無人化定位天車車載操作系統(tǒng)

張旭

題目：Unmanned Positioning Crane car Operating System

摘要：本文主要介紹了唐山不銹鋼公司1580鋼卷成品庫定位車車載操作系統(tǒng)（以下簡稱本系統(tǒng)）。該系統(tǒng)根據(jù)庫區(qū)的管理要求與實際操作流程相結合，能夠?qū)崿F(xiàn)相鄰天車工單位置信息、天車工單池預覽、執(zhí)行工單選擇、當前執(zhí)行工單詳細信息、天車報警提醒、以及天車行進路線跟蹤等功能。為不斷改進天車操作人員操作流程，庫區(qū)鋼卷信息的綜合管理提供幫助。

關鍵詞：不銹鋼;鋼卷庫;定位天車;庫區(qū)管理

中圖分類號：TG335.1? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1007-9416（2018）10-0000-00

1 系統(tǒng)簡介

本系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)有的庫區(qū)管理要求，針對傳統(tǒng)的庫區(qū)天車吊裝作業(yè)任務由人為傳達或紙質(zhì)工單下達的現(xiàn)狀，依托不銹鋼公司1580鋼卷成品庫無人天車改造項目的實施，通過將天車操作人員吊裝作業(yè)操作流程的整理，實現(xiàn)從整體作業(yè)任務下達，到天車操作人員執(zhí)行吊裝作業(yè)的工單跟蹤，再到作業(yè)完成后將鋼卷信息實時反饋到庫存信息管理系統(tǒng)的閉環(huán)設計。

2總體思路

結合現(xiàn)有技術積累和經(jīng)驗總結，將庫區(qū)管理、信息化、自動化技術相結合，通過對無人天車作業(yè)的深入研究、依據(jù)作業(yè)位置識別的需求，進行系統(tǒng)設計從而實現(xiàn)系統(tǒng)總體功能。其功能主要包括工單一體化操作、天車狀態(tài)顯示、天車報警、天車作業(yè)設定。系統(tǒng)主要解決不同區(qū)域、不同設備是采用靜態(tài)方式還是識別方式;根據(jù)天車運行的狀態(tài)以及物料或設備的狀態(tài)動態(tài)啟動系統(tǒng)以及將工單執(zhí)行結果發(fā)送到統(tǒng)一的天車管理控制系統(tǒng)。

3數(shù)據(jù)庫設計原則

數(shù)據(jù)庫設計是在一個給定的應用環(huán)境，構造最優(yōu)的數(shù)據(jù)模式、建立起數(shù)據(jù)庫，使之能有效地存儲數(shù)據(jù)，同時構造出應用系統(tǒng)以支持各種應用的信息處理需求。在設計時應遵循以下原則：布局合理和分布存儲原則。

為了減少不必要的中間環(huán)節(jié)，減少數(shù)據(jù)傳輸，以提高系統(tǒng)效率;數(shù)據(jù)庫的布局遵循數(shù)據(jù)就近存放、就近使用的原則。

3.1 合理冗余原則

允許部分數(shù)據(jù)重疊。在提高系統(tǒng)處理效率和保證數(shù)據(jù)同步更新的前提，允許部分數(shù)據(jù)重復存儲。

3.2 完整性、一致性和正確性原則

數(shù)據(jù)的完整性是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠完整的反映整個監(jiān)控系統(tǒng)的安全信息;數(shù)據(jù)的一致性是指各系統(tǒng)的關聯(lián)數(shù)據(jù)在進行處理時可保證數(shù)據(jù)間的一致性;正確性是指存儲的數(shù)據(jù)和處理的結果是正確的。

3.3 高效率原則

高效率原則是指對已知情況進行系統(tǒng)分析，合理分段歸類，剔除干擾因素，有效提高數(shù)據(jù)處理能力，減少網(wǎng)絡負擔，減少數(shù)據(jù)處理時間，獲得更高效率的原則。

