 以确保天车快速而精准的定位。
3.4 安全保障系统
天车安全保障系统主要由安全PLC、安全限位传感系统和称重系统来实现。安全PLC独立于主控PLC, 可实现对主控PLC监控及安全运行位置监测, 安全限位传感系统包括位置传感器和激光扫描雷达, 位置传感器位于天车各个方向行程的末端, 防止天车驶出安全行车区域;称重系统用于获取吊装工件的质量信息, 能够将力传感器所检测到的数据经采集模块传送到PLC, 经滤波算法获得准确的重量, 通过该信息PLC判断吊装物是否过载, 然后通过总线将该重量信息发送至总控主机 (工控机) 中。
4 结语
本文介绍了智能天车的工作流程, 控制系统组成和功能, 提出了智能天车与普通天车相比所存在的优势, 解决了传统天车存在定位精度不高、工作不稳定的问题, 保证了货物的稳定可靠输送, 降低了天车运行故障率, 减少了人工参与, 提高了生产效率和效益。坐标定位系统使得定位结果更科学准确, 提升了企业的自动化程度。系统采用先进的计算机智能控制系统, 稳定可靠, 运行维护方便, 充分实现了库区管理的精确化、简单化、自动化。
参考文献
[1]沈瑜平.冷轧厂天车 (行车) 定位及智能导航系统[J].杭州钱江称重技术有限公司自动化部, 2015, 39 (1) :4-5.
[2]郑晓光, 周文华, 李小萍.天车智能控制器[J].黑龙江电子技术, 1996, (3) :2-3.
[3]李东利.条码定位技术的研究[D].沈阳:沈阳航空航天大学, 2013:14-15.
[4]谢志强.可回退抢占的设备驱动综合调度算法[J].自动化学报, 2011, 37 (11) :5-6.
[5]谢志强, 辛宇, 杨静.缩短空闲时间的动态装配调度优化控制[J].电机与控制学报, 2008, 12 (1) :1-2.
[6]赵业清, 毕贵红.基于Agent的车间天车调度系统TCPN建模[J].冶金自动化, 2012, 36 (4) :3-5.
[7]谢志强, 邵侠, 杨静.存在设备无关延迟约束的综合柔性调度算法[J].机械工程学报, 2011, 47 (4) :3-5.
[8]张红.智能天车物流管理系统的设计[J].湖南理工学院学报, 2014, 27 (4) :2-4.
天车无线系统 篇4
关键词：天车定位,物料跟踪,天车无人值守,库区管理
0 引言
钢铁企业的天车吊装作业频繁,生产库区内的物料管理复杂,需要天车工、地面指挥员、地面执勤员、库区管理系统录入人员协同工作。这种传统的天车及库区管理系统存在作业效率低、人工成本高等缺点。随着天车控制技术的发展,天车作业虽然可以实现远程遥控,但是天车作业和库区管理主要还是依靠人工操作,作业效率并没有明显提升[1]。要实现天车的无人化操作,必须要实现三级MES、二级管理系统、一级自动化系统的协同工作,这是无人天车技术的难点,也是目前国内无人天车系统应用较少的原因[2]。唐钢高强汽车板公司的生产库区分为原料库、中间库和成品库,3个库区的3套无人天车系统已于2015年5月由唐钢微尔自动化公司研发成功并投入使用,解决了各级系统协同工作的难题,实现了钢卷吊运、钢卷上下线管理、钢卷出入库管理的无人化操作。
1 无人天车系统结构
