无人化定位天车车载操作系统

张旭

題目：Unmanned Positioning Crane car Operating System

摘要：本文主要介绍了唐山不锈钢公司1580钢卷成品库定位车车载操作系统（以下简称本系统）。该系统根据库区的管理要求与实际操作流程相结合，能够实现相邻天车工单位置信息、天车工单池预览、执行工单选择、当前执行工单详细信息、天车报警提醒、以及天车行进路线跟踪等功能。为不断改进天车操作人员操作流程，库区钢卷信息的综合管理提供帮助。

关键词：不锈钢;钢卷库;定位天车;库区管理

中图分类号：TG335.1   文献标识码：A     文章编号：1007-9416（2018）10-0000-00

1 系统简介

本系统根据现有的库区管理要求，针对传统的库区天车吊装作业任务由人为传达或纸质工单下达的现状，依托不锈钢公司1580钢卷成品库无人天车改造项目的实施，通过将天车操作人员吊装作业操作流程的整理，实现从整体作业任务下达，到天车操作人员执行吊装作业的工单跟踪，再到作业完成后将钢卷信息实时反馈到库存信息管理系统的闭环设计。

2总体思路

结合现有技术积累和经验总结，将库区管理、信息化、自动化技术相结合，通过对无人天车作业的深入研究、依据作业位置识别的需求，进行系统设计从而实现系统总体功能。其功能主要包括工单一体化操作、天车状态显示、天车报警、天车作业设定。系统主要解决不同区域、不同设备是采用静态方式还是识别方式;根据天车运行的状态以及物料或设备的状态动态启动系统以及将工单执行结果发送到统一的天车管理控制系统。

3数据库设计原则

数据库设计是在一个给定的应用环境，构造最优的数据模式、建立起数据库，使之能有效地存储数据，同时构造出应用系统以支持各种应用的信息处理需求。在设计时应遵循以下原则：布局合理和分布存储原则。

为了减少不必要的中间环节，减少数据传输，以提高系统效率;数据库的布局遵循数据就近存放、就近使用的原则。

3.1 合理冗余原则

允许部分数据重叠。在提高系统处理效率和保证数据同步更新的前提，允许部分数据重复存储。

3.2 完整性、一致性和正确性原则

数据的完整性是指数据库系统能够完整的反映整个监控系统的安全信息;数据的一致性是指各系统的关联数据在进行处理时可保证数据间的一致性;正确性是指存储的数据和处理的结果是正确的。

3.3 高效率原则

高效率原则是指对已知情况进行系统分析，合理分段归类，剔除干扰因素，有效提高数据处理能力，减少网络负担，减少数据处理时间，获得更高效率的原则。

4 关键技术

4.1 天车位置定位

天车位置定位是指对执行吊装作业的天车位置进行识别，并将识别的实时信号坐标（X轴、Y轴、Z轴）回传给系统综合处理。本系统天车位置定位由一级PLC采用编码器电缆测距技术，通过TCP传输协议实时反馈给本系统，后由本系统对接收到的坐标进行综合处理判断，最终将天车状态分发到其他协作系统。其中，X轴、Y轴坐标分别反映天车大车和小车与零点坐标的距离，Z轴反映主钩与水平地面标定值的相对距离。

4.2 天车工单行进路线绘制

本系统根据天车操作人员选择的执行工单，通过后台数据处理，采用GDI图形绘制技术，将工单起吊位、放卷位以及天车当前位置绘制在坐标网格图中。天车操作人员可以通过网格坐标，直观的了解目标位置与天车的的相对距离，判断目标位的方向，辅助天车操作人员更好的优化行进路线。

除了对目标点的绘制外，本系统还实现了在天车执行工单时，针对每一个工单将天车的位置记录下来，实时绘制天车行进路线，有效反映了天车的行进轨迹，并一定程度的提高了天车操作人员的驾驶效率。

5 系统功能

5.1 工单功能

根据钢卷库区管理与物流需求，天车智能管理系统（简称CIDS）综合分析生成天车执行工单，依据现场天车工作情况，CIDS在最优时机将工单下发到库区的无人化天车和定位天车，其中无人化天车自动执行下发工单，定位天车由天车操作人员根据天车管理控制系统（简称CMCS）操作指令及现场实际情况选择工单进行执行。

天车操作人员在对工单池中的所有工单有了初步的了解之后，根据实际的天车位置和现场的生产情况判断是否有可以执行的工单，如果有可执行的工单，通过工单执行功能就可以将所执行的工单信息发送给CD系统，同时该工单所涉及钢卷详细信息也将会显示在本系统中。天车操作人员只需按照正常的操作流程按照工单要求的起放吊位置完成钢卷的吊装，其他信息由系统自动完成。

5.2 重要信息提醒功能

由于库区现场的情况复杂多变，需要天车操作人员与地面库管人员一起处理的事情很多，在这种情况下重要信息提醒功能变得尤为重要。本系统依托基于WPF框架的现有技术，将需要提醒天车操作人员的重要信息以醒目颜色的文字加滚动播放的形式显示在系统的中间部分，可以有效的在第一时间提醒天车操作人员关注提醒信息，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