一種使用區(qū)域配置表的物料跟蹤系統(tǒng)

本文涉及工業(yè)生產(chǎn)中基于件次的物料的跟蹤系統(tǒng)，屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域。使用程序配置表在系統(tǒng)中動態(tài)生成物料跟蹤區(qū)域，在跟蹤系統(tǒng)使用過程中，即保證了基于件次的物料的動態(tài)跟蹤系統(tǒng)得正常工作，又提高了系統(tǒng)可移植性、穩(wěn)定性和擴(kuò)展性。

【關(guān)鍵詞】物料跟蹤 區(qū)域配置 工藝路線

1 背景

在生產(chǎn)自動化中，物料跟蹤系統(tǒng)首先要按照工藝生產(chǎn)路線分成若干跟蹤區(qū)域。然后，從物料進(jìn)入跟蹤區(qū)開始跟蹤，直到出跟蹤區(qū)為止，由物料跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行控制，來實(shí)現(xiàn)物料的實(shí)時位置跟蹤。在與MES相接中，跟蹤系統(tǒng)為MES提供由原料到成品的物料標(biāo)識，并為下線收集提供物料的跟蹤順序。

隨著生產(chǎn)的穩(wěn)定，為了開發(fā)新產(chǎn)品或提高產(chǎn)品質(zhì)量，工藝路線不可避免的需要進(jìn)行改造，比如增加工序或子工藝路線。這在以往跟蹤系統(tǒng)中，由于的程序的跟蹤路徑是根據(jù)特定的工藝路線定制出來的，如果工藝路線發(fā)生變化，跟蹤系統(tǒng)就需要重新開發(fā)或加以改造，造成人力和時間的浪費(fèi)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

本系統(tǒng)目的是提供一種通用的基于件次的物料跟蹤系統(tǒng)，通過工藝路線的程序可識別描述，系統(tǒng)自動識別要跟蹤的區(qū)域，形成新的跟蹤系統(tǒng)正常工作，解決由于工藝路線差異的造成跟蹤系統(tǒng)重新開發(fā)或加以改造的問題。

通過系統(tǒng)維護(hù)人員根據(jù)具體工藝路線對配置文件進(jìn)行設(shè)定，經(jīng)過此通用的基于件次的物料跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行初始化后，自動判斷物料位置以及物料運(yùn)動方向，從而實(shí)現(xiàn)該工藝路線下物料的實(shí)時跟蹤。如果工藝路線發(fā)生改變，只需更改配置文件的設(shè)定，系統(tǒng)就會自動識別新的工藝路線從而實(shí)現(xiàn)對物料的跟蹤。具體技術(shù)方案如下：

第一步 建立配置表：按需求劃分區(qū)域后，為每個區(qū)域編號，存儲到配置表中的“本區(qū)域編號”的位置，“本區(qū)域編號”的值必須從0開始而且是連續(xù)的；再確定每個區(qū)域的前一個區(qū)域，將其編號存儲到配置表中的“前一個區(qū)域編號”的位置，如果是整條生產(chǎn)線的入口區(qū)域，也就是說它沒有前一個區(qū)域的話，將“本區(qū)域編號”的值存儲到配置表中的“前一個區(qū)域編號”的位置；現(xiàn)場設(shè)備的信號作為跟蹤觸發(fā)信號的信息存儲到配置表中的“進(jìn)入本區(qū)域識別標(biāo)志”的位置；將每個編號對應(yīng)區(qū)域的名稱存儲到配置表中的“區(qū)域名”的位置。

第二步 系統(tǒng)初始化：系統(tǒng)啟動時，讀取配置表中區(qū)域總數(shù)n，按區(qū)域總數(shù)n生成n個跟蹤隊(duì)列和區(qū)域隊(duì)列，跟蹤隊(duì)列0、跟蹤隊(duì)列1…跟蹤隊(duì)列n-1和區(qū)域隊(duì)列0、區(qū)域隊(duì)列1…區(qū)域隊(duì)列n-1；按“本區(qū)域編號”升序，讀取配置表中第一行的“本區(qū)域編號”的值也就是0，同時讀取配置表中第一行的 “區(qū)域名”的值存入?yún)^(qū)域隊(duì)列0中，這樣跟蹤隊(duì)列0管理該區(qū)域中物料的件數(shù)和前后順序，依次類推。

第三步 觸發(fā)信號到達(dá)：按照跟蹤觸發(fā)信號的信息到配置表中的“進(jìn)入本區(qū)域識別標(biāo)志”查找對應(yīng)的記錄行。讀取對應(yīng)行的“本區(qū)域編號”的值和“前一個區(qū)域編號”的值存入臨時變量var1、var2中。其中，var1存儲“本區(qū)域編號”的值，var2存儲“前一個區(qū)域編號”的值。