以唐钢高强汽车板公司成品库无人天车系统(如图1所示)为例,其网络结构包括:三级MES,用于下发生产计划、出库、入库等指令;二级管理系统,包含仓库管理系统(WMS)和A模块系统,它们共同构成了整个系统的核心控制单元;一级自动化系统,包括PLC控制系统、传动执行机构和现场传感器,天车之间通过无线路由器实现数据通信。天车定位及物料跟踪通过一级自动化系统和二级管理系统共同实现,天车在大车方向和小车方向上的物理位移分别采用编码电缆和激光传感器检测,物料跟踪采用天车吊卷位置及夹钳的负载状态综合判定,同时采用称重传感器及夹钳的打开闭合动作作为辅助判定的方法实现天车吊运状态的识别[3]。一级自动化系统将综合计算的各种位置信号、天车吊运状态、载荷状态等数据发送给二级WMS,WMS利用库区号-垛号-行号-层数的物理划分方法对库区鞍座进行规划,并采用钢卷号匹配的方式对钢卷的在库状态进行标志,从而实现物料状态的跟踪。同时,现场采用移动手持终端定期对库区中钢卷的卷号和库位信息进行修正,以保证物料跟踪系统钢卷信息的准确性。WMS将库区内的物料情况和库存信息通过A模块系统实时发送给三级MES,保证生产计划数据的实时性和准确性。
2 天车定位及物料跟踪技术
天车定位及物料跟踪的关键技术包括:库区位置划分、天车三轴定位和物料跟踪定位识别。
2.1 库区位置划分
钢卷在库区中的位置变化均由天车吊装完成,同时本系统采用的天车无人值守技术需要天车自动识别钢卷位置并实现吊装作业,因此将物料的自动跟踪与天车的自动跟踪相关联。通过跟踪天车大车、小车和吊钩的物理位置,定位天车的空间位置,按照天车作业时空间坐标与钢卷物料坐标一致的原则确定钢卷物料的位置[4]。
以唐钢高强汽车板成品库为例,如图2所示,通过实际库区分布及天车安装的空间位置的对应关系对库区内的空间位置进行坐标规划。其中大车的行驶方向为鞍座的行方向,定义为x轴方向;小车的行驶方向为鞍座的列方向,定义为y轴方向;天车吊钩的动作方向为鞍座所在平面的垂直方向,定义为z轴方向。由此可得出天车任意时刻在库区内的坐标信息(x,y,z),其中,x、y轴数据用于确定天车在整个库区内的平面定位,z轴数据用于确定吊钩在升降过程中的具体位置,成品库以天车夹钳底部距离库区地面的高度作为吊钩的空间坐标值z。通过检测夹钳的空载与带载,吊钩的上升和下降综合判定钢卷物料的起吊和放下动作,从而确定钢卷物料的吊运情况。
库区空间位置按照库区号-垛号-行号-层数的物理划分方法对库区鞍座进行规划,如成品库鞍座坐标逻辑地址为10-02-07-1,意为成品库10区2列7行1层。继而进行库位标定,对仓库内每个区分别测出行坐标、列坐标,确定每个鞍座中心点距坐标系原点(坐标系原点位于成品库的西南角)的准确坐标值,z轴坐标由相应钢卷的外径计算确定。同理,天车在某鞍座吊起物料时,按照天车坐标值与鞍座中心点坐标值相同的原则,即可识别出当前吊运操作所处鞍座。
2.2 天车三轴定位
天车三轴定位是指无人天车系统中的大车、小车和主钩相互配合,能够准确识别鞍座位置并自动运行到目标位置执行取卷或放卷操作。天车在大车、小车、主钩三个方向上的位置检测精度及数据稳定性直接影响着天车吊运动作的准确性。为此,无人天车系统采用一种多信号采集综合判定的方法进行三轴定位。考虑到天车大车方向上距离较长,如采用激光传感器检测位移,遇到天车颠簸的情况时将会影响检测精度,因此,本系统大车方向采用编码电缆检测位移,小车方向采用激光传感器检测位移,吊钩方向采用绝对值行编码器检测位移。同时,为了避免由于传感器故障而导致的安全隐患,根据数字量和模拟量传感器不易同时损坏的特性,利用多种传感器反馈值共同组成是否夹紧、有无负载、是否对中这3项关键状态数据,把天车动作的过程作为一个整体,综合判定钢卷起吊和落卷,最终实现库区物料状态的准确判定。
2.3 物料跟踪定位识别
物料跟踪定位首先根据天车定位系统确定天车所处库区内的对应鞍座,然后结合天车吊钩吊卷状态识别对应鞍座上的钢卷物料的移动状态。当天车运行到指定鞍座并对钢卷物料进行取卷或放卷操作时,通过天车夹钳的负载状态和吊钩的运行方向确定钢卷物料流向。天车向鞍座放卷时,将对应鞍座的位置置为占用,并将相应的钢卷信息传送到对应鞍座上。天车从鞍座上取卷时,将该鞍座的位置置为空闲,并将相应的钢卷信息由鞍座转移到天车,并随天车运行状态进行跟踪,从而实现物料位置的实时跟踪。
