行李分流系統軟件模型化設計及研究

吳云鵬 鐘麗媛

摘? 要：行李分流系統軟件的設計是機場行李處理系統的核心部分，設計的好壞直接影響到行李處理的效率和準確度。該文研究了浦東T1航站樓行李處理系統的工作原理及其在不同狀態下對行李流向的影響，通過對分流系統的控制功能和軟件程序架構的詳細分析，從行李控制系統設計的基本特點出發，提出系統設計的基本原則，并引入模型化設計的概念，進一步探討類似自動化控制系統軟件的模型化設計方法。

關鍵詞：行李分流? 模型化? 啟停管理

中圖分類號：TP273 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）01（b）-0009-03

1? 項目概述

1.1 項目背景

浦東機場T1航站樓1999年建成通航，設計具備年旅客吞吐量2000萬人次。隨著上海經濟的不斷發展，航空業務量持續快速增長，預計到2016年T1航站樓旅客吞吐量將達到3600萬人次。為保證旅客托運行李能安全、及時地進出機場，2013年，上海國際機場股份有限公司投資2.43億對T1行李處理系統進行改造升級。

此次升級改造的主要內容包括新建進出港行李轉盤、增加離港值機柜臺、改建行李自動分揀系統、優化自動化控制系統等。為保證整個行李系統的高效穩定運行，每條輸送線都需要通過分流系統來進行行李流路由選擇和切換，從而達到行李系統流向、流量的靈活、優化配置。

1.2 研究內容

根據每條輸送線的情況不同。相同功能要求下需將分流控制系統的程序進行模型化設計和模塊化處理，以提升行李控制系統軟件自動化程度，提高了軟件編程的效率，降低了系統編程的成本和風險。

該研究內容包括以下幾點。

（1）行李流的控制管理。

（2）程序構架的優化設計。

（3）設備的接口處理。

2? 實施方案

2.1 行李流的控制管理

一個值機島包括2條行李值機線，值機線的行李流根據行李分流系統擺臂的位置不同，可有4種不同路徑。以7區、8區為例，其中，E02為新建轉盤，F01為舊轉盤。行李路徑如圖1所示。

在運行過程中需要考慮以下兩種不同的情況下的控制。

（1）7區上方的擺臂擺出，8區上方的擺臂是在內側。此時行李只需要傳遞給8區后一節輸送機即可。

（2）7區上方的擺臂擺出，8區上方的擺臂也是擺出，這樣整個系統將兩個大擺臂控制成為一節輸送機。這樣7區和8區就是一個整體，可以看成是收集皮帶，收集皮帶的兩個導入皮帶，導入位置分別為8區擺臂皮帶的頭部和7區擺臂皮帶的頭部。合流之后，有如下幾個問題。

①行李在擺臂位置滑移。

因為行李在傳送過程中要經過一段有擺臂推動前進的過程，所以其位置滑移相對較大，容易導致行李位置理論值與實際不一致的情況發生。因此需要考慮在此種情況下，行李的之間的間距是要相對增大。

②系統降效。

因為兩邊合流之后，所需要處理的行李量較大，值機島上的設定處理量分別為750件/h，合流之后是1500件/h。大擺臂的速度是：54m/min。如果處理量是1500件/h，則行李之間的間距是：2.16m。考慮到第一個條件，將窗口大小設置成3m，這樣處理量為1000件/h。

③處理量動態平衡。

上述降效之后會導致兩個值機島的平均處理能力下降。

2.2 程序構架設計

2.2.1 順序啟動

下游的輸送機，當下游兩個輸送機中（S7或者S8）的任何一個啟動，則該段輸送機就可以啟動。

2.2.2 順序停止

上游輸送機，當上游輸送機（S1和S2）全部都停止的情況下，該段輸送機才能停止下來。

2.2.3 節能

節能是需要從上游輸送機傳遞節能的信號，在接收到上游的節能信號之后，在輸送機運行一段時間之后，并且輸送機上沒有行李的時候，系統就可以進入節能模式。這里需要分別判斷兩個DB_PLT的信號。

2.2.4 向下游傳遞行李

由兩個DB_PLT分別傳遞行李。其中一個s_Handover_Run_OK信號是False，則要漸停輸送機。

2.2.5 DB_PLT之間的信號銜接

分流器下輸送機可以用兩個ID來表示，分別是In和out，In表示是靠近分流大擺臂的部分;out表示遠離分流大擺臂的部分。分別來控制輸送機的運行和停止。PEC_Position兩個，分別診斷兩個PEC的狀態。EQP_BASIC應該是兩個，因為是需要兩個handover狀態字（見圖2）。

2.3 接口處理

兩條輸送線控制系統分別屬于兩個PLC，如果要實現兩個PLC間的行李交互，則需要定義相關的接口描述[1]。PLC之間采用DP-DP coupler通信，DP-DP coupler的硬件接口。DP地址都是31。

（1）接口功能描述：該接口主要用來描述系統之間的行李交接的過程，如圖3所示。

（2）信號接口，如圖4所示。

（3）準備發送行李：上游末端光電開關位置有一個行李準備傳遞給下游輸送機。傳遞過程中：上游和下游輸送機之間有一個行李正在傳遞。它是結合了RTS和RTR兩個信號來確定傳遞過程，一旦傳遞過程結束，就復位該信號。

（4）心跳信號[2]：用于判斷DPDP coupler是不是在正常工作。心跳信號是以一定周期不斷0-1變化，如果發信心跳信號不發生變化，則表明DPDP coupler停止工作。因為DP-DP coupler在發生故障的時候會保持住信號，如果發現心跳信號有問題的時候，就會過濾輸入信號，或者取消輸出信號。

3? 成果分析

3.1 模型化設計思路

行李控制系統層次清晰，并且功能明確。根據系統的結構，功能以及各元素之間的資源關系，將系統分為系統模型，功能模型，資源模型以及功能塊模型[3]。

3.1.1 系統模型

系統模型是通過多個接口協議作為系統子系統的劃分標準，再將相互數據交換設備歸結在一起，以完成整個系統的功能（見圖5）。

3.1.2 資源模型

資源模型提供了功能塊的運行環境。其包含在子系統中的功能單元內，通過事件和數據流交換信息，實現系統各個模塊的獨立操作。子系統中的某些模塊的刪除，增加和修改，都不會影響到其他模塊的功能。組成分部式系統的所有功能塊，將全部分布于各個資源當中。

3.2 功能塊模型

基本功能塊是系統最基本控制單元設備的應用，主要是定義其基本的輸入信號和數出信號，并具有基本的控制算法對輸入信號進行判斷，控制輸出信號，并為其他控制算法預留相關的接口信號（見圖6）。

4? 結語

基于該模型所開發的行李分流系統程序，通過實踐調試運行后充分滿足了行李系統所需的各項功能，并且運行穩定。參與軟件編制的工程師以及維護工程師都可以根據現場情況和機械磨損情況對程序內各參數進行修改和完善功能，具有很好的靈活性和穩定性。

參考文獻

[1] 崔堅，李佳，楊光.西門子工業網絡通信指南[M].北京：機械工業出版社，2005.

[2] 姜建芳.西門子S7-300/400 PLC工程應用技術[M].北京：機械工業出版社，2012.

[3] 陶耀東，林滸.高性能開放式數控系統框架設計[J].小型微型計算機系統，2009（9）：1911-1916.