第四步 判斷本區(qū)域是否為入口區(qū)域：判斷變量var1和var2的值是否相等，如果相等，判斷為入口區(qū)，執(zhí)行第五步；如果不等，判斷為正常物料移動，執(zhí)行第六步。

第五步 物料進(jìn)入跟蹤區(qū)：銜接上道工序的物料標(biāo)識，將該物料標(biāo)識進(jìn)入跟蹤隊(duì)列0進(jìn)行跟蹤管理。

第六步 判斷前一個區(qū)域是否有物料：判斷以var2的值對應(yīng)的跟蹤隊(duì)列中物料標(biāo)識的數(shù)量，如果為0，表示沒有物料，程序結(jié)束；如果不為0，表示有物料，執(zhí)行第七步。

第七步 將前一個區(qū)域第一件物料移至本區(qū)域：獲取以var2的值對應(yīng)的跟蹤隊(duì)列中第一件物料標(biāo)識，將該物料標(biāo)識移出以var2的值對應(yīng)的跟蹤隊(duì)列。同時，將該物料標(biāo)識添加到以var1的值對應(yīng)的跟蹤隊(duì)列最后的位置。程序結(jié)束。

本跟蹤系統(tǒng)能夠有效改善現(xiàn)場由于工藝路線改變帶來的跟蹤系統(tǒng)必須改造的現(xiàn)狀，提高工作效率，保證跟蹤系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

可移植性：根據(jù)現(xiàn)場工藝路線配置后，跟蹤系統(tǒng)直接上線運(yùn)行。解決了以往的跟蹤系統(tǒng)需要先確定工藝路線，再依據(jù)區(qū)域定義數(shù)組管理定制開發(fā)的局限性，如果工藝路線發(fā)生變更，不需要重新設(shè)計(jì)、開發(fā)，大大降低了開發(fā)成本。

穩(wěn)定性：對于新的生產(chǎn)線，系統(tǒng)內(nèi)核不需要重新開發(fā)，只需對現(xiàn)場工藝路線進(jìn)行描述定義即可。這樣能夠保證系統(tǒng)內(nèi)核版本穩(wěn)定，不做頻繁的更改。

擴(kuò)展性：跟蹤系統(tǒng)上線后，由于現(xiàn)場需要增加工序，只需更改工藝路線配置即可，降低了系統(tǒng)的改造成本。

3 具體實(shí)施

下面用個例子說明：

假設(shè)某工廠的工藝路線為從1號區(qū)域?yàn)槿肟?，按工序物料既可以?號區(qū)域加工也可以去3號區(qū)域加工，工藝路線描述為：

系統(tǒng)啟動后，自動按配置文件進(jìn)行系統(tǒng)初始化，將動態(tài)數(shù)組Array下標(biāo)設(shè)置為區(qū)域數(shù)，當(dāng)前為3。系統(tǒng)中的Array數(shù)組下標(biāo)為0，即對應(yīng)1號區(qū)域；為1對應(yīng)2號區(qū)域；為2對應(yīng)3號區(qū)域。系統(tǒng)根據(jù)配置表發(fā)現(xiàn)本區(qū)域和上一個區(qū)域都為0表示為入口區(qū)；本區(qū)域編號沒有出現(xiàn)在上一區(qū)域編號表示為出口區(qū)域。本例中，1號區(qū)域?yàn)槿肟趨^(qū)域，2、3號區(qū)域?yàn)槌隹趨^(qū)域。當(dāng)跟蹤系統(tǒng)接收到“1050”觸發(fā)，物料在1號區(qū)域顯示，在來“1050”觸發(fā)，第二根物料顯示在上根的下方（采用先進(jìn)先出的隊(duì)列的思想）；在來“1055”觸發(fā)，跟蹤系統(tǒng)依據(jù)配置表知道目標(biāo)區(qū)域?yàn)榫幪枮?的2號區(qū)域，來源是編號為0的1號區(qū)域，跟蹤系統(tǒng)將1號區(qū)域中第一根物料下移到2號區(qū)域。以此類推，依據(jù)觸發(fā)信號完成物料跟蹤。再假設(shè)由于系統(tǒng)添加工序，將2號區(qū)域的物料送往4號區(qū)域進(jìn)行精加工，只需修改工藝路線描述，更改后的工藝路線描述為：

作者簡介

李明偉（1981-），男，河北省衡水市人。中級職稱，碩士學(xué)位。

作者單位

唐山鋼鐵集團(tuán)微爾自動化有限公司 河北省唐山市 063000