由于钢卷信息与鞍座任意时刻的对应关系都具有唯一性,因此在数据库中建立专门的库区物料分布表(COLD_COIL_INFO),用于保存鞍座上钢卷的钢卷号、卷宽、卷内径、卷外径、卷重、厚度,钢卷初始位置及目标位置等详细信息[5]。天车自动执行放卷或取卷时,依照库区物料分布表查询需要操作的钢卷物料信息,实现钢卷的吊运移动操作,并同步更新对应鞍座的钢卷信息。
使用负载状态识别当前吊运状态的原理为:当天车运行到指定鞍座位置时,通过检测吊钩上的夹钳负载状态的变化判定取卷过程和放卷过程。当夹钳的负载状态由空载状态变为负载状态时,判定为取卷;当夹钳的负载状态由负载状态变为空载状态时,则判定为放卷。为了完整地跟踪整个吊运过程,还需要分析吊钩的升降方向,才能准确地识别出当前吊钩的“吊起”与“放下”动作。
综合上述夹钳负载状态和升降方向,整个取卷及放卷的完整过程如下:向取卷目标位移动(空载)-吊钩下降取卷(空载)-取卷完成吊钩上升(带载)-向放卷目标位移动(带载)-吊钩下降放卷(带载)-放卷完成吊钩上升(空载)。整个过程完成了钢卷从取卷鞍座到放卷鞍座的信息转移。考虑到特殊情况下天车有人作业时,存在取卷或放卷操作不规范的情况,仅靠天车的载荷状态检测取卷和放卷会出现跟踪不准确的情况,因此,采用将夹钳的打开关闭指令与负载信号和吊钩高度综合判定的方式,确定鞍座上钢卷状态的变化。
3 生产库区物料自动跟踪举例
物料在生产库区成品库中主要有下线(入库)、出库及倒库3种操作类型。
如图3所示,以唐钢高强汽车板成品库步进梁下线为例说明物料下线自动跟踪流程。钢卷经生产线进入步进梁区域,MES将钢卷信息插入到步进梁区域的钢卷跟踪表。钢卷经步进梁到达包装机组以后,天车控制系统检测到包装完成信号时,即可产生钢卷下线工单,同时将工单指令发送到天车运行终端。天车接收到下线指令时,按照工单指令到达指定步进梁鞍座位置进行取卷操作。取卷动作完成时,物料跟踪系统将相应步进梁上的钢卷信息由步进梁鞍座位置转移到天车上,同时更新步进梁上的钢卷信息。天车吊运钢卷运行到指定库区内的目标鞍座进行放卷操作,放卷动作完成时,记录放卷位置,将钢卷信息由天车位置转移至目标鞍座,同时更新库存信息。
此外,本系统中还配备移动手持终端进行盘库处理及其他异常情况时的库位修改。手持终端具有盘库、出库管理、现场生成出库指令、出库确认、更改库存信息等功能,对物料跟踪系统起到辅助修正作用,从而保证物料跟踪系统数据的准确性。
4 结论
天车定位及物料跟踪系统在唐钢高强汽车板公司得到了成功的开发与应用,系统采用编码电缆、激光传感器、编码器等多种模拟量传感器综合判定的方式对天车进行定位,同时利用天车上升、下降和载荷状态的变化并配合夹钳的打开关闭动作综合判定钢卷状态的变化,并将检测到的物料鞍座位置变化信息及时可靠地传送给MES。实践证明,以该系统为基础构建的无人天车系统可以根据MES下发的指令快速准确地完成上线、下线、入库、出库等无人化吊装操作。上线半年多以来,该系统运行稳定、维护便利,为MES的生产计划、生产调度、销售等业务流程提供数据支撑,彻底解决了一级自动化系统与三级MES之间的信息交互问题。
参考文献
[1]沈瑜平.冷轧厂天车(行车)定位及智能导航系统[J].冶金自动化,2015,39(1):80.
[2]乔晓飞.宣钢炼钢天车物流信息管理系统[J].冶金自动化,2013,37(4):68.
[3]张明川,韩建松,吴庆涛,等.自控天车定位精度的研究与实现[J].安徽工业大学学报,2010,46(15):219.
[4]方仕雄,钱王平,李奇,等.钢厂生产库区物料自动跟踪技术[J].东南大学学报:自然科学版,2011,41(增刊):54.
