同轨双过跨车智能调度系统研发

周志栋 李志亮

摘  要：随着智慧物流、智能仓储等技术在钢铁企业的日渐兴起，为适应钢铁企业生产库区多跨区、多吊位、多出口需求，研发了同轨双过跨车智能调度系统。实现了钢卷在多个跨区间高效转移，提高了钢卷过跨的运力。消除了两部过跨车由不同跨区的操作人员人工调度控制，打电话沟通的弊端。更好的发挥过跨车自动控制技术的优异性，实现更加智能的过跨车调度，满足多跨区多任务作业要求，实现多跨区双过跨车的高效、稳定、无冲突自动运行。

关键词：过跨车;智能调度;智慧仓储

中图分类号：TP301   文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）09-0000-00

0 引言

目前，钢铁企业新建热轧卷库向着多跨区、多吊位、多出口方向发展，为了实现钢卷在多个跨区间转移，往往会在同一个轨道上布置两部过跨车，以提高钢卷过跨的运力。以往两部过跨车都是由不同跨区的操作人员人工调度控制，方式多为打电话沟通。伴随着智慧物流、智能仓储等技术在钢铁企业内的日渐兴起，过跨车纷纷由手动控制升级为自动控制，人工调度控制显然已经不能满足作业要求。

为了更好的发挥过跨车自动控制技术的优异性，亟需开发一种同轨双过跨车控制系统，实现更加智能的过跨车调度，满足多跨区多任务作业要求，实现多跨区双过跨车的高效、稳定、无冲突自动运行。

1 系统构成

该系统包括库区二级系统、过跨车PLC系统、一号过跨车传动系统、二号过跨车传动系统和现场传感器。过跨车PLC采用西门子S7 300 CPU和ET200M远程站。二级和一级之间通过工业以太网TCP/IP协议交换信息。过跨车PLC通过自主研发的无线通讯系统实现与两套过跨车传动系统的通讯。

2 系统设计

2.1 数据库建立

通過分析系统产生的各项数据和功能结构，将数据库内数据存储单元分为基础定义表、基础数据设置表、运行数据临时存储表、钢卷数据表、统计数据表、通讯接口表等。

其中基础定义表内定义过跨车名称、标识，库房名称及相关的各种物流设备定义、标识定义等。

基础数据设置表内定义库区X轴和Y轴的长宽数据，过跨车HOME位置数据，轨道长度，轨道起始位置，过跨车速度等。

运行数据临时存储表内定义过跨车实时位置，过跨车当前工作状态，过跨车当前作业模式等。

钢卷数据表内定义运输的钢卷信息，包括：钢卷号、宽度、外径、内径、厚度、重量等。

统计数据表内定义各个班次作业的数据统计，每部过跨车的作业统计等。

通讯接口表内定义与过跨车相关的其它设备接口数据。

2.2 设备状态和各数据信息自动采集

系统能够自动采集位置传感器、过跨车运动传动设备、过跨车系统工业以太网、过跨车系统总线网络、过跨车动作及反馈传感器、过跨车用电反馈、停止限位开关等具体设备的当前状态信息，并能够允许操作工对过跨车传感器进行标定操作。

2.3 实时通信功能

系统通过无线以太网分别与成品库内行车设备、库管系统进行数据交换。可以实时跟踪成品卷在库区内的定位、状态和钢卷信息;协调过跨车与过跨车之间的钢卷交接工作。

2.4 自动调度功能

系统通过采集传感器信息和库管信息，可以自动调度两部过跨车协调运行，避免作业指令冲突，为每一部过跨车下发合理、准确、唯一的作业指令，缩短同轨双过跨车相互避让的停待时间，同时降低同轨双过跨车出现冲突急停的概率。自动调度的流程如图1所示。

2.5 人机界面（HMI）

成品库共有2部过跨车，分布在6个跨区里，为了便于操作人员监控，将2部过跨车过跨车放在一个页面中。

系统整个页面由数据显示、图像显示和数据操作三部分组成，主界面如图2所示。主界面总体分为上下两部分，上部分由左至右依次是两部过跨车的数据显示和数据操作，下部分是两部过跨车在库区内的图像显示。

数据显示包括过跨车状态信息工单状态信息、钢卷号、作业类型、收卷位置、送卷位置、钢卷具体信息、过跨车位置等。其中过跨车状态和工单状态通过无线以太网传输给库区管理系统，卷号、作业类型、收卷位置和送卷位置则由库区管理系统下发;过跨车状态报警显示区域显示当前过跨车的设备状态和报警情况，当设备正常运行、工单状态正常、通讯状态正常时，显示蓝色背景的“正常”字体，当系统有异常，显示黄色背景，同时显示报警代码。

图像显示包括过跨车当前位置、跨车当前运动状态、跨车当前重载状态、停止限位开关状态。

数据操作包括测距传感器标定、过跨车移动控制、工单状态修正、过跨车模式选择、过跨车暂停及解除、过跨车紧急停车及解除、天车锁定请求及解锁请求。其中单击等待位按钮，1#过跨车回到最左侧位置，2#过跨车回到最右侧位置;在文本框中输入位置数值（单位mm），然后单击目标位按钮，对应的过跨车会自动移动到相应位置;当在过跨车自动运行的过程中，如果产生错误的工单状态，可以点击相应的按钮，实现送卷完成状态修正或收卷完成状态修正，防止出现自动运行逻辑混乱。

3 结论

该系统基于Oracle数据库，使用高级汇编语言实现硬件设备面向用户的开放式人机接口的功能转化。通过实时的数据采集，能够及时、准确、动态的反馈现场实际设备的当前状态，并能够允许操作工对过跨车传感器进行标定操作，能够高效接收库管系统信息，实现给过跨车下发合理准确的、唯一的作业指令，缩短双过跨车相互避让的停待时间，同时降低双过跨车出现冲突急停的概率，从而大大提高同轨双过跨车的有效作业率。根据库区管理要求自动调度同一个轨道上布置的两部过跨车进行自动作业，满足多跨区多任务作业要求，实现多跨区双过跨车的高效、稳定、无冲突运行，实时反馈自动运行的过跨车状态。有效解决了同轨双过跨车自动控制的问题，提高了同轨双过跨车工作效率，减少了现在操作人员，减少了事故安全隐患。

收稿日期：2020-07-19

作者简介：周志栋（1965—），男，河北唐山人，硕士研究生，正高级工程师，研究方向：自动化和智能化系统研发。

通讯作者：李志亮（1982—），男，河北唐山人，本科，高级工程师，研究方向：自动化和智能化系统研发。