智能行车电气室空调冷凝水自动排放系统的设计与开发

吴志勇，余 琼，王成鹏

（马钢（合肥）板材有限责任公司，安徽合肥 230000）

1 项目背景

马钢（合肥）板材有限责任公司轧后库行车在无人库区系统改造前，PLC等控制柜为敞开式，无空调冷却系统，完成无人库区系统后，在行车主梁增加了PLC室，PLC室增加空调冷却系统，用于电气元件的冷却，产生的冷凝水需进行排放，若在无人自动化仓库采用人工手动排放方法，首先得将行车停止作业，行车运行模式由系统自动控制切换成手动操作模式，再将行车运行至指定排放出口位置，然后将空调冷凝水排放出室外，这种方法既增加了人工劳动成本，还影响到仓库自动化作业效率，为完全实现行车无人化及解决空调冷凝水排放问题，设计并开发马钢（合肥）板材公司轧后库智能行车电气室空调冷凝水自动排放系统。

2 方案设计

本系统与马钢（合肥）板材公司轧后库智能库区匹配，以PLC 系统，WMS系统为基础，行车激光定位为基准，包含空调、水箱、液位计、PLC 机构、电动阀门、水管以及激光测距仪，所述水箱连接PLC 控制柜空调冷凝水出水管，用于存储空调冷凝水；所述电动阀门连接在所述水箱出水管上，阀门集信号采集、处理、反馈、控制于一体，与所述PLC 机构通过信号的接收、反馈，控制冷凝水排放的开启和关闭，开启和关闭动作时间快，输出稳定，定位精度高,所述水箱、液位计、PLC 机构、电动阀门依次相连接，同时所述PLC 机构与激光测距仪连接。见图1所示。

图1 方案设计

3 软硬件设计

3.1 硬件设备

（1）无线通信设备套件。包括无线路由器，网络施工相关辅材设备等，用于PLC通信，1套。

（2）激光测距仪。,SICK,3套。

（3）水箱，液位计，电动阀门等。包括水管等，1套。

3.2 软件部分

（1）PLC系统。行车控制系统，1套。

（2）WMS系统。库管系统，1套。

4 系统开发

4.1 工作原理

液位计安装在水箱上，内设水箱冷凝水一个高水位参数和一个低水位参数。当水位达到设置的高水位参数时，电动阀门采集到的此信号，WMS 库管系统下达行车排水指令，行车PLC 系统控制行车到达指定排水位置，电动阀门打开，冷凝水进行排放，当水箱中水位到达低水位参数时，阀门关闭，排放完毕。

所述液位计为SICK液位计，其液位传感器使用时间域反射测量技术，通过计算发射脉冲与反射脉冲之间的时间差来测量液位高度，测量数值精确。计算结果既能输出离散信号，又能输出模拟信号，可用于开关点式测量和连续液位测量。

行车大车采用的SICK激光测距检测方式，其绝对地址信息真实可靠、断电不会丢失数据，大车惯性滑动不会造成数据偏差，检测精度达到1 mm，实现行车大车的快速、可靠、精确定位。排水点位置信息记录在WMS中，PLC 机构通过激光测距检测排水点地址，控制行车准确定位，实现了排水管口自动、精准对接，行车自动排水。

PLC 与WMS 通信均采用5.8 G 无线网络点对点通信，通信速率高，丢包率低，信号稳定。

4.2 WMS库管程序排水功能

操作工在WMS 库管系统程序中将无人行车自动排水功能打开，设置排水点坐标及排水点，当行车水箱中水位达到排水高度，排水指令生成，行车自动排水。见图2所示

图2 排水点设置

此为无人行车自动排水功能配置画面，实现了无人自动化系统控制行车作业任务与空调冷凝水排放之间的优先顺序，在不影响库区作业效率的前提下，提升了空调冷凝水排放效率。

5 结论

该方案实现了无人行车空调冷凝水排放全程自动化，从冷凝水收集到量后开始排放，到排放结束行车归位，整个排放过程由PLC 机构控制各单元自动实施，无需人工参与操作，自动化程度高，在实际使用过程中操作工反应较好，未发现任何任何问题，保证了无人行车的自动化率，减少了人工劳动成本的损失。