天车无线系统 篇5
1 库区管理自动化是发展的必然
在物流高速发展的今天, 仓储是咽喉也是瓶颈, 为了突破瓶颈使其发挥最大效力并带动物流向前发展, 就必须优化和改善这一环节。此时, 库区管理的重要性就突显出来。高效的库区管理可以提高货物流经库区的效率, 进而提升整体物流水平;落后的库区管理导致货物在库区流动受阻甚至停滞, 降低了整体物流的效率。因此库区管理不能在传统的管理模式下停留不前, 必须加快库区管理的自动化建设, 这既是创建库区可持续发展的必经之路, 也是库区管理亟待解决的工作目标与任务。
2 北成品板卷库原状
北成品库是新落成的现代化库区, 尽管库区硬件水平有了较大的改善, 装卸能力得到了相应提高。然而, 面对主体生产规模不断地扩大, 却仍沿用着传统的库区管理模式, 库区管理基于人工完成, 库区作业都得有库区管理人员现场指挥并手工抄录结果。
这样的管理模式导致库区重复出现以下问题:
(1) 库区货物存放混乱, 货物信息错误甚至短缺。 (2) 库区货物信息错误导致的装车时找不到货, 装错钢卷等情况使库管人员劳动强度增大, 同时延长了装车时间, 增加了路车租赁费用。 (3) 库区作业出错率高, 统计数据准确率低。 (4) 平整生产线要求必须有人值守, 这样两条生产线每班则需两人, 既造成人力浪费, 又无形中增加了其他库区管理人员的工作量。
3 天车定位系统设计思路和目标
天车定位系统通过对天车的定位、天车与库区中央控制室的数据通信做到服务器实时监控天车作业过程, 记录天车作业结果, 完成对库房的每个钢卷信息的跟踪及位置的采集, 实时更新库房中钢卷位置变动的信息, 并对天车工作相关信息进行管理, 自动生成存取钢卷明细、数量、进出时间等相关记录的日报表、月报表。系统的目标立志于降低库管人员劳动强度, 提高工作效率, 规范库房管理, 使库存物品的数量、放置位置一目了然, 实现了库房管理控制的现代化。
4 天车定位系统结构
4.1 系统硬件结构介绍
系统硬件部分主要由中央控制部分、无线局域网及车上控制部分组成。天车定位系统硬件结构图, 见图1:
(1) 中央控制部分;中央控制部分核心部件是服务器, 主要用于和车上PLC、客户端及数据采集器进行通讯和数据交换, 并与企业内部网和系统无线局域网相连。 (2) 无线局域网;由多个无线AP组成, 无线AP之间进行漫游, 信号覆盖整个库区。 (3) 车上控制部分;车上控制部分包括无线客户端、触摸屏、车上控制柜、编码电缆等, 主要用于地址生成及检测。
4.2 系统软件介绍
系统软件由CTMS_Server、CTMS_PDA、CTMS_ACS和CTMS_Web_Server四个子系统构成。
(1) CTMS_Server;动画显示实时监控库房天车、钢卷的起吊放吊数据处理以及库存变化;对地面数据采集设备录入的钢卷信息处理、保存;库存信息的查询、统计与报表;与其它外部系统进行数据交换。 (2) CTMS_PDA;完成钢卷入库、倒库、出库时的数据录入, 及查询、核查等功能。 (3) CTMS_ACS;完成天车物重、X、Y、Z轴地址的采集与运算, 判断天车吊运状态, 触摸屏与语音屏以画面和声音提示天车作业。 (4) CTMS_Web_Server;提供外部数据输入接口, 以及统计、报表查询界面。
4.3 网络通信系统设计
系统数据服务器架设防火墙, 接入Intranet, 在每个库房配置客户端电脑。库房中无线基站采用西门子SCALANCE W788, 行车无线客户端采用西门子SCALANCE W744。无线基站通过光缆接入系统数据服务器, 库房中的PDA、平板电脑、射频读写设备均作为无线客户端通过无线基站跟服务器交换数据命令。
4.4 系统接口设计
计质量系统与天车系统应实现松耦合集成, 系统之间既紧密联系, 又不相互依赖, 当任一方系统出现问题时, 另一系统可以独立运行, 并完全支持各自系统所覆盖的所有业务。
5 结语
天车无线系统 篇6
关键词：天车,润滑,空心轴,润滑系统
0 引言
