无人天车自动装卸车系统优化

唐山钢铁集团信息自动化部 张科科

1 技术背景

无人天车的自动装卸车系统主要靠SRS、PLC系统和天车二级来实现，SRS系统来为天车提供工作的坐标。SRS为天车自动入库/出库任务提供了很大便利，使得入库/出库作业能够自动进行。

2 现象描述

自动装卸车作业的成功与否完全取决于SRS系统能否为其提供准确的钢卷坐标。而通过日常运行，发现SRS系统在为无人天车系统入库/出库作业提供坐标时，容易出现以下问题：

（1）来唐钢高强汽车板拉货配货的货车，很多车箱的侧板无法打开，这时SRS有可能扫描不出鞍座位置，导致自动入库/出库作业无法实现。

（2）有的车箱体尺寸太窄，当吊宽卷时，会使SRS系统在进行坐标位置计算时，认为鞍座与车侧板的距，小于天车的安全卸卷位置，而产生报错，导致自动入库/出库任务无法使用。

3 优化方案

为解决以上问题，需改变自动装卸车系统的工作流程，当SRS不能为自动装卸车系统提供准备的坐标时，SRS系统应该及时通知A模块系统，并通过A模块通知WMS系统，这时WMS可以应急使虚拟坐标，并把工作模式由完全自动模式，改为取卷/放卷外全自动的应急模式。控制流程图如图1所示：

图1 无人天车自动装卸车应急系统控制流程

并且从以下几个方面对系统进行优化：

WMS系统：通过数据统计技术，利用以往工作日志分析， 得出2个用于入库/出库的虚拟坐标，并写入系统数据库。

A模块系统：增加SRS系统故障时应急操作功能，当SRS出现问题时，根据三级的信息结合库位管理系统，自动把虚拟坐标发送给最适合该任务的天车。

PLC系统：通过对WMS下发任务报文进行分解，判断SRS是否故障模式，并对故障模式下的各种控制方式和参数进行修改。

通过分析现场出现的问题，从以下几个方面对自动装卸车系统进行了优化：

对WMS系统的优化：

（1）设置虚拟地址

把2015年以后SRS系统投入以来，自动入库/出口作业时，得到的所有坐标记录整理生成数据库，分别对X,Y方向的坐标进行范围划分，X方向以200MM为一区间，Y方向以100MM为一区间，然后利用excel表对数据单位进行数据筛选和整理，以XY方向的最小值开始范围筛选，得到一坐标范围，以及该范围出现的频率。把出现频率最高的范围筛选出来，取其中心点坐标设置为虚拟地址。

（2）WMS实时识别SRS处于故障状态

在WMS与A模块系统的通讯报文中，增加SRS状态字段，并修改WMS使其实时分析报文，当发现SRS处于故障状态时，WMS系统及时切换到SRS应急模式。

（3）自动装卸车系统故障时，WMS控制方式改变

WMS切换至应急模式，并对天车运行模式进行修改，以前设计为在SRS进行入库/出库操作时，天车模式只能为自动取卷+自动放卷，现在修改为当SRS处于应急模式时，自动将模式切换为自动取卷+遥控放卷。

对A模块系统的优化：

（1）在A模块与WMS的通讯报文中增加关于SRS是否正常的报文，这样当主控切换至SRS应急模式时，WMS会收到该信息。

（2）把该虚拟地址，映射成A模块下发工作任务的程序地址，并将其隐藏于操作画面中，当SRS正常运行时，这两个坐标位置在A模块的任务选择界面不可用。

（3）在操作画面上增加模式切换功能，当SRS出现问题后，及时切换到应急模式，这时在正常状态时隐藏的虚拟的鞍座会显示在A模块的任务选择界面，A模块会把无人天车入库/出库任务的目标位置设置为上面定义好的程序位置。

对PLC系统的优化：

（1）在PLC与WMS的通讯报文内容中增加关于SRS是否正常的报文，这样当主控切换至SRS应急模式时，WMS会通过TCP/IP协议将该状态反馈给天车PLC系统。

（2）更改天车定位系统的偏差允许值：自动装卸车系统处于应急模式下时，WMS下发给天车的目标位置，将不在是个精确值，而是一个范围值，为避免无人天车定位所产生时间上的浪费，在PLC系统中将保证取卷放卷的精确度进行修改。

（3）更改天车上声光报警器的控制连锁，当天车到达目的区域后，声光报警器开始报警，提醒操作工切换到遥控模式，进行装卸车工作。

（4）更改loading/unloading连锁条件: 为保证安全，当SRS在应急模式下时，天车取卷/放卷控制方式由自动切换为手动，当天车到达目的区域后，PLC系统将自动下发暂停命令给天车，直到天车工使用遥控器来进行取卷/放卷作业。

4 实施效果

2015年6月唐钢高强汽车板SRS系统投入使用，2015年8月自动装卸车系统进行优化后，弥补了因SRS在工作时出现错误而导致天车无法自动的缺陷，从而提升了工作效率和时效性。具体体现为：

人员方面：使得每个班可以减少3个人员配置。

效率方面：装车时间由以前的平均15分/卷降低到了6分/卷。

装卸时间由以前的平均12分/卷降低到了5分/卷。

[1]王晓琳．天车无人值守车辆自动识别系统[J]．自动化应用,2016(2)∶12-13．