4 關鍵技術

4.1 天車位置定位

天車位置定位是指對執(zhí)行吊裝作業(yè)的天車位置進行識別，并將識別的實時信號坐標（X軸、Y軸、Z軸）回傳給系統(tǒng)綜合處理。本系統(tǒng)天車位置定位由一級PLC采用編碼器電纜測距技術，通過TCP傳輸協(xié)議實時反饋給本系統(tǒng)，后由本系統(tǒng)對接收到的坐標進行綜合處理判斷，最終將天車狀態(tài)分發(fā)到其他協(xié)作系統(tǒng)。其中，X軸、Y軸坐標分別反映天車大車和小車與零點坐標的距離，Z軸反映主鉤與水平地面標定值的相對距離。

4.2 天車工單行進路線繪制

本系統(tǒng)根據(jù)天車操作人員選擇的執(zhí)行工單，通過后臺數(shù)據(jù)處理，采用GDI圖形繪制技術，將工單起吊位、放卷位以及天車當前位置繪制在坐標網(wǎng)格圖中。天車操作人員可以通過網(wǎng)格坐標，直觀的了解目標位置與天車的的相對距離，判斷目標位的方向，輔助天車操作人員更好的優(yōu)化行進路線。

除了對目標點的繪制外，本系統(tǒng)還實現(xiàn)了在天車執(zhí)行工單時，針對每一個工單將天車的位置記錄下來，實時繪制天車行進路線，有效反映了天車的行進軌跡，并一定程度的提高了天車操作人員的駕駛效率。

5 系統(tǒng)功能

5.1 工單功能

根據(jù)鋼卷庫區(qū)管理與物流需求，天車智能管理系統(tǒng)（簡稱CIDS）綜合分析生成天車執(zhí)行工單，依據(jù)現(xiàn)場天車工作情況，CIDS在最優(yōu)時機將工單下發(fā)到庫區(qū)的無人化天車和定位天車，其中無人化天車自動執(zhí)行下發(fā)工單，定位天車由天車操作人員根據(jù)天車管理控制系統(tǒng)（簡稱CMCS）操作指令及現(xiàn)場實際情況選擇工單進行執(zhí)行。

天車操作人員在對工單池中的所有工單有了初步的了解之后，根據(jù)實際的天車位置和現(xiàn)場的生產(chǎn)情況判斷是否有可以執(zhí)行的工單，如果有可執(zhí)行的工單，通過工單執(zhí)行功能就可以將所執(zhí)行的工單信息發(fā)送給CD系統(tǒng)，同時該工單所涉及鋼卷詳細信息也將會顯示在本系統(tǒng)中。天車操作人員只需按照正常的操作流程按照工單要求的起放吊位置完成鋼卷的吊裝，其他信息由系統(tǒng)自動完成。

5.2 重要信息提醒功能

由于庫區(qū)現(xiàn)場的情況復雜多變，需要天車操作人員與地面庫管人員一起處理的事情很多，在這種情況下重要信息提醒功能變得尤為重要。本系統(tǒng)依托基于WPF框架的現(xiàn)有技術，將需要提醒天車操作人員的重要信息以醒目顏色的文字加滾動播放的形式顯示在系統(tǒng)的中間部分，可以有效的在第一時間提醒天車操作人員關注提醒信息，提高安全度和工作效率。

Unmanned Positioning Crane car Operating System

ZHANG Xu1，2

（1. School of Information Engineering， North China University of Science and Technology， Tangshan Hebei? 063000;

2.Tangshan Branch of Hebei Iron and Steel Group， Tangshan Hebei? 063000）

Abstract： This paper mainly introduces the vehicle operating system of the 1880 steel coil finished product positioning vehicle of Tangshan Stainless Steel Co.， Ltd. （hereinafter referred to as the system）. The system combines the management requirements of the warehouse area with the actual operation process， and can realize the position information of the adjacent crane work order， the preview of the crane work order pool， the execution work order selection， the current work order detailed information， the crane alarm reminder， and the day. Car travel route tracking and other functions. In order to continuously improve the operation process of the crane operator， the comprehensive management of the steel coil information in the reservoir area can help.

Keywords：stainless steel;steel coil library;positioning crane;reservoir management