目前,与本单位合作的某公司生产的TC675天车,主要由天车架、快绳轮,主滑轮总成及辅助件组成,其中主滑轮总成由主轴、支座、6个滑轮、轴承等零部件组成。每个滑轮内均装有一付轴承,轴端设有给每个滑轮加注润滑油脂的M10×1黄油嘴,可方便的向轴承内加注润滑油脂。天车滑轮组的润滑方式目前主要采用的是空心轴+润滑系统的结构。
这种润滑方式优点是减轻了轴的重量,加油方便,润滑可靠,但在安装天车主轴内的油路系统时发现,把组装好的油路系统装入天车主轴内是很困难的,有时会出现“漏油”及油管破裂现象;影响了生产效率。后来经过现场实地测量和深入研究,针对天车油路润滑系统装配难的问题,提出自己的思路见解。现从以下三个方面分析。
1 影响因素
1.1 天车主轴的加工对其造成的影响
(1)由于轴太长(TC675天车主轴长度是1228mm),在车内孔时不可避免地会出现“让刀”现象,车出的内孔会带有不同程度的锥度。
(2)在车削内孔时,采用的从两头车削的方法,在接刀处会留有接刀台,这在机加过程中是难以避免的。
(3)天车主轴孔内装有油路,采用O型密封圈密封,密封性要好,这也要求轴的内孔粗糙度要高,设计者在设计主轴时要求是6.3,而在实际机加过程中是难以满足此要求的。况且从经济角度上来讲,内孔的粗糙度等级越高,加工的成本越高。
1.2 装配过程中出现的问题
(1)目前采用的油路系统,主要靠O型密封圈的预压量将型腔与油路隔离,形成轴的内孔与油路之间的过盈配合,保证润滑油能够顺利进入油管。
(2)储油腔之间的间距靠3个互成120°的螺栓保证,在实际上操作过程中,由于师傅的经验,技术等因素的影响,3个螺栓的长度不太可能保持一致,其平行度是难以保证的,这就势必会造成密封圈与孔之间配合过紧,甚至难以装配。
(3)由于是过盈配合,组装好的润滑系统长度较长,况且只是靠油管的拉力作为连接各储油腔的力量,在润滑系统装配的过程中,所施加的装配力难以掌握其真正的受力方向,导致安装困难,甚至造成油管破裂。
(4)在这种情况下即使将油路装入轴的内孔里,整个油路可能形成“麻花状”,容易“割”密封圈,有可能使密封圈失去密封作用,这些情况人为难以控制,且是观察不到的,如图1所示。
2 解决方案
针对以上在加工和装配过程中出现的问题,主要针对安装上的,本文提出以下三种方法可改变油路安装难的问题。
2.1 改进方案
2.1.1 加隔离套
由于使用互成120°的3个螺栓,其平行度很难保证,在改进的方案里将去掉螺栓,在储油腔之间利用平行度较好的隔套。
2.1.2 采用单根铜管长连接
将原来的7根油管做成长铜油管,与相应储油腔连接处攻扣,在其他储油腔上打上过孔,让其通过。
2.2 润滑系统内零部件更改
(1)为了适合本改进方案,其润滑系统内的相应的零部件也做更改,具体更改如下:
定距元件的更改——本方案中的隔套将采用PVC管,如图2所示。
(2)安装板的更改——安装板的更改是本方案中改动最大的零部件,因为分体安装,它的难点就是安装板在最后怎样装在主轴上。这次改进,把安装板原来的螺纹孔(包括锥螺纹)全部改成通孔,如图3所示。
(3)管接头——为了便于安装板的安装,本方案增加一个零件—管接头,目的使油管和油嘴直接连接,便于最后安装板的安装,如图4所示。
2.3 装配方案
安装将采用分体安装的方式,在安装一个储油腔之后加上隔套。将储油腔之间短钢管连接改成长的铜管连接。当装完全部储油腔后,使用管接头连接油管,并让管接头通过安装板,利用孔用弹性挡圈把安装板装在主轴上,最后把油嘴安装在管接头上,如图5所示。
在与安装板连接处采用接头连接如图6所示。
其最终润滑系统总成如图7所示。
2.4 此方案优点
(1)加隔套可校正整个管路整体的同轴度。
(2)采用分体安装,将安装时所施加的力全部作用在隔套上面,避免损伤油管,安装方便,可靠。
(3)采用铜的长油管,安装方便,不易影响整个油路的同轴度。
3 结束语
本文基于天车主轴润滑系统的改进设计,主要对油路总成进行了适应性改进。目前,此种改造方案已经在该公司观察试用,取得很好的效果。
参考文献
[1]池保忠,毛志江.钻机TC450天车设计及结构强度分析[J].常熟理工学院学报,2010,24(10):165-168.
