一种智能AGV运输设备与生产管控系统接口的设计与实现
2023-08-14史军仓
史军仓
(中色科技股份有限公司,河南 洛阳 471039)
随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术逐步发展,以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用,AGV(Automated Guided Vehicle)作为联系和调节离散型物流管理系统使其作业连续化的必要自动化搬运装卸手段,其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。使用AGV结合生产管理系统有很多优点。第一,自动化程度高。可完全由计算机进行控制,由接口程序或者人工向其计算机控制终端输入相关信息,计算机终端再将信息发送给电控设备执行相应的动作。与生产管理系统相结合更能发挥AGV的价值所在。生产管控系统发送任务给AGV,无需人工再进行干预,管控系统可多工序发送任务,AGV会进行任务归类排队,大大提高运输自动化效率。第二,安全性高。AGV的导引路径是提前设定好的,多个AGV之间避免碰撞,可视化传感器和机械防撞措施使其免遭碰撞。降低了人工在车间进行搬运的高风险性,AGV还可在复杂的环境中工作,提高了操作工的安全性。第三,降低了生产成本。AGV 系统的资金投入是短期的,人工成本是不断增加。AGV保证设备运行正常的前提下,可以做到有任务就工作。第四,极大的提升了物流管理的水平,提高运输效率,提高货位利用率,可视化的查询使得找料变得更加快捷。
1 AGV与生产管控系统接口设计
1.1 AGV与生产管控系统交互方式
(1)网络协议HTTP/webservice。这是目前用的最多的接口方式,其中以HTTP方式接口最多,这种模式是AGV方提供接口。这两种方式都是被动的接口,接口程序部署在服务器上,生产管控系统或者WMS会调用接口的方法。(2)AGV和生产管控系统开发各自的接口程序,相互调用对方接口进行信息交互,包括信息交互前的握手。(3)数据表公开的方式进行接口对接。双方协定好中间表的格式,直接通过应用程序,双方都可写入或者读取信息交互。(4)直接进行PLC的对接,通讯方式有TCP/IP、485、232进行连接通讯直接控制AGV小车。
1.2 设计架构
本文设计接口模式为公用表加HTTP的模式进行设计。AGV系统提供公共的接口数据表,单独开发接口程序访问数据表和生产管控系统(图1)。
图1Fig.1
1.3 AGV设备接口
AGV运输设备需要第三方提供,并提供设备的路线规划图,物料的位置信息等。生产管控系统与运输设备进行数据交换,才能达到运输目的。数据接口要实现对AGV控制。生产管控系统发送指令,先与AGV设备握手,保证设备是正常运转的,AGV收到指令后进行动作,动作完成后返回执行状态给生产管控系统,生成管控系统收到信息后在系统进行信息确认、并记录到数据库。
2 AGV与生产管控系统接口实现
本系统设计的是AGV只负责物料的转运,不涉及AGV自带库存管理,这样可以避免更多的数据交互,以及数据交互直接产生的数据不一致。全部的物流数据集中在生产管控系统中,方便以后的数据统计集中在一个平台。
2.1 公共信息交互表
公共交互信息表包含两个,第一个是小车及其站点的定义。小车的站点与生产管控系统定义的小车编码,站点位置信息在这个表单中定义。第二个是AGV任务表,它是AGV的任务来源表单,任务表单可包含任务名称,任务名称可用无重复的UUID;任务状态字段记录任务完成的各个阶段,如等待、执行、完成、故障等,任务完成后反写此字段;任务的起始货位编码和放置货位编码;运输任务的类型可分取料、放料、行走、充电状态等;运输物料的批号。其他还有小车状态的表单等。其中任务表参考图如图2所示。
图2Fig.2
2.2 标准API接口的实现
接口程序实现要注意几个节点,第一个是接口的安全性,此处不再详述,接口程序开发工具不同,安全的安全模式也不同。第二是访问设备的,在进行数据交互之前,接口需要访问设备在充电或者有故障的时候可先进行拦截,以便在实际工作中做出合理的物料调配。实现如图3所示。
图3Fig.3
第三是生产管控系统与接口程序的数据交互,包含获取AGV任务表的所有数据到生产管控系统,生产管控系统再根据实际情况进行筛选使用;向AGV表中插入数据接口,查询数据接口等;也可根据实际情况定义接口。实现如图4所示。
图4Fig.4
最后是生产管控系统对接口的调用,首先与设备接口进行握手,握手成功后,再进行数据交互。实现如图5所示。
图5Fig.5
3 结论
本文介绍了AGV运输设备与生产管控系统之间桥梁接口程序的设计与实现,通过系统构建中间表单,通过接口程序去访问中间表单,实现通过生产管控系统调用接口程序,接口程序写入任务调动AGV去执行运输任务。智能物流是企业物流发展的重要方向之一,通过接口程序可提高数据交互的效率,接口程序部署在服务器上,各个客户端直接调用接口,方便快捷。这种模式是目前生产管控系统与AGV交互最多的模式之一。