[2]易先中,曹良波,等.TC225天车架结构强度的有限元分析[J].长江大学学报,2010,7(3):106-107.
天车无线系统 篇7
根据鞍钢 冷轧钢板(莆田)有限公司 库区的上料、 倒库和卸料等功能要求, 综合考虑天车 ( 行车 ) 三维定位、天车 ( 行车 ) 智能导航、数据自动采集以及计算机无线通信, 形成了全方位的智能化天车(行车)定位及智能导航系统。
天车(行车)定位及智能导航系统满足原料库原料卷放双层 ,原料卷的 卸料、倒库 、上料的功能; 成品库成品卷放一层, 成品料钢卷的入库、倒库、出库功能。同跨每台天车根据不同情况可进行相互切换,协同作业;天车之间能相互通信,传输数据,并与地面的控制站实现数据传输。每台天车都设有操作优化功能,确保工作流畅。当操作人员误操作时,系统会有纠错信息提示。天车(行车)工可根据计算机传输到显示屏上的指令,准确、快捷 地找到钢 卷位置 ,同时能进行现场模 拟动态显 示 ,适时跟踪 天车 (行车 ) 位置和同跨其他天车(行车)位置。系统能够区分不同的工作状态, 并可根据用户的需要进入各种状态,以完成上 料、卸料、倒 库和出库 的不同功能, 也可以处理临时的一些非正常指令和无指令倒库。系统将采集到的数据通过无线局域网和光缆传输到三级计算机, 与三级计算机之间的通信能完全满足生产管理和三级计算机的要求。硬件设备采用当前流行配置,显示设备使用液晶显示器,符合工业行业标准,设备具有抗震、防尘、耐 高温特点 ,特别在通 信过程中 具有强的抗干扰能力,数据传输快、稳定可靠。系统运行维护方便,实现了库区管理的精确化、简单化、自动化。
该系统由杭州钱江称重技术有限公司设计并实施,于2013年11月投入使用,系统未有因异常中止运行的情况, 企业的生产效率大大提高。
1 定位技 术
本系统中 ,天车 (行车 )定位采用 编码电缆 定位技术来实现。编码电缆是具有一定编码规则的专用电缆,由电缆芯线、模芯和电缆护套构成,采用特殊模 具以间隔 相等、方向 相反、互相 对称的对线形式绕制。电缆护套采用军用氯丁胶,具有良好的抗腐蚀、抗氧化功能。编码电缆定位系统的检测原理如图1所示。
地址信号发生器产生地址频率信号,经整形放大后,送至天线箱。天线箱内置发射线圈,由其将地址信号发送到编码电缆上。段间箱实现多条编码电缆段的可靠连接。 终端箱对地址信号的特性阻抗进行匹配, 以实现编码电缆中地址信号的无差错传输。始端箱将编码电缆上感应的地址信号送至中控室内的中央控制柜。阻抗匹 配单元将 编码电缆 的地址信 号进行隔 离、阻抗匹配、限幅 放大 ,初步剔除 信号中的 干扰。地址检测单元对阻抗匹配单元送来的地址信号 进一步滤波降噪。在CPU的控制下, 通过对G线和R线上的地址信号进行比较鉴别, 求得大地址 (10 cm级地址), 通过对G0和L0线上的地址信号进行A/D采样、运算,求出精密地址。
2 系统软 件
软件总体结构如图2所示。
2.1系统管 理中心
服务器安装有天车(行车)定位及智能导航系统的系统管理中心Web服务, 服务器是进行系统管理与维护的中心。管理员通过IE浏览器可以直接登录系统的管理与维护中心站点 (该站点由服务器中安装的天车(行车)定位及智能导航系统的Web服务发布),进行天车(行车)定位及智能导航系统的管理与维护操作。
2.2数据处 理中心
服务器安装有天车(行车)定位及智能导航系统的应用服务,它运行于服务器后台,充分利用服务器的资源和性能为天车(行车)定位及智能导航系统服务; 服务器将三级下达的指令数据进行处理, 然后将数据分发给现场天车 (行车)上的车载 终端 ;同时 ,服务器将 现场各台 天车(行车 )上的车载 终端的数 据进行汇 总处理 , 然后再将数据上传给三级。
2.3数据存 储中心
三级下达的指令数据、现场各台天车 (行车)上的车载终端汇总来的现场工作数据,以及现场各台天车(行车)的运行数据在服务器上都将经指定的处理作为日志存储到服务器中的缓存中心。
服务器是天车(行车)定位及智能导航系统与系统外部数据进行交换的唯一接口, 即是天车(行车)定位及智能导航系统与三级系统交换数据的唯一接口;同时,还是天车(行车)定位及智能导航系统中天车(行车)终端的接口。所以, 服务器具有“承上启 下”的作用 ,是系统中 数据交换的中心环节。这样的结构设计具有很多优 点。
2.4工业无线手持终端 PDA 管理软 件
每个库都 备有工业 无线手持 终端PDA,地面人员可通过手持终端对库区进行盘库, 可以查找钢卷位置、卷重、规格、钢质、卷 号、订货单 位等相关信息, 可以根据钢种查询出库区所有钢卷信息及累计卷重、钢卷个数;同时可根据现场实际情况,对库位信息进行修改,从而确保三级库区信息与实际一致。
车载应用主界面图如图3所示。
2.5库区彩色标识功能
整个车载模块实现库区的全图形化示意导航,采用不同颜色来区分不同的库位状态(空闲/ 占用)、天车(行车)状态(负载/空载)、地面布局 ( 固定建筑 ) 等系统信息 , 以最有效的、最快捷的方式将信息传递到天车(行车)操作员的面前。
库区定义示意图如图4所示。
3 系 统功 能
3.1入 库功 能
根据库房结构, 将钢卷置入相应的库区位置,并进行多维立体性管理,同时自动计算库存量的增加、更新本地数据库信息并发送数据库更新信息到三级,实现仓储管理的第1步优化, 保证数据的及时性。
入库指令 由三级下 发 ,三级向天 车 (行车 ) 定位及智能导航系统发送入库指令, 系统接收到三级指令后,由服务器做出响应(回应三级响应、保存数据处理、发送预定义操作指令到目的地的车载终端)。系统的目的地车载终端收到入库操 作指示———由三 级发送来 的入库指 令 ,列表显示到数据选 择区域中 ,由天车 (行车 )操作员具体完成该卸料操作。操作员操作天车 (行车) 载着吊起的钢卷向三级指定的目的地库区位置(或者自行选 择的位置 )移动 ,直到在目 的地位置放下该钢卷为止。在指令正常完成后,系统的车 载终端向 服务器返 回完成操 作消息 ,由服务器端完成向三级反馈及存储处理功能。
3.2出库功 能
根据库房结构和三级的指令明细, 对相应库位上的产品形成出库明细; 终端按照出库指令,从库区把该钢卷运送到出库区,服务器更新本地数 据库信息 并发送数 据库更新 信息到三 级,做出库处理。
出库指令 由三级下 发 ,三级向天 车 (行车 ) 定位及智能导航系统发送出库指令, 系统接收到三级指令后,由服务器做出响应(回应三级响应、保存数据处理、发送预定义操作指令到车载终端);系统的车载终端收到出库操作指示———由三级发送来的出库指令, 列表显示到数据选择区域中;由天车 (行车 )操作员具 体完成该 出库指令;在指令完成后,系统的车载终端向服务器返回完成操作响应, 由服务器端完成向三级反馈及存储处理功能。
3.3上料功能
根据库房结构, 按照三级的指令把库区当中的钢卷按照序列转放到步进梁上; 同时自动计算库存量的减少、更新本地数据库信息并发送数据库更新信息到三级, 从而保证数据的及时性。
上料由三 级下发 ,三级向天 车 (行车 )定位及智能导航系统发送上料指令, 系统接收到三级指令后 ,由服务器 做出响应 (回应三级 响应、保存数据处理、 发送预定义操作指令到车载终端);系统的车载终端收到上料操作指示———由三级发送来的上料指令, 列表显示到数据选择区域中;由天车 (行车 )操作员具 体完成该 上料指令;在指令完成后,系统的车载终端向服务器返回完成操作响应, 由服务器端完成向三级反馈及存储处理功能。
3.4卸料功 能
把步进梁上的钢卷按照三级指示返回到库区当中的某一库位; 同时自动计算库存量的增加、更新本地数据库信息并发送数据库更新信息到三级,保证数据的实时性。
3.5倒库功 能
计划倒库 由三级触 发 ,三级向天 车 (行车 ) 定位及智能导航系统发送倒库指令, 系统接收到三级指令后,由服务器做出响应(回应三级响应、保存数据处理、发送操作指令到终端);系统的车载终端收 到倒库操 作指示 ,由天车 (行车 ) 操作员具体完成该倒库指令;在指令完成后,系统的车 载终端向 服务器返 回完成操 作响应 ,由服务器端完成向三级反馈及存储处理功能。
3.6作业计 划下发 、 上传功能
天车(行车)定位及智能导航系统是一个与三级系统实时 通信的系 统 ,在天车 (行车 )上的各个操作过程中, 服务器端的服务时刻与三级保持通信,交换着现场的数据。其中车载模块需要按照预定义的指令进行工作, 当车载模块进行了其所在跨的库位数据变更 (对跨内的钢卷进行了 操作 ),那么在向 三级发送 数据时 ,需要一个确定的发送点,这个点笔者称之为确认点。当车载 模块按照 预定义的 操作进行 工作时 ,只有车载模块触发了确认点 (确认点由无效状态转换为有效状态),车载模块才会根据其预定义规程继续工作。
(1 ) 锁定指令功能
对跨内正 在工作的 天车 (行车 )来说 ,车载模块在进行指令操作时, 系统将会对1台天车 ( 行车 ) 正在执行 的指令进 行锁定 , 即对其他 非该指令操作的天 车 (行车 )来说 ,该指令处 于无效不可操作状态,并进行明显的颜色示意。该指令的锁定状态直到该指令完成或在一些预定义状态下解除 :当该指令 由执行天 车 (行车 )正常完成后, 该指令将解除锁定并从可执行指令列表中删 除 , 保证可执 行列表中 指令的正 确性 ; 当该指令在由执行 天车 (行车 )操作过程 中 ,发生了非正常因素不能完成时, 该指令将被服务器端解除锁定,即对正常的天车(行车)来说,开放该指令数据的可操作性, 保证指令数据的正常继续执行。
(2 ) 计划作业变更处理
在对三级的指令(计划倒库、入库操作等三级指定了位置)执行过程中,如果发生了无法执行的情况(库位被占用、库位数据不符合等),天车(行车)操作员在 操作车载 模块时 ,会看到如 图5所示的信息确认框, 决定最终发往三级的数据;天车(行车)操作员在进行更正性操作(放置到有效位置、寻 找到有效 数据进行 操作 )时 , 服务器端的服务将根据具体情况, 依据预定义的处理,向三级发送计划变更操作,并进行相应的数据记录。
(3 ) 请求指令功能
系统在保证通信正常的前提下, 会实时地完成对天车 (行车 )指令的更 新 ,但是我们 也可以人为地向三级请求指令, 作为指令更新和系统完整性的有效补充。
(4 ) 信息校验功能
在对库区位置的任何数据进行生成、更正以及调整的前后, 系统服务都将对库位信息进行信息的校验, 并将检验结果及时反馈到车载终端,保证不做无校验修改,从而保证数据的有效性。
在进行三级数据库数据与本系统数据库数据同步操作时, 服务器端将进行数据的备份及其日志记录, 同时对每一个同步的数据点进行数据比较操作, 将不一致数据列表显示给系统维护人员, 最终由系统维护人员校验后做出数据更改或撤销更改的指示, 保证数据的正确无误修改操作。
3.7称重检 测装置
为了更有效地发挥这套系统的作用,对天车 ( 行车 ) 加装了称重装置用于检测核对产品的重量。称重检测装置把天车(行车)起吊的重量通过称重传感器转换为电信号, 经称重仪表把信号传送给数据处理单元。对于现场已经安装称重 装置的天 车 (行车 ),则直接读 取输出的 重量数据。重量信号可在车载触摸屏上进行显示,并传到中控上位机进行记录, 供统计查询及分析用。
4 结束语